文档章节

2019 OO第一单元总结(表达式求导)

o
 osc_a22drz29
发布于 2019/03/27 13:19
字数 1816
阅读 14
收藏 0

精选30+云产品,助力企业轻松上云!>>>

一. 基于度量的程序结构分析

1. 第一次作业

  这次作业是我上手的第一个java程序,使用了4个类来实现功能。多项式采用两个arraylist来存,系数和幂指数一一对应。

1 private ArrayList<BigInteger> coefs;
2 private ArrayList<BigInteger> degrees;

  四个类分别为

  • Poly类,代表表达式;
  • PolyDiff类,代表求导运算;
  • PolyParse类,封装了格式检查,encoding(输入的多项式转为内部存储形式),优化,decoing(内部存储形式转为输出的多项式)方法;
  • PolyDiffTest类,入口类

  整个程序既有面向对象的味道(封装),但不那么纯,也有面向过程的写法。

类图如下:

类复杂度分析如下:

       

优缺点分析:  

  这里PolyParse类的代码尤其多,在整个设计中,PolyParse类是主类,完成了大多数功能,其他类是辅助类。这样的写法犯了面向对象的一个大忌:类失衡。究其原因,还是受到了面向过程思想的影响。其次可以直接用Hashmap而不是arraylist来存表达式。

  对于第二次作业而言,本次作业的扩展性还行,给出了整个求导的框架。


 

 

2. 第二次作业

  本次作业最重要的变化是加入了三角函数。为了使用上次作业的架构,我只改变了表达式的存储形式。对于求导,采用的方式还是和上次作业一样,直接带公式。关键是项的表示形式。

  以 x, sin(x), cos(x) 做为基函数,对于任何项 kxasin(x)bcos(x)都可以表示为 (k,(a,b,c))(k,(a,b,c)),

  采用复合函数求导公式 (uvw)' = (uvw)=uvw+uvw+uvw′ 得到的结果为3个项,具体形式可以拿公式直接得出来。

类图如下:

类复杂度分析如下:

    

优缺点分析:  

  这里优化的类里面的代码尤其多,为了保证每个方法的行数小于限制行数,只能强行将优化函数拆成3个不同功能的优化,但里面有很多冗余的代码。

  对于第三次作业而言,本次作业不具任何的扩展性,这种求导的框架走到了尽头。


 

 

3. 第三次作业

  本次作业加入了嵌套因子和表达式因子,由于前两次作业不能扩展以及之前写过编译器的经验,这一次我是推倒重来,从头开始写了小型编译器。

  求导过程可看作是一个翻译过程:源语言:原表达式,目标语言:求导后的表达式。指导书上对于item的要求看起来复杂,但拆成一个个小单元后,很容易就能写出item的文法,之后采用递归下降分析法,一次扫描,同时完成了格式检查和求导的工作。

  我d得这次作业最精彩的是我的求导都是形式求导,实质是字符串的拼接

  比如a=b*c 有了b和c本身以及b和c求导后的表达式b',c'的string形式,套公式(字符串拼接)就可以得到c'=b'c+bc'的string形式。整个过程非常简单。不论是乘法,加法还是嵌套,都可以用这种方式解决。

类图如下:

类复杂度分析如下:

          

优缺点分析:

  采用了编译器的经典架构:Expr,Item,Factor,Lexer,Symbol,Pow,Sin,Cos类的划分明确,职责清晰。类复杂度分析图中标红的地方是由于使用了大量的if,else或者switch,但这个也必须用,不知道有没有更好的对于if,else的改写方法。

  还是只用了封装,继承,多态,接口一个都没用上。注意之后的重构部分会给出一些修改方法。


 

 

二. bug分析

第一次作业: 

  较为简单,暂无bug发现

第二次作业:

  这次作业的bug出在了优化部分,可谓是画蛇添足。

  测试用例:3*x + sin(x)^5*cos(x) - sin (x)^3*cos(x) - sin(x)*cos(x)^5 + sin(x)*cos(x)^3

  错误输出:7*sin(x)^2*cos(x)^2-4+7*cos(x)^2  

  特征:向map中添加元素的时候,没有先调用get()来得到原来的key之后再累加上去,而是直接调用put()方法覆盖了原来的key。导致程序中如果有一个以上sinx^2+cosx^2=1或1-sinx^2=cosx^2或1-cosx^2=sinx^2的合并时出现错误。

  问题所在的类和方法:Optimization类的opt1,optimization1,optimization2方法。

  bug位置与设计结构之间的相关性:优化类的结构一开始每个方法写的很长,超出了最大行数的限制,之后强行拆成了几个方法,导致方法的功能有些混乱,在测试时没有找到bug。

  分类树角度分析程序在设计上的问题:分类树是一种使用树状结构来构造测试用例的方法,避免了测试用例的冗余。我在本次作业中构建的测试用例只针对了正确性,对于能够优化的用例,我只构造了几个,没有完全覆盖优化的函数。

第三次作业:

  暂无bug发现,为了防止错误出现,没有做过多优化。


 

