OO 第三单元总结

OO 第三单元总结

一、总述

  • 本单元主要学习了如何正确解读JML规格，并根据给出的JML规格编写规范的代码，并实现异常处理功能。本单元的背景是模拟社交网络，包括维护NetWork(社交网络)、Group(群组)、Person(用户)、Message(消息)等类的信息，并且了解最小生成树、最短路等图算法。本单元没有性能分数，算是降低了一些压力，不用搞平衡树之类的优化。

二、作业分析

1. 第九次作业

（1）作业要求

  • 本次作业主要目的为熟悉基本的JML规格描述，理解入门级JML规格并完成代码实现。本次作业的背景是模拟简单的社交网络，依照JML规格实现具体模拟和查询功能，并学习异常处理的相关知识。

（2）UML类图 & 具体实现

  • 本次作业UML类图如下：

     

     

  • 本次作业主要包括MyPerson、MyGroup、MyNetwork三个类（实现官方包接口），还有六个异常处理类。

  • 首先是MyPerson以及MyGroup类，这两个类相对而言比较简单，仅需维护其内部属性，并提供修改以及查询属性的功能。可以把Person认为是一个个社交软件的用户，Group认为是群组，这样Person中的acquaintance可以认为是好友列表，value可以认为是亲密度；Group中的集体属性为群组信息，其中的People容器容纳的便是群组中的所有成员。这样来理解可以帮助我们更好地来实现这两个类的功能。值得注意的部分为查询的性能。其中较为重要的是容器的选择，在这里我选择了HashMap作为容器，key值为Person or Group的ID，Value为其对应的对象。这样便可以把查找的复杂度从O(n)降为O(1)。其余按照指导书展开即可，不在这里赘述。

  • 相对而言较为复杂的是MyNetWork，这个类仅有一个实例化对象，可以理解为社交网络（终端），这里记录了用户的信息，用户的好友关系，群组的信息，可以访问其中的任一成员。该类中包含本次作业中最重要的两个查询功能，IsCircle以及QueryBlockSum。首先简单介绍一下二者的功能，isCircle是判断两个用户间是否可以通过中间关系相连（即图论中的联通），而queryBlockSum则是查询有多少个独立的非联通分支。二者按照基准策略展开可能后续会出现TLE的情况。借鉴图论中的知识，我们可以发现这里非常适合运用并查集的知识。可以开一个HashMap<Integer, Integer>来维护成员间的所属关系，这样每次在调用isCircle函数时仅需判断二者是否在一个分支上（是否有相同的根节点）即可。对于queryBlockSum功能，可以维护一个初始值为0的blockSum变量，当addPerson时blockSum++，addrelation时判断如果产生了非联通分支的合并则blockSum--，这样在queryBlockSum时便可以O(1)查找。

    并查集实现见下：

    在实现中考虑到查询性能问题，我采取了路径压缩 + 按秩合并的方式实现并查集。

    由于路径压缩会改变树的高度，可以把秩近似更改为树的重量，这样更方便维护。

    private HashMap<Integer, Integer> root;         //记录关系的容器
    private HashMap<Integer, Integer> weight;       //记录分支重量的容器
    ​
    ///////////////查找结点所在分支（根节点）///////////////
    public int find(int id) {
            int rootId = id;
            while (root.get(rootId) != rootId) {
                rootId = root.get(rootId);
            }
            int ansId = id;
            int parent;
            while (ansId != rootId) {
                parent = root.get(ansId);
                root.put(ansId, rootId);
                ansId = parent;
            }
            return ansId;
    }
    ///////////////////////合并分支/////////////////////////
    public void merge(int id1, int id2) {
            int root1 = find(id1);
            int root2 = find(id2);
            if (root1 == root2) {
                return;
            }
            else {
                int sum = weight.get(root1) + weight.get(root2);
                if (weight.get(root1) < weight.get(root2)) {
                    root.put(root1, root2);
                    weight.put(root2, sum);
                } else {
                    root.put(root2, root1);
                    weight.put(root1, sum);
                }
                blockSum--;
            }
        }

  • 最后是异常处理的实现，这一部分中我采用了一个静态的Int型变量count（仅在程序启动时初始化一次为0）来记录某类异常出发的次数，采用HashMap<Integer, Integer>来记录该类下某PersonID（Key）触发该类异常的count（Value）。在顶层MainClass中调用Runner来捕获，在MyNetWork中检索并抛出异常。注意异常抛出的顺序，以及两id相等的判断。

