2019OO第一单元总结

第一次作业

 （你没看错，就一个类。。。）

通过正则表达式处理输入的字符串，提取出每一项的系数和指数，在输出的时候，应当考虑到合并同类项和正项提前的问题，使得最终的输出最短。

我第一次作业的代码超级难看，在互测的时候看了别人的代码之后，自己的代码连我自己都看不下去了。在第一次作业的代码中，我只用了一个主类Main，在主方法中用大正则识别表达式、判断合法性、求导，毫无对象概念，根本没有体现出面向对象的特性，同样也在互测环节中被查出来很多bug。所以在第二次作业中，我决定使用面向对象的思想，对代码进行一次彻底的重构。

 

公测没有查出bug，但是在互测环节被hack惨了。

最主要的问题就是输入x-x或者123这类求导结果为0的公式没有输出的问题，其次还有特殊字符、正则爆栈的问题，其中第一个问题是最明显的问题。这是因为我在写程序的时候没有模块化的概念，完完全全是面向过程式的写法，导致自己的程序很不清晰。在自己写完代码、通过弱侧之后，应当自己编写测试点并测试，而我显然是因为没做好在本地机器上测试的工作，才会出现这么明显的bug。

  

第二次作业

与第一次作业类似，在输入完公式之后进行化简，使得每一项都是t*x^a*sin(x)^b*cos(x)^c的形式，然后进行求导，最后再合并同类项，把正项提前输出。但是，应当注意+++123是一个合法的公式，可以看作第一个加号是项的符号，第二个加号是"1*"的省略，第三个加号是123的符号，应当特殊处理一下。

我使用了4个类：Main主类；Exp公式类，由很多Term通过加法构成；Term项类，由很多Factor通过乘法构成；Factor因子类，里面有一个枚举变量，用于区分这是什么类型的因子。

公测还是没查出bug，但是在互测环节被别人查出来了。

这一次的bug明显比第一次少了，但是还有bug，在公式末尾为+或-的时候，会产生异常（由于str.indexOf(i)越界了）。

  

第三次作业

由于这次作业需要支持函数嵌套，因此在第二次作业的基础上，进行了大量的改造。

我使用了5个类：Main主类；Exp公式类，由很多Term通过加法构成；Term项类，由很多Nest通过乘法构成；Nest类，是很多Func的嵌套，还包含了exp代表嵌套在最里层的公式；Func函数类，由第二次作业的Factor改造而成，把常数看作常值函数，仍然用枚举变量的方式区分不同的函数。

对于Exp公式类的求导，就是对其中的Term求导然后相加；对于Term的求导，通过乘法的求导法则，最终返回一个Exp；对于Nest的求导，通过链式法则，最终返回一个Term。

同样地，公测还是全AC，互测被查出来了bug，在Nest最后如果是sin(x) ^ +2这样，^和指数的符号中间有空格的时候会出现问题，是因为我在空格的地方没有处理好。

 

总结

通过观察这三次作业的UML图和Class Metrics表，可以看出第二、三次作业相比第一次作业的进步很大（第一次作业我就不说什么了），这三次作业的bug全是出现在表中标红的地方，在接下来的程序中，我应当改进程序的逻辑，使得程序质量得到提高，逻辑更加清晰。

  

互测发现别人bug的策略

我用PowerShell写了一个自动测试的脚本，用Python写了一个表达式求导的程序和判断两个公式是否相等的程序（都是用的Sympy库），在第三次作业中查出了别人求导结果错误的地方。

test.ps1内容如下

$rootPath=$(pwd).Path
$name="sympy","archer","assassin","berserker","caster","lancer","rider","saber"
$entrance="","Main","Main","Main","Main","Main","Main","Main"       # 把这里稍微改一下，因为有些人主类不是Main
$ans=0..7
for(;;) {
    cd $rootPath
    $str=Read-Host
    if($str -eq "init") {
        for($i=1;$i -le 7;$i++) {
            echo "Compiling $($name[$i])"
            cd "$rootPath\$($name[$i])\src"
            javac -encoding utf-8 (dir . -recurse -name *.java)
            echo ""
        }
        echo "finish"
        continue
    } elseif($str -eq "exit") {
        exit
    }
​
    echo "***$($name[0])***:"
    $ans[0]=(echo $str|python $rootPath\ans.py)
    echo $ans[0]
    echo ""
​
    for($i=1;$i -le 7;$i++) {
        echo "$($name[$i]):"
        cd "$rootPath\$($name[$i])\src"
        $ans[$i]=(echo $str|java $entrance[$i]|Select-Object -First 1)
        echo $ans[$i]
        cd $rootPath
        if($ans[$i] -ne "WRONG FORMAT!") {
            echo $ans[0] $ans[$i]|python check.py
        }
        echo ""
    }
}
​
​

ans.py内容如下

from sympy import *
x = Symbol('x')
str = input()
print(diff(str, x))
​

check.py参考了评测机的评测方式，内容如下

from sympy import *
import random
str1 = input()
str2 = input()
expr1 = simplify(str1)
expr2 = simplify(str2)
flag = true
for i in range(0,100):
    tmp = random.uniform(-10,10)
    r1 = expr1.evalf(subs={'x':tmp})
    r2 = expr2.evalf(subs={'x':tmp})
    if abs(r1-r2) > 0.0001:
        flag = false
        break
if flag == true:
    print("AC")
else:
    print("WA")
​
​

重构和改进的措施

对于第一次作业而言，我可以使用Exp公式类和Term项类，而不是我原来的完全面向过程的方式，使得自己在编程的时候不容易出现bug。

第二次作业和第三次作业完全可以使用继承的方式，而不是使用枚举变量，这样可以让我的程序看起来更清晰，更能体现面向对象的思想。

对于第二次作业而言，我可以使用sin(x)^2+cos(x)^2=1这个恒等式，对求导结果进行化简，使得输出长度更短。

对于第三次作业而言，我可以把含有0的Term删除，把所有最终为常数的Nest乘在一起，可以让最终结果更短。

这三次作业的bug都出现在程序特别”面向过程“的部分，我应当对其进行改造。