第三单元总结

一、JML语言的理论基础

　　初次接触JML时，我并不太能理解它的意义和实际作用。在初步了解了JML的语法之后，我认为JML只是在用另一种形式对编程者提出要求，甚至感觉JML相比前几次作业单纯的自然语言描述更加“繁琐”。但我经历了三次作业的考验，查阅了相关资料后，似乎才真正get到JML的作用。JML语言是一种精确的形式规范描述语言，能准确表达方法的功能需求，且JML在形式规范的基础上，可以利用自身开发的工具进行高效率的单元测试。准确表达需求、便于进行测试，这是我认为的JML最大的两个用处。JML的语法结构并不复杂，但使用的是规范化的表述方法，能够准确无误地表达出代码设计需求；在规范化的前提下，JML相关的工具链（例如openJML、JMLUnitNG等）能够对代码进行高效的单元化测试，帮助程序员更好地debug。

 

二、三次作业的架构设计

（一）第九次作业：

　　首次运用JML完成的作业，难度并不高，主要的难点在于queryNameRank函数和isCircle函数的设计。对于queryNameRank的设计，我是用ArrayList存放Person，在addPerson时根据name的排序，将新的Person插入到相应的位置，这样在调用queryNameRank时，直接用二分查找得到结果；对于isCircle函数，由于测试数据有一定限制，我直接采用了深度优先搜索得到结果。还有一个值得注意的点，Network类中虽然只要求了一个“people”容器，但在设计时我分别使用了ArrayList和HashMap来实现“people”容器，前者用于对name进行排序，后者用于查找，减少算法的复杂度，但要注意两者的同步。以下是第九次作业的架构图：

 

（二）第十次作业：

　　本次作业新增了Group类，设计方法可以参照Network，实现难度并不高。在实现getAgeMean、getAgeVar时，我是在addPerson函数中增加了对年龄和、年龄平方和的计算和更新，这样在求均值、求方差时，时间复杂度相对于直接暴力计算从O(n)降到了O(1)。getRelationSum、getValueSum、getConflictSum函数的设计同理。以下为第十次作业的架构图：

 

 

 

（三）第十一次作业：

　　本次作业在Group类中增加了删除操作，在Network类中增加了几个特殊的函数。Group类中的delPerson容易实现，几乎正好是addPerson的反向操作；Network中的queryMinPath、queryStrongLinked函数的实现，需要用到离散数学的相关知识，也是本次作业最大的难点。而由于测试数据的限制有所改变，isCircle函数原本使用的深度优先搜索算法会让运行时间超标，于是我修改成使用并查集的算法降低时间复杂度，同时也解决了queryBlockSum函数的实现。以下是第十一次作业的架构图：

 

 

 

三、出现的Bug

　　虽然本单元的作业相对于前两个单元，难度和复杂度都要低一些，但我在三次作业中都出现了不同程度的bug。

　　1、第九次作业中，由于我对深度优先搜索算法不够熟练，代码设计有误，在中测时没有发现此bug，自己也没有进行足够的测试，在强测中出现运行时错误；

　　2、第十次作业中，由于我没有仔细阅读JML规格，将getAgeMean、getAgeVar函数简单理解为求平均年龄、求年龄的方差，使用的计算方法和规格中略有差异；而因为int类型除法的特性，我的计算结果和期望的计算结果有细小的差异，也是在强测中才检查出来；

　　3、第十一次作业中，我主要的bug是queryMinPath、queryStrongLinked两个函数导致的。主要原因是我对离散数学的相关知识掌握的不够熟练，在编写函数时出现了设计上的失误，导致了错误的结果，复杂度上也不过关。

 

四、心得体会

　　JML的功能确实很强大，能准确、规范地表达对代码设计的需求。也正是如此，对JML规格的仔细阅读、理解很重要；更重要的是，要能熟练运用JML相关的工具进行单元化的测试，充分享用JML带来的便利。或许正是因为我对JML相关的单元测试不够了解，才导致这三次作业出现了各种bug。