（3）代码复杂度分析

MethodCogCev(G)iv(G)v(G)
code.MainClass.main(String[]) 0 1 1 1
code.MyEqualGroupIdException.MyEqualGroupIdException(int) 2 1 2 2
code.MyEqualGroupIdException.print() 0 1 1 1
code.MyEqualPersonIdException.MyEqualPersonIdException(int) 2 1 2 2
code.MyEqualPersonIdException.print() 0 1 1 1
code.MyEqualRelationException.MyEqualRelationException(int, int) 6 1 4 4
code.MyEqualRelationException.print() 0 1 1 1
code.MyGroup.MyGroup(int) 0 1 1 1
code.MyGroup.addPerson(Person) 0 1 1 1
code.MyGroup.delPerson(Person) 0 1 1 1
code.MyGroup.equals(Object) 2 2 1 3
code.MyGroup.getAgeMean() 2 2 2 3
code.MyGroup.getAgeVar() 2 2 2 3
code.MyGroup.getId() 0 1 1 1
code.MyGroup.getSize() 0 1 1 1
code.MyGroup.getValueSum() 6 1 4 4
code.MyGroup.hasPerson(Person) 1 2 1 2
code.MyGroupIdNotFoundException.MyGroupIdNotFoundException(int) 2 1 2 2
code.MyGroupIdNotFoundException.print() 0 1 1 1
code.MyNetwork.MyNetwork() 0 1 1 1
code.MyNetwork.addGroup(Group) 2 2 2 2
code.MyNetwork.addPerson(Person) 2 2 2 2
code.MyNetwork.addRelation(int, int, int) 7 4 5 6
code.MyNetwork.addToGroup(int, int) 6 4 5 5
code.MyNetwork.contains(int) 1 2 1 2
code.MyNetwork.delFromGroup(int, int) 4 4 4 4
code.MyNetwork.find(int) 2 1 3 3
code.MyNetwork.getGroup(int) 0 1 1 1
code.MyNetwork.getPerson(int) 0 1 1 1
code.MyNetwork.hasPerson(int) 1 2 1 2
code.MyNetwork.isCircle(int, int) 6 3 3 4
code.MyNetwork.merge(int, int) 5 2 3 3
code.MyNetwork.queryBlockSum() 0 1 1 1
code.MyNetwork.queryPeopleSum() 0 1 1 1
code.MyNetwork.queryValue(int, int) 7 4 5 6
code.MyPerson.MyPerson(int, String, int) 0 1 1 1
code.MyPerson.addAcquaintance(Person, int) 0 1 1 1
code.MyPerson.compareTo(Person) 0 1 1 1
code.MyPerson.equals(Object) 2 2 1 3
code.MyPerson.getAge() 0 1 1 1
code.MyPerson.getId() 0 1 1 1
code.MyPerson.getName() 0 1 1 1
code.MyPerson.isLinked(Person) 2 3 2 3
code.MyPerson.queryValue(Person) 1 2 1 2
code.MyPersonIdNotFoundException.MyPersonIdNotFoundException(int) 2 1 2 2
code.MyPersonIdNotFoundException.print() 0 1 1 1
code.MyRelationNotFoundException.MyRelationNotFoundException(int, int) 4 1 3 3
code.MyRelationNotFoundException.print() 0 1 1 1
         
Class OCavg OCmax WMC  
code.MainClass 1 1 1  
code.MyEqualGroupIdException 1.5 2 3  
code.MyEqualPersonIdException 1.5 2 3  
code.MyEqualRelationException 2.5 4 5  
code.MyGroup 1.9 4 19  
code.MyGroupIdNotFoundException 1.5 2 3  
code.MyNetwork 2.44 5 39  
code.MyPerson 1.44 3 13  
code.MyPersonIdNotFoundException 1.5 2 3  
code.MyRelationNotFoundException 2 3 4  

本次作业由于按照JML规格展开，以及相对规模较小，整体复杂度并不算很高。

（4）Bug分析 && Hack策略

  • 由于本次没有性能分，因此只要保证正确性便不会出锅。此外，需要加上并查集优化，以防被卡T。

  • Hack时也按照此策略来进行，如果qbs按照基准策略O(n^2)展开可以Hack到，在这里可以计算一下，一共1000条指令，n条addPerson，(1000-n)条qbs，通过求导可计算出add667个Person、qbs333次时得到最极限的数据。很遗憾我们房间都写了并查集，虽然有些人没优化到O(1)，但是1000条数据量太小，并不能卡T，因此并没有bug。

  • 此外，在完成本次作业时我发现，Group中的群体属性AgeMean、AgeVar、ValueSum等属性并没有被查询，但有些同学写的有些问题，但没办法Hack到。

 

2. 第十次作业

（1）作业要求

  • 本次作业在上次的基础上添加了Message类，并进一步对NetWork和Person类进行增量开发，同时上次没有被查询的群体属性在本次也增添了相应的查询接口，整体而言工作量并不算很大，其中NetWork中加入了qlc查询指令，算是本次的一个难点（JML晦涩难懂）。

（2）UML类图 & 具体实现

  • UML类图如下：

    本次新增了MyMessage类来实现官方包中的Message类，主要提供属性的查询，还增添了Relation类存储关系（图的边），以及Block类管理每个独立的连通分支，这两个类的功能在后面展开叙述。

