oo——第三單元總結

 

前言

        第三單元是咱們學習oo以來第一次接觸JML。這一單元的三次做業和之前同樣，採用了難度遞進的方式，並且前一次做業的設計思路在下一次做業都多多少少有些體現（或者說是在其基礎上作出的改進）。並且本單元做業在理解了JML的基礎上來作，實現起來並不困難，難點在於如何提升本身代碼的性能。本文分爲四個部分：首先是JML語法基礎；個人設計架構以及性能優化；debug以及測試樣例的自動生成；心得體會。

JML語法基礎

        首先簡要介紹一下JML語法基礎。

        JML以javadoc註釋的方式來表示規格，每行都以@起頭。有兩種註釋方式，行註釋和塊註釋。其中行註釋的表示方式 爲 //@annotation ，塊註釋的方式爲 /* @ annotation @*/。JML的表達式是對Java表達式的擴展，新增了一些操做符和表達式。其中，新增的一些表達式分爲原子表達式和量化表達式。原子表達式有：\result表達式，表示一個非 void 類型的方法執行所得到的結果，即方法執行後的返回值；\old( expr )表達式，用來表示一個表達式 expr 在相應方法執行前的取值，以及\not_assigned(x,y,...)表達式等。量化表達式有\forall表達式、\exists表達式、\sum表達式、\product表達式、\max表達式、\min表達式等。新增的操做符有：子類型關係操做符，等價關係操做符和變量引用操做符。除此以外，方法規格是JML的重要內容。方法規格的核心內容包括 三個方面，前置條件、後置條件和反作用約定。其中前置條件是對方法輸入參數的限制，若是不知足前置條件，方法 執行結果不可預測，或者說不保證方法執行結果的正確性；後置條件是對方法執行結果的限制，若是執行結果知足後 置條件，則表示方法執行正確，不然執行錯誤。反作用指方法在執行過程當中對輸入對象或 this 對象進行了修改（對 其成員變量進行了賦值，或者調用其修改方法）。

設計架構以及性能優化

        第一次做業內容比較簡單，主要目的是爲了讓咱們熟悉JML語法，在此不作過多分析。這裏分析一下第二第三次做業。

        第二次做業在第一次做業的基礎上，引入了一些圖論的知識。在實現時，因爲指導書給出了明確的指示——PATH_ADD和PATH_REMOVE不超過20條。出於這一點考慮，我把第二次做業涉及的最短路徑的運算分散到了每個PATH_ADD和REMOVE，就是每一次增刪路徑，都會對任意兩點之間的最短路徑進行從新運算並保存（聽起來彷佛很浪費，可是有20條指令限制的保護，起碼能夠保證不超時）。這樣，在要用最短路徑的時候，直接取用就行了。第三次做業就是在第二次做業的基礎上加入了換乘的概念。但就是加入這一簡單的概念，讓整個問題複雜了許多。在解決這一問題時，我沒有找到太好的解決辦法，採用了拆點的方式來解決換乘。基本思路就是，不一樣path上的相同點在計算最低票價和最低不滿意度時視爲不一樣的點。（最低票價和最低不滿意度都用迪杰特斯拉算法，看成最短路徑來算，權值不一樣而已）

       整體架構上，我除了題目要講求的兩個類以外，還單獨加入了一個類，用來封裝關於圖的操做，好比每次加入新的path，都要存儲和更新以前存儲的任意兩點之間的最短路徑，最低票價，最低不滿意度，最少換乘次數等。這些量各自都用一個圖來存儲，我把這些圖，以及對這些圖的操做都放在這個類裏（所有都用靜態變量和靜態方法），每次要用到，或者要更新時，就訪問這個類。

