2023年北航面向对象设计与构造
BUAA_OO_2023 第一单元总结
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程序设计结构
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HW1
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类图
在第一次作业中我使用表达式-项-因子的逻辑结构，用lexer读取字符串，在parser中进行解析。以factor类作为接口，根据题目的文法要求，建立了各种基本因子类和表达式（因子）类。用Unit类（单项式结构）进行最终化简结果的储存和运算，在Factor类中定义calculate函数，实现因子转化成Unit对象，对表达式调用calculate，再通过calculate调用Unit类中的multiply和multiplyList函数可以将表达式各项中的因子相乘并化简，从而将表达式的最终各个因子统一地保存在一个Unit类型的ArrayList中，最后使用Unit类中的print的函数输出。
解析表达式的具体处理：①空字符：在创建lexer对象之前，输入表达式之后直接去掉空字符。②前置0处理：在lexer中读取整数时去掉前导0。③连续的正负号处理：根据文法，在一个因子前最多出现三个连续的正负号，所以只要在parser中的parseExpr,parseItem,parseFactor函数中先读取一个符号，根据正负转换为常数因子(+1或-1）乘入即可。 -
OO度量
总体来说，函数中只有Unit.print的复杂度高，因为输出时一些符号的判断导致函数较长。可以考虑重写toString函数降低函数耦合。在Unit复杂度高也是因为Unit承担了化简，输出的重任，如果在解析时进行化简也许会降低复杂度。Main中多写了一个合并同类项的工作，应该放在Unit中。
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HW2
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类图
在这次作业中，增加了三角函数和自定义函数类，我按照第一次的思路把他们作为Factor接口的实现，和其他因子统一起来。然后在Unit中增加了三角函数属性，从而保证Unit能够存放所有类型。对于自定义函数， 我使用了一个HashMap存放自定义函数，在parser中解析时调用自定义函数类的replaceParameter进行替换。
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OO度量
这次因为对自定义函数和三角函数单独进行解析，所以Lexer,Parser类复杂度变高了，可以使用更多的函数简化中间过程。Main函数中实现了储存自定义函数的HashMap，其实应该单独创建一个类完成这项工作，降低Main的复杂度。
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HW3
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类图
由于导数可以视为一个运算符，所有我直接在各个因子类中增加了derive导数运算函数，在Parser类中调用Expression的derive函数，就可以解决。同时这次自定义函数可以使用之前的函数，所以在自定义函数类中必须调用Parser进行化简处理，再返回成表达式形式代入。
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OO度量
OO度量的问题和之前两次作业相同，根本原因是Unit输出的问题，以及化简堆到Unit类中造成运算复杂度变大，只能重构解决。
程序Bug分析
第一第二次作业没有发现Bug，也是因为对三角函数的优化不够，所以没有进行很复杂的程序设计。在第三次作业中，因为没有自己构造全面的测试数据来测试程序，导致在自定义函数化简返回表达式时，三角函数忘记输出指数，导致犯了低级错误，其他方面暂时没有发现问题。
互测
这三次作业都没有刀人成功，但是也在研讨课上了解了评测机的构建方法，主要核心在于自己构建特殊的数据和自动生成全面覆盖的数据，之后有机会研究一下大佬们的代码。
架构设计体验
这次架构主要是依据发布作业的示例，选择了层次递归的方法，将因子作为接口，在lexer中读取，parser中解析，最后在Unit中化简和输出。
心得体会
这次作业开始感觉很困难，但是架构好整体程序后，再增添新的需求变得更简单，不过优化程序还是需要更优秀的架构和解析方法。
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