面向对象课程第一次总结性博客作业

第一次作业设计思路

　　类结构

建立两个类：Polymonial与Exec。

Exec类中有main方法，负责创建Polymonial类的实例并控制Ploymonial进行表达式的读入、求导与打印。

Polymonial类中包含内部类Term，每个Term类的实例代表表达式的一个项，其中包含coefficient与index成员，分别代表项的系数和指数。

Polymonial中含有Term类的ArrayList容器pol，代表整个表达式。表达式的读入由方法read进行，其中应用正则表达式进行合法性的判断，利用group方法提取出表达式中每一项的系数和指数，对每一项新建一个Term类的实例并放入pol中。

表达式的求导由方法derivate进行，该方法对pol中每个Term类进行forEach遍历并进行求导。

表达式的输出由方法print进行。print方法先对pol按照index进行排序，然后用forEach对每个Term类进行遍历输出。

　　设计缺陷与Bug

第一次作业主要的设计缺陷是没有对Term内部类编写求导与打印方法，而是将其交给Polymonial类进行。

Bug包括在正则表达式的设计过程中没有考虑到^与后面的指数之间可能包括空格的情况，从而产生WRONG FORMAT的误判。

另一个小的设计缺陷是输出的时候没有先输出正系数的项，导致有的数据会比最短输出多一位，从而性能分没有拿满。

　　UML类图

　　度量

第二次作业设计思路

　　类结构

建立三个类：Exec、Function、Term。

Exec中有main方法，负责创建Function类并控制Function进行表达式的读入、求导与打印。

Term中有coefficient、xxIndex、sinIndex、cosIndex成员，分别代表项的系数和x、sin(x)、cos(x)的指数。Term类的derivate方法对当前项进行求导，返回一个Term类型的ArrayList；print方法对当前项进行输出。

Function中有Term类型的ArrayList成员，代表整个表达式，read方法负责读入，match方法判断输入是否合法，以及对输入进行识别，derivate方法调用每个Term的求导方法，并把结果进行合并，print方法调用每个Term方法的输出方法。

　　设计缺陷与Bug

本次我的实现中在Term的print方法进行优化时出现了Bug，导致单独的1项不会被输出，从而导致输出错误。在代码架构方面应该比较合理。

　　UML类图

　　度量

第三次作业设计思路

　　类结构

第三次作业较为复杂，涉及到对上下文无关文法的识别以及表达式的递归求导，设计的类比较多，因此设计了一个Derivator接口，所有能求导的项与运算符都实现Derivator接口，从而实现多态的设计。

在基本架构上沿用了第二次作业的架构，即Exec类负责调控，Expression类负责表达式的求导和输出，新增加了一个InputAnalyser类，负责递归地判断及解析输入。由于含括号的表达式不属于正则文法，无法仅通过正则表达式进行解析，因此设计了递归解析的termAnalysis方法。在该方法处理并确认合法后，再将处理的结果传递给Expression的实例。

Expression方法包含Add、Const、Cos、Exp、Mult、Sin方法，由他们组成表达式树，求导时按照求导法则递归求导。