心得體會

       這一單元讓我感觸最大的，是hash表的神奇之處——他可以將一段時間複雜度爲o(n)甚至更多的遍歷，改變成時間複雜度爲o(1)的遍歷。由於在此次做業以前，我沒怎麼遇到過程序運行時間上限的要求，因此在這以前，我通常都是選用ARRILIST來解決這一類的問題，可是ARRILIST只要是須要遍歷一次，就有o(n)的時間複雜度，一旦出現嵌套遍歷的狀況，就會出現o(n)以上的時間複雜度。然而，hashmap就不存在這種問題了，由於它是經過hash值做爲key值，用所在類的hashcode方法來計算相應的value值存儲位置，時間複雜度爲o（1）。並且，hashmap還有一個好處就是，他存儲的不止是一個值，而是一對鍵值對，這樣一對相互關聯的值實際上都存儲在了hashmap，好比path和pathid，就能夠用pathid做爲鍵值來存儲path（整型類的hashcode是已經寫好的不用重寫，比較方便），這樣一來，path和pathid都被存儲了。

bug分析以及測試數據的自動生成

dubug

        本單元做業還有一個難點，那就是debug，尤爲是強測互測以後，那些強側和互測的數據你根本看不出來什麼（太多了），因此我以往面向評測機debug的方法已經再也不實用，由於每一個bug都至關於一個前兩單元中測沒有返回信息的點！

JMLUnit

 

package demo;

 

public class Demo {

     /*@ public normal_behaviour

       @ ensures \result >= num1;

       @ ensures \result >= num2;

       @ ensures \result >= num3;

     */

     public static int compare( int num1, int num2, int num3) { 

         int max;

         if (num1 > num2) {

             max = num1;

         }

         else {

             max = num2;

         }

         if (max < num3) {

             max = num3;

         }

         return max;

     }

 

 

     public static void main(String[] args) {

         compare( 114 , 1919 , 1111 );

     }

}

 

 執行javac -cp jmlunitng-1_4.jar運行測試文件獲得的結果是：

 

[TestNG] Running:

   Command line suite

 

Failed: racEnabled()

Passed: constructor Demo()

Passed: static compare(- 2147483648 , - 2147483648 , - 2147483648 )

Passed: static compare( 0 , - 2147483648 , - 2147483648 )

Passed: static compare( 2147483647 , - 2147483648 , - 2147483648 )

Passed: static compare(- 2147483648 , 0 , - 2147483648 )

Passed: static compare( 0 , 0 , - 2147483648 )

Passed: static compare( 2147483647 , 0 , - 2147483648 )

Passed: static compare(- 2147483648 , 2147483647 , - 2147483648 )

Passed: static compare( 0 , 2147483647 , - 2147483648 )

Passed: static compare( 2147483647 , 2147483647 , - 2147483648 )

Passed: static compare(- 2147483648 , - 2147483648 , 0 )

Passed: static compare( 0 , - 2147483648 , 0 )

Passed: static compare( 2147483647 , - 2147483648 , 0 )

Passed: static compare(- 2147483648 , 0 , 0 )

Passed: static compare( 0 , 0 , 0 )

Passed: static compare( 2147483647 , 0 , 0 )

Passed: static compare(- 2147483648 , 2147483647 , 0 )

Passed: static compare( 0 , 2147483647 , 0 )

Passed: static compare( 2147483647 , 2147483647 , 0 )

Passed: static compare(- 2147483648 , - 2147483648 , 2147483647 )

Passed: static compare( 0 , - 2147483648 , 2147483647 )

Passed: static compare( 2147483647 , - 2147483648 , 2147483647 )

Passed: static compare(- 2147483648 , 0 , 2147483647 )

Passed: static compare( 0 , 0 , 2147483647 )

Passed: static compare( 2147483647 , 0 , 2147483647 )

Passed: static compare(- 2147483648 , 2147483647 , 2147483647 )

Passed: static compare( 0 , 2147483647 , 2147483647 )

Passed: static compare( 2147483647 , 2147483647 , 2147483647 )

Passed: static main( null )

Passed: static main({})

 

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Command line suite

Total tests run: 31 , Failures: 1 , Skips: 0

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