OO 第一单元总结与反思

简介

​ 本人由于对Java的不了解和对字符串处理的不熟悉，第一周到周六才开始写作业，直接就使用了预解析的方式，之后的几次作业也偷懒沿用了预解析的形式来完成作业。使用预解析的话，因为无需考虑对符号的处理，只用处理运算的过程，所以比起正常读入要简单非常多。三次作业的架构大体相同，区别只在于对因子的处理以及化简。

第一次作业

作业思路

​ 对于因子（Factor）的表示，可以统一为\(a*x^b\)，因此，对于表达式类（Expr）可以使用一个Arraylist<Factor> factors来表示。
​ 在Expr类中实现对每个类的运算操作。

UML图与类结构

其中，各个类的含义如下：

|- MainClass：主类，含有main()，是程序入口
|- Expr：表达式类，实现了Expr间的各种运算操作
|- Factor：因子类
|- Parser：用于提取fx表达式的各个元素
|- Tools：在main函数实现了读入和对操作的分类后来具体执行

第二、三次作业

​ 因为是使用与解析的形式完成的作业，全程只需关助运算无需考虑文法分析，所以三次作业的架构都是相似的，最大的区别在于Factor的组成以及优化策略。

UML图和类结构

思路和各类的作用

​ 使用一个hashmap来保存每一个表达式 HashMap<String, Function>，且使用深拷贝来保证hashmap中的value不会被更改，保证在未来调用时值不会变化。
​ 对每次输出的命令进行分析，然后按要求进行表达式的计算操作，返回一个全新的实例化对象存入HashMap中。对每一次的运算结果都进行化简，保证每一条被存储的结果都是最简的。

  • Mainclass

    • 有main函数，为程序的入口。
    • main函数需要判断当前读入的操作种类，然后调用mytool对相应的操作进行处理。

  • MyTool

    • 有9各方法，分别对应预解析中的每个操作，由main()调用

  • Parser

    • 供mytool使用，用于提取操作中的各个段，如：fx，sin，3（常数）。

  • Function

    • 表达式类，内有一个ArrayList<Factor>
    • 关于方法，实现了 深拷贝、合并同类项，加法，乘法，sin cos操作，重写equals和Hashcode，

  • Factor

    • 因子类，因统一表述为了 \(a*x^b*\prod sin(expr)*\prod cos(expr)\) 的形式，内部属性有a(BigInteger), b(BigInteger), sinmap(HashMap), cosmap(HashMap)。
    • 关于方法，实现了加法，乘法，优化，深拷贝，重写equals

度量分析

代码规模：

Source File Total Lines Source Code Lines
Factor.java 396 343
Function.java 271 221
MainClass.java 68 38
MyTool.java 97 74
Parser.java 32 26
Total 864 702