　　

 

 

  • 具体实现：

  • 本次增添了MyMessage类来管理消息，该类基于JML展开即可，仅提供查询方法，在MyNetWork和MyPerson类中实现对其的管控。本次的Message添加以这样的顺序进行，先通过addMessage加入NetWork中进行管控（即编辑功能），然后通过sendMessage来实现消息的发送，发送后信息产生socialValue，并且从NetWork中移除管控，Person中包含一个容纳最近消息的List来负责接收最新的消息。考虑到查询的效率，在NetWork中我使用HashMap来管理消息，在Person中使用ArrayList来管理消息。

  • 本次还提供了Group中集体属性的查询，包括AgeMean，AgeVar，以及ValueSum，这里可以通过一些特殊变量的维护来将查询操作从O(N)、O(N^2)降低为O(1)。

    • AgeMean: 可以通过维护AgeSum来实现O(1)查找，每次用 AgeSum/n 即可；

    • AgeVar: 可以维护AgeSum、AgeVarSum来实现O(1)查找

      $$
      var= n ∑x 2 −2⋅(⌊ n ∑x ​ ⌋)⋅∑x+n⋅(⌊ n ∑x ​ ⌋) 2 ​
      $$

      注意，不能使用D(X) = E(X^2) - E(X)^2 来计算，会有精度问题。

    • ValueSum，在每次addPerson与delPerson时，遍历组内的人，判断是否需要修改valueSum，此外在addRelation时查询两人是否有群组同时包含两人，更改该群组的ValueSum，每次qgvs时返回valueSum即可，可以实现O(1)复杂度的查询。

  • 本次作业在NetWork作业中实现了qlc的查询，经过仔细研读，确定了实际上就是实现一颗最小生成树，如下为JML详细解析：

    ensures \result ==
          //////////////长度限定//////////////////////////
          @ (\min Person[] subgroup; subgroup.length % 2 == 0 &&
          /////////////subgroup中存的是边（的两个端点），因此端点相连
          @ (\forall int i; 0 <= i && i < subgroup.length / 2; subgroup[i * 2].isLinked(subgroup[i * 2 + 1])) &&
          ///////////// 关于操作的都是与该PersonID联通的描述 ——> 在一个分支上
          @ (\forall int i; 0 <= i && i < people.length; isCircle(id, people[i].getId()) <==>
          @ (\exists int j; 0 <= j && j < subgroup.length; subgroup[j].equals(people[i]))) &&
          @ (\forall int i; 0 <= i && i < people.length; isCircle(id, people[i].getId()) <==>
          ///////////// 块内的点均联通且有路径 //////////////////////
          //// 这一部分很迷语，结合前面size % 2 == 0的描述，推断出subGroup中存储的是边的两个端点，即端点可以重复出现 
          @ (\exists Person[] connection;
          @ (\forall int j; 0 <= j && j < connection.length - 1;
          @ (\exists int k; 0 <= k && k < subgroup.length / 2; subgroup[k * 2].equals(connection[j]) &&
          @ subgroup[k * 2 + 1].equals(connection[j + 1])));
          @ connection[0].equals(getPerson(id)) && connection[connection.length - 1].equals(people[i])));
          ////////////////////// 求最小权值和 //////////////////////
          @ (\sum int i; 0 <= i && i < subgroup.length / 2; subgroup[i * 2].queryValue(subgroup[i * 2 + 1])));

    在最小生成树的实现方面，由于上次已经实现过并查集，所以在这里我选择了克鲁斯卡尔算法，首先找到生成树所在的分支，对其所有边Relation按权值从小到大排序，根据最小生成树的性质，该分支有n个点，仅需取n-1条边即可完成生成树，因次仅需选取出n-1条边即可结束算法。从小到大遍历边，每次查询并查集，判断两端点是否在同一分支上，如果不在则选取改边，重复直至去除n-1条边，并返回权值和。

    public int minTree() {
            //////////////排序////////////////////////
            Collections.sort(relations, new Comparator<Relation>() {
                @Override
                public int compare(Relation o1, Relation o2) {
                    return o1.getValue() - o2.getValue();
                }
            });
            //////////////初始化并查集，以及按秩合并的容器////////////
            root = new HashMap<>();
            weight = new HashMap<>();
            for (Integer id : blockPeople) {
                root.put(id, id);
                weight.put(id, 1);
            }
            int count = 0;
            int sum = 0;
            /////////////////生成树///////////////////////////
            for (int i = 0; i < relations.size(); i++) {
                Relation relation = relations.get(i);
                int root1 = find(relation.getPersonId1());
                int root2 = find(relation.getPersonId2());
                if (root1 != root2) {
                    merge(root1, root2);
                    count++;
                    sum += relation.getValue();
                    if (count == size - 1) {
                        break;
                    }
                }
            }
            return sum;
        }

