OO第三次单元作业之探寻神秘规格
一、JML语言梳理
（一）理论基础
JML（即Java Modeling Language），是java建模语言，通过注释的形式对Java程序中数据、方法、类的功能进行描述，着重于代码的功能而非实现形式。是一种行为接口的规范语言，可以用来指定Java模块的行为。
JML最基本的用途是作为Java的合同设计（DBC语言），同时也可以通过其相关支持工具，检查规格是否合乎规范、并基于规格自动构造测试用例，还可以使用SMT Solver等工具以静态方式来检查代码实现对规格的满足情况。
主要的规格有：
JML表达式
- \result表达式：方法执行后的返回值。
- \forall表达式：全称量词修饰的表达式，表示对于给定范围内的元素，每个元素都满足相应的约束。
- \exists表达式：存在量词修饰的表达式，表示对于给定范围内的元素，存在某个元素满足相应的约束。
- \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。
- \sum表达式：返回给定范围内的表达式的和。
- \max，\min表达式：返回给定范围内的表达式的最大值、最小值。
- 等价关系操作符： b_expr1<==>b_expr2 或者b_expr1<=!=>b_expr2 分别表示表达式含义相等或不等。
- 推理操作符： b_expr1 = => b_expr2 或者b_expr2 <==b_expr1 。
方法规格
- 前置条件：requires P1||P2；对方法输入参数的限制。
- 后置条件：ensures P； 对方法执行结果的限制。
- 副作用范围限定： assignable 代表可赋值， modifiable 代表可修改
- pure方法：纯粹访问性的方法，即不会对对象的状态进行任何改变，也不需要提供输入参数。
- 方法的异常行为：normal_behavior, also, exceptional_behavior, signals (***Exception e) b_expr, signals_only。
类型规格
- 不变式invariant，要求在所有可见状态下都必须满足的特性。
- 状态变化约束constraint，来对前序可见状态和当前可见状态的关系进行约束。
（二）JML应用工具链情况
可以通过开源的JML编译器，比如OpenJML，编译含有JML标记的代码。通过加入不同的选项可以实现不同的功能。
- -check 选项可以对生成的类文件进行JML规范检查，检查是否含有语法错误；
- -esc 选项可以对程序代码进行静态检查（不依赖JML），检查程序中的潜在问题；
- -rac 选项可以对程序代码进行运行时检查，生成一个Java类文件测试的框架，实现对代码的自动化测试。
JMLdoc，与javadoc工具相似，不同的是它在生成的Html格式文档中包含JML规范；
JMLUnitNG，可以根据JML生成一个Java类文件测试的框架，结合OpenJML的-rac运行时检查选项，实现对代码的自动化测试。
二、部署SML Solver进行验证
鉴于时间关系以及安装使用问题PASS掉OnO
三、部署JMLUnitNG并针对Graph接口的实现进行测试
JMLUnitNG是JMLUnit的一个基于TestNG的继承者，而TestNG(Test Next Gerneration)是一个开源自动化测试框架。
JMLUnitNG的部署方法来自一个简单的测试用例（使用讨论区大佬的测试用例会疯狂failed让我措手不及TAT）
运行结果如下：
[TestNG] Running:
Command line suite
Failed: racEnabled()
Passed: constructor Testoo()
Passed: static subtest(-2147483648, -2147483648)
Failed: static subtest(0, -2147483648)
Failed: static subtest(2147483647, -2147483648)
Passed: static subtest(-2147483648, 0)
Passed: static subtest(0, 0)
Passed: static subtest(2147483647, 0)
Failed: static subtest(-2147483648, 2147483647)
Passed: static subtest(0, 2147483647)
Passed: static subtest(2147483647, 2147483647)
Passed: static main(null)
Passed: static main({})
===============================================
Command line suite
Total tests run: 13, Failures: 1, Skips: 0
===============================================
根据测试结果可知，JMLUnitNG主要是针对临界值（边缘条件）进行测试，例如int型的数据生成＋－2147483647和0来测试，对于Object及子类，生成null以及其类型的空集来进行测试。
四、架构设计
（一）第一次作业
各个接口设计就依照指导书给的jml规格来写，没有什么改变。
（二）第二次作业
依旧是按照指导书给的接口来实现，同时规格设计实现最短路径时，添加了一些其他的方法来分工实现结果，Graph类可以直接继承第一次作业的Container类，但是出于懒我就直接ctrl+c、ctrl+v了。
（三）第三次作业
这次作业的重点在于重复性极强，因此可以沿用OO面向对象设计的思想，建造一个总的方法，然后其他的方法继承复用即可。无论是计算transfer还是price还是Unpleasant，总的思想都是拆点法改变权值，在求最短权值和的过程。因此这一次将第二次作业里的Floyd类单独拿出来，方便多次调用，同时给每个Node建造了一个类，进行拆点，具体拆法可见讨论区大佬的分享（大佬真是tql）
这里需要注意的是，每一次addpath以及removepath和removepathid时，都要对使用的总的点的list和存储权值边的list进行更替，否则一不小心就会出错。
五、出现bug以及修复情况
（一）第一次作业
第一次作业只是简单的计算，需要注意的是最好引入hashmap，存储当前某个节点出现了多少次，查询时利用hashmap的函数输出结果。防止遍历时多次调用使评测机的时间过长出现tle的情况，无bug。
（二）第二次作业
这里出现的bug比较智障，在对integer型的数据进行比较时，一定要用equals而不是==（……）这是一个很严肃的问题，一定要认真记下来。
（三）第三次作业
重点问题都出现在remove上面，在每一次remove时，如何处理点集和边权集，需要认真地思考再进行设计，否则就会出现爆C情况。
六、心得与体会
Jml代码规格能够对对代码的功能进行一定的规范，在团队合作中代码规格是必不可少的存在，一方面提前写好规格可以保证其功能的正确性，避免了每个人因为不同的逻辑思路导致理解不一致等问题，同时也优化了代码风格；另一方面逻辑清晰明了的规格增加了代码的易读性，便于出现问题时进行维护。
OO作业一直写到了第三个单元，对于面向对象思想的掌握相比于第一次来说已经提升了很多，掌握了jml规格设计后，在代码里的作用真的非常的大，对每一个函数的功能都有了掌握，在实现方式上不限制，体现了Java语言的灵活性。
