OO第三单元自白

一、梳理JML语言的理论基础、应用工具链情况

JML(Java Modeling Language)是用于对Java程序进行规格化设计的一种表示语言。

jml原子表达式：

• \result:表示方法的返回值
• \old(expr):表示expr在执行方法前的值
• \not_assigned(x,y,...):表示括号中的变量是否在方法中被赋值
• \not_modified(x,y,...):表示方法执行期间未发生变化
• \nonnullelements(container):表示container中不会存储null
• \type(type):返回type（为一个类型）对应的类
• \typeof(expr):返回expr（为一个表达式）准确类型

jml量化表达式：

• \forall: 给定范围全部元素
• \exists:给定范围存在元素
• \sum:给定范围表达式的和
• \product:给定范围表达式的积
• \max：给定范围内的最大值
• \min：给定范围内最小值
• \num_of：给定范围满足条件的个数

jml方法规格：

• 前置条件：requires
• 后置条件：ensures
• 副作用范围限定：assignable 、modifiable
• signals（Exception e） b_expr:当b_expr为真时，抛出e异常

jml类型规格：

• 不变式invariant
• 状态变化约束constraint

jml的工具链：

截图来自网络：http://www.eecs.ucf.edu/~leavens/JML/documentation.shtml?tdsourcetag=s_pcqq_aiomsg

二、使用JMLUnit实现生成测试用例：

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        int a = 2;
        int b = 4;
        com(a, b);
    }

    //@ ensures \result == (a + b) ;
    public static int com(int a, int b) {
        return a-b;
    }

}

在这种情况下，程序进行了报错。

 

但是其实一开始，我写的程序稍微复杂了一点，其并未进行报错。。。

具体程序如下，经过测试，竟然神奇的通过了测试。真是神奇。

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        int a = 2;
        int b = 4;
        com(a, b);
    }

    //@ ensures \result == (a + b) > (a / b);
    public static boolean com(int a, int b) {
        return (a*b) > (a/b);
    }

}

 

三、架构设计与迭代中的架构重构

 三次中的path均相同。数组存放节点，map存放不同节点及其出现次数，hashcode存放其hash值。

1 public class MyPath implements Path {
2 
3     private ArrayList<Integer> nodes;
4 
5     private HashMap<Integer, Integer> distinctNode;
6 
7     private Integer hashCode;
8 }

 

 MyPathContainer

两个正反向hashmap存放路径与其对应序号，keyGenerate用于生成路径编号，distinctNodeCount记录不同点个数

public class MyPathContainer implements PathContainer {

    private HashMap<Integer, Path> hashMap;
    private HashMap<Path, Integer> reverseHashMap;

    private int keyGenerate;
    private HashMap<Integer, Integer> distinctNodeCount;
｝

 

MyGraph

添加AdjacencyList来处理图，其中adjacencyList为邻接表，而distance用来保存已经计算出结果的图的距离。

public class MyGraph implements Graph {

    private HashMap<Integer, Path> hashMap;
    private HashMap<Path, Integer> reverseHashMap;

    private int keyGenerate = 0;
    private HashMap<Integer, Integer> distinctNodeCount;

    private AdjacencyList adjacencyList = new AdjacencyList();
}

 

public class AdjacencyList {

    //fromNode, <toNode, time>
    private HashMap<Integer, HashMap<Integer, Integer>> adjacencyList
            = new HashMap<>();

    private boolean change = false;

    //fromNode, <toNode, distance>
    private HashMap<Integer, HashMap<Integer, Integer>> distance
            = new HashMap<>();
}

 

MyRaiwaySystem

进一步进行了AdjacencyList的拓展，完成了进行各个方面的图的建立，计算时在根据对应的图计算相应的结果。

public class AdjacencyList {
    //fromNode, <toNode, time>
    private HashMap<Integer, HashMap<Integer, Integer>> distanceGraph
            = new HashMap<>();
    //fromNode, <toNode, distance>
    private HashMap<Integer, HashMap<Integer, Integer>> distance
            = new HashMap<>();
    private boolean distanceChange = false;

    private HashMap<Integer, HashMap<Integer, PriorityQueue<Integer>>>
            transferGraph = new HashMap<>();

    private HashMap<Integer, HashMap<Integer, PriorityQueue<Integer>>>
            priceGraph = new HashMap<>();

    private HashMap<Integer, HashMap<Integer, PriorityQueue<Integer>>>
            satisfyGraph = new HashMap<>();

    private HashMap<Integer, HashMap<Integer, Integer>> transfer
            = new HashMap<>();

    private HashMap<Integer, HashMap<Integer, Integer>> price = new HashMap<>();

    private HashMap<Integer, HashMap<Integer, Integer>> satisfy
            = new HashMap<>();

    private boolean transferChange = false;

    private boolean priceChange = false;

    private boolean satisfyChange = false;
｝

四、分析bug与修复

在第一次作业中，抄一抄规格就平稳的度过了。

在第二次作业中，添加了比较复杂的求最短路径，本地进行了简单的测评，没有发现问题。

第三次作业就更加的复杂了，本地进行了较长时间的bug寻找，具体来讲就是各种笔误之类的问题。。。

所幸，在强测中没有发现问题。

 五、心得与体会

这一章节主要研究了一下JML这种规范化的语言，通过三次作业，能够基本上了解好这部分的内容。值得一提的是，在进行规范设计的同时，还进行了关于如何提高程序效率方面的探索。

在第二次作业中，就进行了关于效率的探索，使用类似于缓存的东西，计算一次之后将结果存储起来，在以后进行相同的计算时，可以直接进行读取，而不需要再次的遍历。

第三次作业更是将这种想法发挥到了顶峰。经过同学的讨论，大体上有两种想法，一种是进行点的拆分，另一种是对路径进行提前的路程计算，形成的图类似于完全图的想法。

相比于之前的作业，第三单元相对而言比较轻松（除去程序效率的讨论）。