    为了逻辑更加清晰以及方便操作，在这一部分我新增了，Relation类来管理关系（边），增加了Block类来维护一个分支中的所有人员和所有关系（边集）：

     

     

     

    在本次作业中并查集，我均使用了路径压缩 + 按秩合并的方式，以防维护块的时候经常需要合并导致TLE,此外使用非递归写法，以防爆栈。

（3）代码复杂度分析

MethodCogCev(G)iv(G)v(G)
code.Block.Block(int, int) 0 1 1 1
code.Block.addRelation(Relation) 0 1 1 1
code.Block.find(int) 2 1 3 3
code.Block.getRelations() 0 1 1 1
code.Block.merge(int, int) 2 1 2 2
code.Block.mergeBlock(Block) 1 1 2 2
code.Block.minTree() 7 4 4 5
code.MainClass.main(String[]) 0 1 1 1
code.MyEqualGroupIdException.MyEqualGroupIdException(int) 2 1 2 2
code.MyEqualGroupIdException.print() 0 1 1 1
code.MyEqualMessageIdException.MyEqualMessageIdException(int) 2 1 2 2
code.MyEqualMessageIdException.print() 0 1 1 1
code.MyEqualPersonIdException.MyEqualPersonIdException(int) 2 1 2 2
code.MyEqualPersonIdException.print() 0 1 1 1
code.MyEqualRelationException.MyEqualRelationException(int, int) 6 1 4 4
code.MyEqualRelationException.print() 0 1 1 1
code.MyGroup.MyGroup(int) 0 1 1 1
code.MyGroup.addPerson(Person) 3 1 3 3
code.MyGroup.addValueSum(int) 0 1 1 1
code.MyGroup.delPerson(Person) 3 1 3 3
code.MyGroup.equals(Object) 2 2 1 3
code.MyGroup.getAgeMean() 1 2 1 2
code.MyGroup.getAgeVar() 1 2 1 2
code.MyGroup.getId() 0 1 1 1
code.MyGroup.getPeople() 0 1 1 1
code.MyGroup.getSize() 0 1 1 1
code.MyGroup.getValueSum() 0 1 1 1
code.MyGroup.hasPerson(Person) 1 2 1 2
code.MyGroupIdNotFoundException.MyGroupIdNotFoundException(int) 2 1 2 2
code.MyGroupIdNotFoundException.print() 0 1 1 1
code.MyMessage.MyMessage(int, int, Person, Group) 0 1 1 1
code.MyMessage.MyMessage(int, int, Person, Person) 0 1 1 1
code.MyMessage.equals(Object) 2 2 1 3
code.MyMessage.getGroup() 0 1 1 1
code.MyMessage.getId() 0 1 1 1
code.MyMessage.getPerson1() 0 1 1 1
code.MyMessage.getPerson2() 0 1 1 1
code.MyMessage.getSocialValue() 0 1 1 1
code.MyMessage.getType() 0 1 1 1
code.MyMessageIdNotFoundException.MyMessageIdNotFoundException(int) 2 1 2 2
code.MyMessageIdNotFoundException.print() 0 1 1 1
code.MyNetwork.MyNetwork() 0 1 1 1
code.MyNetwork.addGroup(Group) 2 2 2 2
code.MyNetwork.addMessage(Message) 5 3 4 4
code.MyNetwork.addPerson(Person) 2 2 2 2
code.MyNetwork.addRelation(int, int, int) 13 4 8 9
code.MyNetwork.addToGroup(int, int) 6 4 5 5
code.MyNetwork.contains(int) 1 2 1 2
code.MyNetwork.containsMessage(int) 1 2 1 2
code.MyNetwork.delFromGroup(int, int) 4 4 4 4
code.MyNetwork.find(int) 2 1 3 3
code.MyNetwork.getGroup(int) 0 1 1 1
code.MyNetwork.getMessage(int) 0 1 1 1
code.MyNetwork.getPerson(int) 0 1 1 1
code.MyNetwork.hasPerson(int) 1 2 1 2
code.MyNetwork.isCircle(int, int) 6 3 3 4
code.MyNetwork.merge(int, int, int) 5 2 3 3
code.MyNetwork.queryBlockSum() 0 1 1 1
code.MyNetwork.queryGroupAgeVar(int) 2 2 2 2
code.MyNetwork.queryGroupPeopleSum(int) 2 2 2 2
code.MyNetwork.queryGroupValueSum(int) 2 2 2 2
code.MyNetwork.queryLeastConnection(int) 2 2 2 2
code.MyNetwork.queryPeopleSum() 0 1 1 1
code.MyNetwork.queryReceivedMessages(int) 2 2 2 2
code.MyNetwork.querySocialValue(int) 2 2 2 2
code.MyNetwork.queryValue(int, int) 7 4 5 6
code.MyNetwork.sendMessage(int) 18 5 7 7
code.MyPerson.MyPerson(int, String, int) 0 1 1 1
code.MyPerson.addAcquaintance(Person, int) 0 1 1 1
code.MyPerson.addMoney(int) 0 1 1 1
code.MyPerson.addSocialValue(int) 0 1 1 1
code.MyPerson.compareTo(Person) 0 1 1 1
code.MyPerson.equals(Object) 2 2 1 3
code.MyPerson.getAge() 0 1 1 1
code.MyPerson.getId() 0 1 1 1
code.MyPerson.getMessages() 0 1 1 1
code.MyPerson.getMoney() 0 1 1 1
code.MyPerson.getName() 0 1 1 1
code.MyPerson.getReceivedMessages() 2 1 3 3
code.MyPerson.getSocialValue() 0 1 1 1
code.MyPerson.isLinked(Person) 2 3 2 3
code.MyPerson.queryValue(Person) 1 2 1 2
code.MyPersonIdNotFoundException.MyPersonIdNotFoundException(int) 2 1 2 2
code.MyPersonIdNotFoundException.print() 0 1 1 1
code.MyRelationNotFoundException.MyRelationNotFoundException(int, int) 4 1 3 3
code.MyRelationNotFoundException.print() 0 1 1 1
code.Relation.Relation(int, int, int) 0 1 1 1
code.Relation.getPersonId1() 0 1 1 1
code.Relation.getPersonId2() 0 1 1 1
code.Relation.getValue() 0 1 1 1
compare(Relation, Relation) 0 n/a n/a n/a
         
