OO第一单元总结

一、分析程序结构

第一次作业

在做第一次作业时，我还没有很好地理解面向对象的思想，存在以下的结构性问题：

1） 只设置了单项Item一个类。

2） 存储各个单项的集合ArrayList直接在Main函数中声明。

3） 读入多项式的过程直接在Main函数中用面向过程的方式完成。

4） 合并、求导、输出都直接作为Main函数处理ArrayList的方法.

当然，这些存在的问题在第二次作业中都得到了一定的解决。

第一次作业的时候我没能很好地掌握正则表达式的写法，用超长正则匹配、外形混乱、乱套括号，后来使用group分割时看不清分组、每次改动都非常麻烦。

if (m.group(23) != null) {
      exponent = new BigInteger(m.group(26));
}

(group有这——么——多——)

　　因为首项与普通项的格式有区别，我采用了分开判断的方式：先判断首项，若成立就循环判断之后的字符串。后来我才学习到了一个小技巧：可以先判断整串字符的首字符，若非‘+’或‘-’就直接在最前面拼接一个‘+’。这样就可以使用普通项格式对整个字符串进行循环判断了。

　　使用循环逐项判断的方式可以避免爆栈。

　　处理输出时，一定要考虑好各种情况，比如对x^-1的求导结果即-x^-2。在这里我写了大量（很不优雅的）if-else判断，而且将输出系数和输出指数的过程分别放在两个函数中处理，不知道还能不能简化。

　　最后还要注意特殊情况的处理，譬如输入纯常数时应输出0，输入计算结果为0的式子如x-x时要正确处理，这些都是我在互测时发现的可能出现的问题。

第二次作业

　　在对面向对象的思想有了一定理解的基础上，划分了多项式（Poly）、项（Item）、因子（Factor）三个类，因为只有常数因子、幂因子、sin因子、cos因子这几种简单的因子，对他们的求导处理也很类似，所以在这里我并没有将他们分为不同的类，而是在Factor类里通过标签来区分，常数因子直接归为单项的因子。很显然这样的架构扩展性不强，在第三次作业里就不能再使用了。

　　这次作业中我偷懒使用了整项大正则匹配的方式，先判断格式是否正确。

　　如上图所示，每识别读入一个Poly就在其中循环识别Item，每识别读入一个Item就在其中循环识别Factor，这样逐层构造，求导和输出时也是这样从底层向上层逐层处理的。

第三次作业

       这一次，我继续使用了多项式（Poly）-项（Item）-因子（Factor）的结构，其中因子为父类Factor和子类Constant、Power、Sin、Cos、PolyFac。

       用一个InputHandler类单独处理读入，用递归的方式。求导的过程与第二次作业类似，各层级相互调用实现递归求导，最终递归输出。

       虽然结构思想上看起来与第二次作业类似，但因为第二次作业有的地方的处理实在是写得太烂（比如将常数因子全部转为单项的系数，等于对每个因子求导后都要把它的系数归于所在项的系数，不知道一开始是怎么想的），我几乎完全重构了代码。关于优化，只做了最简单的合并。

二、分析自己程序的Bug

第一次作业

　　在对各项系数和指数分割时使用了大量的if-else判断，if的条件没能实现全覆盖，遗漏了m*x^0这种指数为0的情况，因此在强测时错了三个点。

 

第二次作业：

       理解指导书错误导致的WF问题。没有处理sin(x)和cos(x)括号中可以存在空白符的情况，将有空白符的情况直接判断为WF。

       手滑导致的WF问题。忘记在正则表达式的开头加上空白符判定，如果表达式以空白符开头则会直接判断为WF。

       单项求导部分的代码存在错误。对形如x^4*34*sin(x)*cos(x)的式子求导时没有问题，但是对形如x*sin(x)*x^3*sin(x)^-2*cos(x)的式子求导时就会出错。在修复bug时我采用了一种简单粗暴的方式，在读入式子后，先对各单项中的同类因子进行合并，再求导。例如对上式我们就可直接合并为x^4*sin(x)^-1*cos(x)，虽然不能从根本上解决求导函数中的错误，但是可以暂时解决出错的问题。

三、互测阶段的策略

       我的策略比较简单粗暴。

　　一是通过读代码发现一些非常简单的表面错误（读代码也是很好的学习过程）。

　　二是按照“自己曾考虑过的”可能出错的特殊情况去测试，而这样做在第一次作业时就出了问题。在互测时，一个人用一个测试点刀了房间里的四个人，其中也包括我，但是我一共也就被找到了这一个bug。直到互测结束时我也没能找出自己的bug，当然也就找不到别人的这个bug。最后在讨论课上助教讲解时才提到了m*x^0这个测试点，也就是我的bug。虽然说一整个Room加一整个宿舍的人都没想到这种特殊情况也是罕例，但从这也能看出这种寻找bug的方式有多么大的局限性。简而言之，其实我只是在用自己的代码思路作为“标准参照”寻找别人的bug，这显然是很有问题的。

四、重构思路

       其实我认为我的代码存在的最大问题还是不够“面向对象”，在一些问题上常常偷懒使用“面向过程”的思路直接解决。另外，我还是没有很好地理解“接口”的思想，不能将其灵活地运用在代码中。