 

三. 测试方法

  虽然我们没有互测,但自动测试可以显著提高测试效率,很有必要实现对拍程序。

1. 构建测试用例

  对于第三次作业,情况较为复杂,采用随机生成大量用例的方法易生成大量类似测试用例,不能保证全覆盖。我依照指导书精心设计了30多个用例,保证了测试的全覆盖。

2. 测试方法

  稍微修改java程序的Main方法,使其从文件读表达式,将结果输出到文件。使用python的sympy库编写对拍程序,符号求导,代入随机数运算后比对,实现了正确格式用例的测试。对于Wrong Format的测试,直接看java程序是否输出WF。


 

 

四. Applying Creational Pattern

  第三次作业依旧没有使用继承和接口,但每个类的形式都是一样的。

 1 private String fun = "";
 2 private String diffFun = "";
 3 
 4 String getFun() {
 5     return fun;
 6 }
 7 
 8 String getDiff() {
 9     return diffFun;
10 }
11 
12 void analyse() {
13     ......  
14 }

  重构:

  新建一个父类对象Expression包含fun和diffFun变量成员,getFun()和getDiff()函数成员。由于每个子类的analyse()行为不一样,无法使用父类的getFun()和getDiff()完成功能,因此直接将analyse定义为一个接口。每一个子类需要继承父类Expression并且实现接口analyse。

  我的设计思路中也体现出Factory Pattern的思想。因为语法分析的结果实质是构建了一个语法树,每一个父节点都会创建两个子节点,并且调用子节点的getFun()和getDiff()函数,整个过程是一个递归过程,最终从树的根节点上拿到结果。

o
粉丝 0
博文 500
码字总数 0
作品 0
私信 提问
加载中
请先登录后再评论。
2019-OO第一单元总结

基于度量的三次作业分析 三次作业围绕表达式求导,由一开始的幂函数简单情形,到第二次引入正余弦,再到最后一次的引入复杂的嵌套表达式。这样一个递进的过程,确实体会到了面向对象的核心思...

osc_15ajvvu8
2019/03/26
2
0
OO总结

OO总结 一、第四单元三次作业的架构设计 看到了UML解析器整体的需求,我发现似乎看起来是树结构可以解决的需求,不过我并没有执着于把树单独整理成类,从本次迭代开发的过程来看,Class、Int...

BettyRay
06/18
0
0
OO第一单元总结与反思

OO第一单元总结与反思 [toc] 摘要 本单元作业分为三次HW1:本次作业,需要完成的任务为简单多项式导函数的求解。HW2:本次作业,需要完成的任务为包含简单幂函数和简单正余弦函数的导函数的求解...

osc_40iweqjn
03/17
2
0
OO第一单元总结

OO第一次单元总结 前三次的OO作业的内容总的来说都是围绕着多项式求导,从最简单的x的幂函数的求导逐渐增加难度,最后完成含有三角函数和嵌套因子的多项式求导。但是在这三次的程序编写和deb...

osc_6oerel1o
2019/03/27
2
0
2019面向对象程序设计第一单元总结

<font size=6>2019面向对象程序设计第一单元总结</font> <font size=5>一.三次作业的设计思路</font> <font size=4>Ⅰ.仅含常数和幂函数的多项式求导</font> <font color="red" face="楷体"......

osc_wmsc0xiz
2019/03/26
8
0

没有更多内容

加载失败,请刷新页面

加载更多

聊聊rocketmq-client-go的TraceInterceptor

序 本文主要研究一下rocketmq-client-go的TraceInterceptor TraceInterceptor rocketmq-client-go-v2.0.0/producer/interceptor.go // WithTrace support rocketmq trace: https://github.c......

go4it
39分钟前
0
0
如何在Android文本视图周围添加边框? - How do I put a border around an Android textview?

问题: 是否可以在textview周围绘制边框? 解决方案: 参考一: https://stackoom.com/question/EfXR/如何在Android文本视图周围添加边框 参考二: https://oldbug.net/q/EfXR/How-do-I-put...

法国红酒甜
54分钟前
10
0
设计模式(4) 建造者模式

什么是建造者模式 经典建造者模式的优缺点 对建造者模式的扩展 什么是建造者模式 建造者模式将一个复杂的对象的构建与它的表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。创建者模式隐藏了...

zhixin9001
今天
14
0
ArrayList源码分析 —— JDK8

ArrayList的特性 ArrayList内部使用数据作为存储结构,ArrayList可以理解为数组的扩展对象,封装了常用的和非常用的操作数组的方法。以及当数组长度不足以保存数组时,自动扩容数组,通常Arr...

XuePeng77
今天
56
0
__slots__的用法? - Usage of __slots__?

问题: Python中__slots__的目的是什么-尤其是关于何时以及何时不使用它的目的? 解决方案: 参考一: https://stackoom.com/question/1ymu/slots-的用法 参考二: https://oldbug.net/q/1ym...

富含淀粉
今天
17
0

没有更多内容

加载失败,请刷新页面

加载更多

返回顶部
顶部