Class OCavg OCmax WMC  
code.Block 2 5 16  
code.MainClass 1 1 1  
code.MyEqualGroupIdException 1.5 2 3  
code.MyEqualMessageIdException 1.5 2 3  
code.MyEqualPersonIdException 1.5 2 3  
code.MyEqualRelationException 2.5 4 5  
code.MyGroup 1.67 3 20  
code.MyGroupIdNotFoundException 1.5 2 3  
code.MyMessage 1.11 2 10  
code.MyMessageIdNotFoundException 1.5 2 3  
code.MyNetwork 2.5 6 65  
code.MyPerson 1.33 3 20  
code.MyPersonIdNotFoundException 1.5 2 3  
code.MyRelationNotFoundException 2 3 4  
code.Relation 1 1 4  

由于JML规格扩展，本次代码复杂度相对上次有所提高，由于把Block，Relation等关系均提取出来，整体代码复杂度还相对比较低，两个复杂度较高的方法都是基于JML展开，由于循环以及多分支结构造成。

（4）Bug分析 && Hack策略

  • Hack策略主要针对的是完成作业时发现的一些问题：

  • atg操作没有注意到群组人数上限，达上限后向同一群组添加两次相同的人，bug程序会报epi，而正确程序会忽视请求输出两次OK

  • 尝试卡一下朴素的Prim算法

  • 并查集维护分支时未按秩合并

  • GroupValueSum官方的O(n^2)复杂度

  • AgeVar精度问题

 

3. 第十一次作业

（1）作业要求

  • 本次作业在上次作业的基础上对Message类进行了细化，增添了MyNoticeMessage类、MyRedenvelopMessage类以及MyEmojiMessage类，并加入NetWork中进行管控。本次的难点为SendIndirectMessage方法，即实现最短路算法。这一部分实现较为简单需要注意的是这三个类均继承自Message，仅需增加私有属性即可，构造方法也可以通过super()方法来实现。

 

（2）UML类图 & 具体实现

  • UML类图：

     

     

  • 新增的消息附属类：

    这一部分实现较为简单需要注意的是这三个类均继承自Message，仅需增加私有属性即可，构造方法也可以通过super()方法来实现。并对addMessage以及sendMessage进行修改。在这一部分中NetWork中对EmojiHeat进行了管控，这一部分可以通过HashMap来实现，key为emojiId，value为Times。

  • SendIndirectMessage（最短路）：

    该方法是对SendMessage方法的拓展，SendMessage方法仅能在isLinked的两人间发送消息，而SendIndirectMessage则可以在isCircle的两人间发送消息。由于上次作业已经维护了联通块Block，因此该部分最短路仅需在Block中实现即可，效果按照sendMessage展开，并返回二者间的最短距离。

    在这里我采用了Dijkstra算法，其核心思想是每次找出当前最短距离，并对其他边进行松弛，从而求出单源最短路。寻找当前最短距离时可以采用堆优化，这样可以把时间复杂度优化为O((∣V∣+∣E∣)log∣V∣) ，具体实现如下：

