oo——第三单元总结

 

前言

        第三单元是咱们学习oo以来第一次接触JML。这一单元的三次做业和之前同样，采用了难度递进的方式，并且前一次做业的设计思路在下一次做业都多多少少有些体现（或者说是在其基础上作出的改进）。并且本单元做业在理解了JML的基础上来作，实现起来并不困难，难点在于如何提升本身代码的性能。本文分为四个部分：首先是JML语法基础；个人设计架构以及性能优化；debug以及测试样例的自动生成；心得体会。

JML语法基础

        首先简要介绍一下JML语法基础。

        JML以javadoc注释的方式来表示规格，每行都以@起头。有两种注释方式，行注释和块注释。其中行注释的表示方式 为 //@annotation ，块注释的方式为 /* @ annotation @*/。JML的表达式是对Java表达式的扩展，新增了一些操做符和表达式。其中，新增的一些表达式分为原子表达式和量化表达式。原子表达式有：\result表达式，表示一个非 void 类型的方法执行所得到的结果，即方法执行后的返回值；\old( expr )表达式，用来表示一个表达式 expr 在相应方法执行前的取值，以及\not_assigned(x,y,...)表达式等。量化表达式有\forall表达式、\exists表达式、\sum表达式、\product表达式、\max表达式、\min表达式等。新增的操做符有：子类型关系操做符，等价关系操做符和变量引用操做符。除此以外，方法规格是JML的重要内容。方法规格的核心内容包括 三个方面，前置条件、后置条件和反作用约定。其中前置条件是对方法输入参数的限制，若是不知足前置条件，方法 执行结果不可预测，或者说不保证方法执行结果的正确性；后置条件是对方法执行结果的限制，若是执行结果知足后 置条件，则表示方法执行正确，不然执行错误。反作用指方法在执行过程当中对输入对象或 this 对象进行了修改（对 其成员变量进行了赋值，或者调用其修改方法）。

设计架构以及性能优化

        第一次做业内容比较简单，主要目的是为了让咱们熟悉JML语法，在此不作过多分析。这里分析一下第二第三次做业。

        第二次做业在第一次做业的基础上，引入了一些图论的知识。在实现时，因为指导书给出了明确的指示——PATH_ADD和PATH_REMOVE不超过20条。出于这一点考虑，我把第二次做业涉及的最短路径的运算分散到了每个PATH_ADD和REMOVE，就是每一次增删路径，都会对任意两点之间的最短路径进行从新运算并保存（听起来彷佛很浪费，可是有20条指令限制的保护，起码能够保证不超时）。这样，在要用最短路径的时候，直接取用就行了。第三次做业就是在第二次做业的基础上加入了换乘的概念。但就是加入这一简单的概念，让整个问题复杂了许多。在解决这一问题时，我没有找到太好的解决办法，采用了拆点的方式来解决换乘。基本思路就是，不一样path上的相同点在计算最低票价和最低不满意度时视为不一样的点。（最低票价和最低不满意度都用迪杰特斯拉算法，看成最短路径来算，权值不一样而已）

       整体架构上，我除了题目要讲求的两个类以外，还单独加入了一个类，用来封装关于图的操做，好比每次加入新的path，都要存储和更新以前存储的任意两点之间的最短路径，最低票价，最低不满意度，最少换乘次数等。这些量各自都用一个图来存储，我把这些图，以及对这些图的操做都放在这个类里（所有都用静态变量和静态方法），每次要用到，或者要更新时，就访问这个类。

心得体会

       这一单元让我感触最大的，是hash表的神奇之处——他可以将一段时间复杂度为o(n)甚至更多的遍历，改变成时间复杂度为o(1)的遍历。由于在此次做业以前，我没怎么遇到过程序运行时间上限的要求，因此在这以前，我通常都是选用ARRILIST来解决这一类的问题，可是ARRILIST只要是须要遍历一次，就有o(n)的时间复杂度，一旦出现嵌套遍历的状况，就会出现o(n)以上的时间复杂度。然而，hashmap就不存在这种问题了，由于它是经过hash值做为key值，用所在类的hashcode方法来计算相应的value值存储位置，时间复杂度为o（1）。并且，hashmap还有一个好处就是，他存储的不止是一个值，而是一对键值对，这样一对相互关联的值实际上都存储在了hashmap，好比path和pathid，就能够用pathid做为键值来存储path（整型类的hashcode是已经写好的不用重写，比较方便），这样一来，path和pathid都被存储了。

bug分析以及测试数据的自动生成

dubug

        本单元做业还有一个难点，那就是debug，尤为是强测互测以后，那些强侧和互测的数据你根本看不出来什么（太多了），因此我以往面向评测机debug的方法已经再也不实用，由于每一个bug都至关于一个前两单元中测没有返回信息的点！

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 );

     }

}

 

 执行javac -cp jmlunitng-1_4.jar运行测试文件获得的结果是：

 

[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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