2020北航oo第一单元（表达式求导）总结

三次作业分析

1：第一次作业

1.1：题目分析

　　这次作业是简单的多项式求导。

　　多项式由加减法连接项，项由乘法连接因子，因子为幂函数和带符号整数。

1.2：实现方案

　　一共建立了三个类，Main类包括程序的入口，接受输入，并将结果优化后输出。Handle类接受来自Main类的表达式，并进行预处理，比如去掉空格等，再利用正则和for循环，将表达式化为key为幂函数指数，value为系数的Map，并合并同类项，该map用+连接后与原表达式等价，返回该Map。Multinomial类接受到处理后的Map，在求导规则下进行求导，并返回求导后的Map。Main类再进行优化输出。

　　程序UML图：

1.3：结构分析

 　　此次作业先用Handle类清除多余符号，再用正则和for循环解析表达式，之后用Multinational类的diCo方法求导，并在Main类中优化后输出。

　　作业度量如下

1.4：得失分析

　　这次作业仍有很多面向过程的思想，基本上们没有面向对象的思想。强测没有测出bug，但在互测过程中被hack了十几次。在通过观察并测试他人代码时，感到了代码风格的作用，好的代码风格能让人更好的读懂。此外在本次作业，我学到了：

　　1.Map和Arraylist容器的使用。

　　2.继承和接口的使用

　　3.如何debug和修改bug

 

2：第二次作业

2.1：题目分析

　　本次作业是包含简单幂函数和简单正余弦函数的表达式求导。

　　相比于第一次作业：1.新增因子sin(x)，cos(x)。2.新增括号。

2.2：实现方案

　　一共建立了四个类，Main类包括程序的入口，接受输入，并将结果优化后输出。Key类为Map的键，成员为幂函数，正余弦函数的指数，并重写了hashcode和equals方法来用自定义的方式判断两键值是否相等。Handle类接受来自Main类的表达式，并进行预处理，比如去掉空格，将sin(x)替换为s等，再利用正则和for循环，将表达式化为key为自定义的Key类，value为系数的Map，并合并同类项，该map用+连接后与原表达式等价，返回表达式的Map。具体方式为维护三个map，分别为因子、项、表达式，遇到项间的+-*时进行map合并，遇到括号时递归处理，其余情况用正则匹配因子并放入到因子的map中。Multinomial类接受到处理后的Map，在求导规则（map中每一项都是固定的形式，所以求导规则一定）下进行求导，并返回求导后的Map。Main类再进行优化输出。

　　程序UML图：

2.3：结构分析

　　此次作业用Handle类简化表达式的预处理，并借助正则，for循环和递归解析表达式成Map，然后在Multinomial类中进行求导，最后在Main类对结果优化后输出。

　　本次作业度量如下：

 

2.4：得失分析

　　这次作业仍然没有用到面向对象的思想，基本上都是面向过程。在强测部分未出现bug，但在互测环节仍然被hack了十几次。不过这些互测样例让我更好的面对我的程序和bug，让我的思维更加的缜密，并在同学的帮助下顺利修复。另外此次作业我学到了：

　　1.Map是如何判断两个键是否相等，并且怎么用自己的方式定义相等。

　　2.要考虑周到，巧用正则表达式，但不能全用正则表达式。

3：第三次作业

3.1：题目分析

　　本次作业是包含幂函数和正余弦函数的表达式求导。

　　相对与第二次作业：1.新增格式判断。2.新增sin(),cos()嵌套。

3.2：实现方案

　　一共建立了八个类，Sin类和Cos类管理三角函数，成员包括指数和三角函数括号内的Map引用和对应的三角函数相乘方法。Factoer类为他们的父类，方便管理。Main类包含程序入口，接受输入和输出。Key类为Map的键，成员为幂函数的指数、一个数组代表多个sin相乘、一个数组代表多个cos相乘。PreCheck类为格式检查，利用正则和穷举法来判断输入格式是否正确。Handle类接受来自Main类的表达式，并进行预处理，比如去掉空格，将sin(x)替换为s等，再利用正则和for循环，将表达式化为key为自定义的Key类，value为系数的Map，并合并同类项，该map用+连接后与原表达式等价，返回表达式的Map。具体方式为维护三个map，分别为因子、项、表达式，遇到项间的+-*时进行map合并，遇到括号时递归处理，其余情况用正则匹配因子并放入到因子的map中。Multinomial类接受到处理后的Map，在求导规则（map中每一项都是固定的形式，为系数、幂函数和多个三角函数相乘，所以求导规则一定）下进行求导，返回求导后的字符串。Main类再进行优化输出。

　　作业的UML图如下：

3.3：结构分析

　　本次作业了构建因子类，然后先在PreCheck类中进行格式判断，再在Handle类利用正则和for循环构建表达式的Map，之后在Multinational类中进行求导，最后在Main类优化结果并输出。

　　本次作业度量：

3.4：得失分析

　　本次作业由于格式判断部分未考虑周全，导致只通过了中测的基础样例，未通过进阶样例，因此未进入互测，而且在强测中只获得了33分。不过在同学和助教的帮助下，顺利修复了bug，完成了此次作业。并且在这次作业中用到了面向对象的思想。本次作业中我学到了：

　　1.面向对象思想的方便之处。

　　2.评测机的设计原理。

　　3.多态的使用。

 

4：单元分析

　　本单元的作业有很强的迭代性，但遗憾的是，我在完成作业时，用的更多的说面向过程的思想，很少用到面向对象，导致每次的作业都是重构的，花费了不少的时间。这使我意识到了面向对象的重要性，在下次作业中，我将好好使用这思想。此外，互测阶段让我接触到了其他人的代码，懂得了代码风格的重要性和必要性，在今后的代码路途中，我将更加关注代码风格。

　　总之，我学到了很多的知识，不仅仅是java，还有很多思想。希望自己在今后的学习中能多多使用这些知识，不断完善自己的技术。