    public int minDis(int person1Id, int person2Id) {
            HashMap<Integer, Integer> book = new HashMap<>();
            HashMap<Integer, Integer> dis = new HashMap<>();
            for (Integer key : graph.keySet()) {
                book.put(key, 0);
                dis.put(key, 2147483647);
            }
            PriorityQueue<Relation> queue = new PriorityQueue<>();
            queue.add(new Relation(person1Id, person1Id, 0));
            dis.put(person1Id, 0);
    ​
            while (!queue.isEmpty()) {
                Relation relation = queue.poll();
                int to = relation.getPersonId2();
                if (dis.get(to) < relation.getValue()) {
                    continue;
                }
                if (book.get(to) == 1) {
                    continue;
                }
                book.put(to, 1);
                for (int i = 0; i < graph.get(to).size(); i++) {
                    int next = graph.get(to).get(i).getPersonId2();
                    int weight = graph.get(to).get(i).getValue();
                    if (book.get(next) == 0 &&
                            dis.get(next) > dis.get(to) + weight) {
                        dis.put(next, dis.get(to) + weight);
                        queue.add(new Relation(person1Id, next, dis.get(next)));
                    }
                }
            }
    ​
            return dis.get(person2Id);
        }

（3）代码复杂度分析

MethodCogCev(G)iv(G)v(G)
code.Block.Block(int, int) 0 1 1 1
code.Block.addRelation(Relation) 4 1 3 3
code.Block.find(int) 2 1 3 3
code.Block.merge(int, int) 2 1 2 2
code.Block.mergeBlock(Block) 1 1 2 2
code.Block.minDis(int, int) 12 4 6 8
code.Block.minTree() 7 4 4 5
code.MainClass.main(String[]) 0 1 1 1
code.MyEmojiIdNotFoundException.MyEmojiIdNotFoundException(int) 2 1 2 2
code.MyEmojiIdNotFoundException.print() 0 1 1 1
code.MyEmojiMessage.MyEmojiMessage(int, int, Person, Group) 0 1 1 1
code.MyEmojiMessage.MyEmojiMessage(int, int, Person, Person) 0 1 1 1
code.MyEmojiMessage.getEmojiId() 0 1 1 1
code.MyEqualEmojiIdException.MyEqualEmojiIdException(int) 2 1 2 2
code.MyEqualEmojiIdException.print() 0 1 1 1
code.MyEqualGroupIdException.MyEqualGroupIdException(int) 2 1 2 2
code.MyEqualGroupIdException.print() 0 1 1 1
code.MyEqualMessageIdException.MyEqualMessageIdException(int) 2 1 2 2
code.MyEqualMessageIdException.print() 0 1 1 1
code.MyEqualPersonIdException.MyEqualPersonIdException(int) 2 1 2 2
code.MyEqualPersonIdException.print() 0 1 1 1
code.MyEqualRelationException.MyEqualRelationException(int, int) 6 1 4 4
code.MyEqualRelationException.print() 0 1 1 1
code.MyGroup.MyGroup(int) 0 1 1 1
code.MyGroup.addPerson(Person) 3 1 3 3
code.MyGroup.addValueSum(int) 0 1 1 1
code.MyGroup.delPerson(Person) 3 1 3 3
code.MyGroup.equals(Object) 2 2 1 3
code.MyGroup.getAgeMean() 1 2 1 2
code.MyGroup.getAgeVar() 1 2 1 2
code.MyGroup.getId() 0 1 1 1
code.MyGroup.getPeople() 0 1 1 1
code.MyGroup.getSize() 0 1 1 1
code.MyGroup.getValueSum() 0 1 1 1
code.MyGroup.hasPerson(Person) 1 2 1 2
code.MyGroupIdNotFoundException.MyGroupIdNotFoundException(int) 2 1 2 2
code.MyGroupIdNotFoundException.print() 0 1 1 1
code.MyMessage.MyMessage(int, int, Person, Group) 0 1 1 1
code.MyMessage.MyMessage(int, int, Person, Person) 0 1 1 1