对几个方法的分析：

method CogC ev(G) iv(G) v(G)
Factor.Factor() 0.0 1.0 1.0 1.0
Factor.Factor(BigInteger, BigInteger) 0.0 1.0 1.0 1.0
Factor.equalZero() 0.0 1.0 1.0 1.0
Factor.getAa() 0.0 1.0 1.0 1.0
Factor.getBb() 0.0 1.0 1.0 1.0
Factor.getCosMap() 0.0 1.0 1.0 1.0
Factor.getSinMap() 0.0 1.0 1.0 1.0
Factor.hashCode() 0.0 1.0 1.0 1.0
Factor.setAa(BigInteger) 0.0 1.0 1.0 1.0
Factor.setBb(BigInteger) 0.0 1.0 1.0 1.0
Factor.setCosMap(HashMap) 0.0 1.0 1.0 1.0
Factor.setSinMap(HashMap) 0.0 1.0 1.0 1.0
Function.Function() 0.0 1.0 1.0 1.0
Function.Function(String) 0.0 1.0 1.0 1.0
Function.equalZero() 0.0 1.0 1.0 1.0
Function.getFactors() 0.0 1.0 1.0 1.0
Function.posFunc() 0.0 1.0 1.0 1.0
Function.refinefunc() 0.0 1.0 1.0 1.0
Function.setFactors(ArrayList) 0.0 1.0 1.0 1.0
Function.subFunc(Function) 0.0 1.0 1.0 1.0
MyTool.opAdd(HashMap, String) 0.0 1.0 1.0 1.0
MyTool.opCos(HashMap, String) 0.0 1.0 1.0 1.0
MyTool.opMul(HashMap, String) 0.0 1.0 1.0 1.0
MyTool.opNeg(HashMap, String) 0.0 1.0 1.0 1.0
MyTool.opNewNum(HashMap, String) 0.0 1.0 1.0 1.0
MyTool.opPos(HashMap, String) 0.0 1.0 1.0 1.0
MyTool.opPow(HashMap, String) 0.0 1.0 1.0 1.0
MyTool.opSin(HashMap, String) 0.0 1.0 1.0 1.0
MyTool.opSub(HashMap, String) 0.0 1.0 1.0 1.0
Parser.getFx(String) 0.0 1.0 1.0 1.0
Parser.getOpNum1(String) 0.0 1.0 1.0 1.0
Parser.getOpNum2(String) 0.0 1.0 1.0 1.0
Parser.getSpecialNum(String) 0.0 1.0 1.0 1.0
Factor.Factor(String) 2.0 1.0 2.0 2.0
Function.addFunc(Function) 1.0 1.0 2.0 2.0
Function.copyTheFunc() 1.0 1.0 2.0 2.0
Function.cosFunc() 2.0 1.0 2.0 2.0
Function.hashCode() 1.0 1.0 2.0 2.0
Function.negFunc() 1.0 1.0 2.0 2.0
Function.sinFunc() 2.0 1.0 2.0 2.0
Parser.transToFunction(HashMap, String) 2.0 2.0 2.0 2.0
Factor.addFac(Factor) 2.0 3.0 3.0 3.0
Factor.copyTheFac() 2.0 1.0 3.0 3.0
Function.mulFunc(Function) 3.0 1.0 3.0 3.0
Function.powFunc(BigInteger) 2.0 2.0 2.0 3.0
Function.printFunc() 2.0 2.0 3.0 3.0
Factor.mulFac(Factor) 8.0 1.0 5.0 5.0
Factor.printSignal(boolean) 14.0 1.0 6.0 6.0
Factor.refineFac() 10.0 7.0 7.0 7.0
Function.equals(Object) 11.0 8.0 3.0 8.0
Factor.compareTo(Factor) 8.0 9.0 5.0 9.0
Factor.refineFac2() 20.0 9.0 9.0 9.0
Function.mergeFactors() 16.0 5.0 9.0 9.0
Function.judgeOnlyOne() 5.0 4.0 7.0 10.0
Function.specialPrint() 7.0 2.0 10.0 10.0
MainClass.main(String[]) 11.0 1.0 10.0 10.0
Factor.judgeCanMerge(Factor) 14.0 9.0 7.0 13.0
Factor.printFac(boolean) 26.0 1.0 14.0 14.0
Factor.equals(Object) 18.0 12.0 6.0 15.0
Total 191.0 120.0 161.0 189.0
Average 3.23728813559322 2.0338983050847457 2.7288135593220337 3.2033898305084745

​ 可以看到，复杂度比较高的方法集中于输出和表达式优化上，这些方法主要都是在使用面向过程的方式来进行处理，所以复杂度偏高。其它的方法复杂度都较低。

化简策略

因子的化简

对于每一个因子，都统一表述为了：\(a*x^b*\prod sin(expr)*\prod cos(expr)\) 的形式。比较方便执行化简操作。

  • sin(0) = 0，将a->0，清空sinmap和cosmap。
  • cos(0)= 1，删去cosmap中的这一项
  • cos(-a) = cos(a)
  • sin(-a)= -sin(a)
  • 2sin(aa)cos(aa)==sin(2*aa)

表达式化简

  • \(sin(a)^2 + cos(a)^2 = 1\)
  • 表达式合并

个人踩坑总结

  • 第一次作业中，对引用的理解不够深，不知道深拷贝，导致出错。

    • 在java中，除了基本数据类型以外，其他的都是引用数据类型，可以将它们理解为指针。
    • 引用对象赋值给另一个引用对象时只是复制了一个引用（指针），实际上存储的数据没有被复制，所以通过某一个引用所做的修改在另一个引用中也看的见

  • 在第二次作业时，因为是第一次使用hashmap，不知道当自定义的对象做key时，需要重写equals()和Hashcode()。

    • 所有的类都是Object类的子类，如果不重写equals()和hashcode()方法，就会调用Object类的方法，而这些方法并不会对实例化对象的具体值进行比较，只会比较引用的地址，不能满足作业要求。

  • 关于ArrayList和HashMap中删除元素的操作

    • 个人通过查询资料，认为通过使用Iterator来删除元素是最稳妥的方法。
    • Java Iterator（迭代器）不是一个集合，它是一种用于访问集合的方法，可用于迭代 ArrayList 和 HashSet 等集合。
'这是一个使用迭代器来删除ArrayList<Integer>中小于10的元素的方法'
Iterator<Integer> it = numbers.iterator();
while(it.hasNext()) {
    Integer i = it.next();
    if(i < 10) {  
        it.remove();  // 删除小于 10 的元素
    }
}

总结

​ 假期没有预习pre，导致开学才匆忙做pre，开学第一周就毫无防备的来了一个大作业，整个学习过程十分痛苦。第一单元的三次作业都是采用预解析的方法完成的作业，第一周是时间不足导致的，第二周纯粹是因为想偷懒所以写的预解析。

​ 在OO学习的第一个月，我偷懒犯了很多错，也少做了很多应该做的事。在第二个月一定好好学习。

posted @ 2022-03-26 01:08  tantor  阅读(28)  评论(0)  编辑  收藏  举报