OO2021-第三单元总结

一、设计策略

本单元中采取的设计策略如下：

1. 通读指导书，对各个模块间的组织关系有大致的了解，并根据要求完成构建方法。

2. 参照JML描述，完成各模块内部的实现，根据模块间的依赖关系，先实现Person、Group等，再实现Network。

3. 根据模块所提供的方法的需要，为模块内部的数据结构选择合适的容器。

4. 根据方法的JML描述，按顺序实现模块内部的每个方法，并注意边界条件。

5. 对于运算量较大的方法，需要找到合适的算法实现。

二、测试方法和策略

1. 使用指导书和手动构造的简单样例来测试是否运行正常。

2. 对于复杂的方法，使用JUnit进行单元测试，保证对语句的全覆盖，检验正确性。

3. 使用python构造以及评测机提供的强化用例进行性能测试。

三、容器的选择与使用经验

1.HashMap&HashSet

由于本次作业中，大量涉及对数据的查找，且HashMap在查找时的性能为O(1），大大优于线性表的O(n)，

因此对于需要频繁查找的元素的组织方式，均采用了HashMap&HashSet。

 

 

 2.对于部分没有频繁查找需求的数据，则采用ArrayList。

 

3. 在实现某些算法时，比如广度优先搜索、Dijkstra算法时，使用了队列Queue/优先队列PriorityQueue。

 

 总结下来：

要求查找性能的用Hash,否则用ArrayList; 实现搜索相关算法时使用队列进行辅助。

 四、出现的问题

1.正确性错误：

因为疏忽，在计算平均值的方法中，漏掉了对0值的检查，造成了除零错误。

2.性能问题

 因为对算法的生疏以及对重复计算的优化不够，本单元作业出现了严重的性能问题。

 1）重复计算

对于一些计算量大的get（）方法，如果每次调用均需重新计算，效率会很低，

此时把结果作为一个属性存储，在发生变化时实时更新，查询时则无需重新计算。

比如计算Group的平均年龄，getAgeMean():

 

 如果为Group新增一个属性ageAvarage, 在增加/删除Person时进行维护，就能提高效率。

2）算法优化

可以使用并查集来优化isCircle（）、queryBlockSum等算法。

在sendIndirectMessage()中，Dijkstra算法可以进行堆优化。

五、图的构建与维护策略

1.构建

图以邻接表的形式储存。对每个Person节点，都用一个HashMap作为邻接表，保存与其连通的其他节点及权值。

 

 2.维护

通过JML中定义的add、del等方法，对相应的Hash表进行增删。

六、心得体会

首先，通过JML的学习与应用，我体会到规格化设计的作用：

1.使用逻辑严格的规格代替自然语言描述，这样可以避免自然语言的模糊性、二义性。尤其是对特殊情况的规定清晰明了，不容易产生误解。

2.降低了沟通成本，可以将设计与实现的过程独立分开进行。当然这一切都要建立在双方对规格理解的细致与严谨之上。

除此之外，我还意识到实现人员在保证输出要求的同时，应灵活地实现代码，比如可以增加一些内部方法简化程序、

可以增加一些规格外的数据方便计算等，而不是仅限于JML规定的成分。