code.MyMessage.equals(Object) 2 2 1 3
code.MyMessage.getGroup() 0 1 1 1
code.MyMessage.getId() 0 1 1 1
code.MyMessage.getPerson1() 0 1 1 1
code.MyMessage.getPerson2() 0 1 1 1
code.MyMessage.getSocialValue() 0 1 1 1
code.MyMessage.getType() 0 1 1 1
code.MyMessageIdNotFoundException.MyMessageIdNotFoundException(int) 2 1 2 2
code.MyMessageIdNotFoundException.print() 0 1 1 1
code.MyNetwork.MyNetwork() 0 1 1 1
code.MyNetwork.addGroup(Group) 2 2 2 2
code.MyNetwork.addMessage(Message) 10 5 5 6
code.MyNetwork.addPerson(Person) 2 2 2 2
code.MyNetwork.addRelation(int, int, int) 13 4 8 9
code.MyNetwork.addToGroup(int, int) 6 4 5 5
code.MyNetwork.clearNotices(int) 7 2 4 4
code.MyNetwork.contains(int) 1 2 1 2
code.MyNetwork.containsEmojiId(int) 0 1 1 1
code.MyNetwork.containsMessage(int) 1 2 1 2
code.MyNetwork.delFromGroup(int, int) 4 4 4 4
code.MyNetwork.deleteColdEmoji(int) 11 1 8 8
code.MyNetwork.find(int) 2 1 3 3
code.MyNetwork.getGroup(int) 0 1 1 1
code.MyNetwork.getMessage(int) 0 1 1 1
code.MyNetwork.getPerson(int) 0 1 1 1
code.MyNetwork.hasPerson(int) 1 2 1 2
code.MyNetwork.isCircle(int, int) 6 3 3 4
code.MyNetwork.merge(int, int, int) 5 2 3 3
code.MyNetwork.queryBlockSum() 0 1 1 1
code.MyNetwork.queryGroupAgeVar(int) 2 2 2 2
code.MyNetwork.queryGroupPeopleSum(int) 2 2 2 2
code.MyNetwork.queryGroupValueSum(int) 2 2 2 2
code.MyNetwork.queryLeastConnection(int) 2 2 2 2
code.MyNetwork.queryMoney(int) 2 2 2 2
code.MyNetwork.queryPeopleSum() 0 1 1 1
code.MyNetwork.queryPopularity(int) 2 2 2 2
code.MyNetwork.queryReceivedMessages(int) 2 2 2 2
code.MyNetwork.querySocialValue(int) 2 2 2 2
code.MyNetwork.queryValue(int, int) 7 4 5 6
code.MyNetwork.sendIndirectMessage(int) 8 3 5 6
code.MyNetwork.sendMessage(int) 33 5 12 12
code.MyNetwork.storeEmojiId(int) 2 2 2 2
code.MyNoticeMessage.MyNoticeMessage(int, String, Person, Group) 0 1 1 1
code.MyNoticeMessage.MyNoticeMessage(int, String, Person, Person) 0 1 1 1
code.MyNoticeMessage.getString() 0 1 1 1
code.MyPerson.MyPerson(int, String, int) 0 1 1 1
code.MyPerson.addAcquaintance(Person, int) 0 1 1 1
code.MyPerson.addMoney(int) 0 1 1 1
code.MyPerson.addSocialValue(int) 0 1 1 1
code.MyPerson.compareTo(Person) 0 1 1 1
code.MyPerson.equals(Object) 2 2 1 3
code.MyPerson.getAge() 0 1 1 1
code.MyPerson.getId() 0 1 1 1
code.MyPerson.getMessages() 0 1 1 1
code.MyPerson.getMoney() 0 1 1 1
code.MyPerson.getName() 0 1 1 1
code.MyPerson.getReceivedMessages() 2 1 3 3
code.MyPerson.getSocialValue() 0 1 1 1
code.MyPerson.isLinked(Person) 2 3 2 3
code.MyPerson.queryValue(Person) 1 2 1 2
code.MyPersonIdNotFoundException.MyPersonIdNotFoundException(int) 2 1 2 2
code.MyPersonIdNotFoundException.print() 0 1 1 1
code.MyRedEnvelopeMessage.MyRedEnvelopeMessage(int, int, Person, Group) 0 1 1 1
code.MyRedEnvelopeMessage.MyRedEnvelopeMessage(int, int, Person, Person) 0 1 1 1
code.MyRedEnvelopeMessage.getMoney() 0 1 1 1
code.MyRelationNotFoundException.MyRelationNotFoundException(int, int) 4 1 3 3
code.MyRelationNotFoundException.print() 0 1 1 1
code.Relation.Relation(int, int, int) 0 1 1 1
code.Relation.compareTo(Relation) 0 1 1 1
code.Relation.getPersonId1() 0 1 1 1
code.Relation.getPersonId2() 0 1 1 1
code.Relation.getValue() 0 1 1 1
compare(Relation, Relation) 0 n/a n/a n/a
         
Class OCavg OCmax WMC  
code.Block 3 7 24  
code.MainClass 1 1 1  
code.MyEmojiIdNotFoundException 1.5 2 3  
code.MyEmojiMessage 1 1 3  
code.MyEqualEmojiIdException 1.5 2 3  
code.MyEqualGroupIdException 1.5 2 3  
code.MyEqualMessageIdException 1.5 2 3  
code.MyEqualPersonIdException 1.5 2 3  
code.MyEqualRelationException 2.5 4 5  
code.MyGroup 1.67 3 20  
code.MyGroupIdNotFoundException 1.5 2 3  
code.MyMessage 1.11 2 10  
code.MyMessageIdNotFoundException 1.5 2 3  
code.MyNetwork 2.91 11 96  
code.MyNoticeMessage 1 1 3  
code.MyPerson 1.33 3 20  
code.MyPersonIdNotFoundException 1.5 2 3  
code.MyRedEnvelopeMessage 1 1 3  
code.MyRelationNotFoundException 2 3 4  
code.Relation 1 1 5  

本次代码复杂度控制依旧良好，整体按照JML规格展开，并在可以优化的部分进行了优化，除了sendMessage等具有较多分支条件的方法外，整体复杂度良好。

（4）Bug分析 && Hack策略

本次强测互测环节依旧没出现过bug，顺利的苟过了第三单元，但在互测中也没有什么实质性的斩获，喜提成功Hack评测机一次。

大概是这样的数据，首先add了id为1的NoticeMessage，然后发送出来，这样messages里已经没有该id的消息，可以再次添加一条普通的id仍为1的消息，再次send此时接收者的消息列表中就有了两条id为1的不同类型消息，此时调用clearNotice，正常应该清除掉第一次发送的Notice保留下第二次的消息，但是在实际操作过程中如果我们调用了remove(message)方法的话，由于官方程序重写过equals方法，会认为所有id相同的message相等，因此，remove方法找到了第一个相同id的消息进行删除，导致删除了不该删除的普通消息，留下了应该删掉的notice消息。

解决办法就是改成remove(下标)，这是我在公测结束前发现的神奇bug，感谢jbt同学的数据数据支持，本来想着看看有没有和我一样的冤大头，结果发现提交正确的输出官方说非法，错误的输出反倒通过了，然后就引发了血雨腥风……好在后面迅速修复了这个bug。（同房的xd都没犯这个错误）

 

三、NetWork拓展

  • 新增

  • Advertiser：持续向外发送产品广告

  • Producer：产品生产商，通过Advertiser来销售产品

  • Customer：消费者，会关注广告并选择和自己偏好匹配的产品来购买 -- 所谓购买，就是直接通过Advertiser给相应Producer发一个购买消息

  • Person：吃瓜群众，不发广告，不买东西，不卖东西

Advertiser、Producer、Customer均继承自Person类，维护自己的私有属性，同时为了满足广告和购买信息可以新增Advertisement和PurchaseMessage继承Message。

  • JML规格

添加广告

/*@ public normal_behavior
      @ requires !(\exists int i; 0 <= i && i < messages.length; messages[i].equals(message)) &&
      @ message.getType() == 2 && (message.getPerson1() instanceof Advertiser);
      @ assignable messages;
      @ ensures messages.length == \old(messages.length) + 1;
      @ ensures (\exists int i; 0 <= i && i < messages.length; messages[i].equals(message));
      @ ensures (\forall int i; 0 <= i && i < \old(messages.length);
      @          (\exists int j; 0 <= j && j < messages.length; messages[j].equals(\old(messages[i]))));
      @ also
      @ public exceptional_behavior
      @ signals (EqualMessageIdException e) 
      @ (\exists int i; 0 <= i && i < messages.length; messages[i].equals(message));
      @ signals (AdvertiserNotFoundException e) 
      @ !(\exists int i; 0 <= i && i < messages.length; messages[i].equals(message)) 
      @ && !(messages[i].getPerson1() instanceof Advertiser);
      @*/
public void addAdvertisement(Message message) throws EqualMessageIdException, AdvertiserNotFoundException;

添加产品

/* public normal_behavior
      @ requires !(\exists int i; 0 <= i && i < products.length; products[i].equals(product));
      @ assignable products;
      @ ensures products.length == \old(products.length) + 1;
      @ ensures (\exists int i; 0 <= i && i < products.length; products[i] == product);
      @ ensures (\forall int i; 0 <= i && i < \old(products.length);
      @          (\exists int j; 0 <= j && j < products.length; products[j] == (\old(products[i]))));
      @ also
      @ public exceptional_behavior
      @ signals (EqualProductIdException e) (\exists int i; 0 <= i && i < products.length;
      @                                     products[i].equals(product));
      @*/
    public void addProduct(/*@ non_null @*/Product product) throws EqualProductIdException;

查询销售额

/*@ public normal_behavior
      @ requires (\exists int i; 0 <= i && i <= people.size; 
      @                     people[i].equals(producer) && people[i] instanceof Producer)
      @ ensures \result == producer.getMoney
      @ also
      @ public exceptional_behavior
      @ signals (PersonIdNotFoundException e) 
      @ (\forall i; 0 <= i && i < people.size; !people[i].equals(producer))
      @*/
public int querySaleVolume(Person producer) throws PersonIdNotFoundException;

 

 

四、反思感悟

本单元还算顺利，由于给出了JML规格因此整体工作量并没有很大，优化方面由于没有性能分，仅将O(N^2)复杂度的部分优化，以防T掉。验证方式采用了形式化验证(肉眼比对)，加上随机数据(@jbt) & 对拍的方式来保障正确性。最大的困难可能就是解读形式化描述了吧，再次点名qlc。还有就是维护好代码的逻辑结构，由于较早的抽象出了Block（联通块？）这一个类来维护人员之间的关系，后面的最小生成树以及最短路算法均可在该类中实现，并不需要担心NetWork类过长的情况。整体对本单元的学习还算比较满意。

 
posted @ 2022-06-02 23:31  warriors2001  阅读(60)  评论(2)  编辑  收藏  举报