BUAA_OO_Unit1_总结

[刘伟哲-21371421]

2023_BUAA_OO_Unit1_总结

本单元课程主要讲述了OO基本思想、递归下降法、正则表达式等内容。

作业为输入表达式，进行化简输出，第二次迭代添加了嵌套括号以及三角函数Tri，第三次迭代添加了自定义函数处理以及求导功能。

程序结构和架构设计体验

我的架构和程序结构思路是，先字符串层面预处理输入(删除空格符和\t，连续+/-合并为单个)，递归下降法解析输入表达式结构为多叉树Expr-Term-Factor(求导的解析和化简此时同时完成，避免Function实现Factor方法，从而降低复杂度)，其中Expr和Term均使用ArrayList存储各自的Term/Factor。

实际开发过程和研讨课交流中，我发现使用ArrayList实现Expr和Term，是不如HashMap的。我在第二次迭代发现这个问题，在第三次作业后的研讨课上达到顶峰（但是最后没有重构用HashMap啦），并由我作了小组分享与大家讨论。

Expr的HashMap terms <Term, BigInteger(常数系数)>
Term的HashMap factors <Factor, Integer(次数)>

HashMap合并同类项和合并因子的方法类似，逻辑简单
从数学本质上说，加法和乘法都是无序的，满足交换律。HashMap满足这个特性，但ArrayList无法体现无序性（化简复杂）。

第一次作业，从开始到公测提交，花了我将近30h。我完成了预处理输入，Parse(递归下降法) Lexer(正则表达式)完成数据结构。组织Expr-Term-Factor的ArrayList数据结构。
第二次作业，高估了自己的能力，以为能下午+晚上写完，结果通宵到了凌晨3.(开学前还刚打了美赛，这学期开局太哈人了)，惨痛的教训！最终完成了三角函数模块(嵌套括号是第一次已经实现的)。先是无脑在Expr、Term、Factor中添加boolean neg属性标记正负，后续发现Expr和Factor根本没有正负属性，Term的neg属性也被用*-1实现。
第三次作业，下午+晚上完成了，较为简单，但是强测后为了debug花了10h(后续bug中会提到)！！！

以下是我的Git部分提交，从中可以看出Unit1的苦难曲折，以及对于远程merge/rebase的不熟练。

度量分析程序结构

我的总代码行数为901行，下图为我的UML类图。

观察上面的UML类图和下方的复杂度表，可发现我的Term类过于复杂，耦合度。具体地，其中Term.like()过于复杂，导致Term类与其他类耦合度过高。由于我使用ArrayList实现Term的组织，在同类项合并、判断时过于复杂，此过程中参考了StackOverflow的实现(如何判断2个ArrayList的元素无序相同)。该问题涉及到因子合并、同类项判断，三角函数相等。

bug分析

由于架构不够优秀，没有写全自动化评测机。非常地遗憾，本人在三次测试中，强测都出错，只有最后一次互测没有被hack。

第一次作业没有处理好类似-x**2，整体neg处理有误。
第二次作业后发现deep clone出现问题。
第三次作业在多层嵌套三角函数时，由于使用toString字符串判断表达式以及三角函数相等，出现隐蔽的bug。

hack分析

我在第三次互测时，借助ChatGPT，使用Python快速开发了手动输入的半自动评测机。
但并没有实现自动化，即未实现表达式输入生成功能。
使用手动构造样例的方法，测试房友程序。

我的测试策略并不那么高效(未完全自动化)。由于时间精力问题，没有结合被测程序的代码设计结构来设计测试用例。

心得体会

嗨呀，现在是绽放的青影的心得时间啦。

我在本单元中彻底领悟到了时间分配的重要性。第二次迭代时，我高估了自己程序质量以及自己的coding能力，导致通宵到凌晨3点(然而最后助教第二天早，把ddl从中午12.延长到了晚上8.，但是我那个时候已经通完宵啦)。本次通宵导致我的免疫力下降，通宵当天感染甲流，现在还没彻底康复。。。

我也了解到了Technical debt的含义。我在第一次作业的时候就开始纠结，Expr Term Factor的neg符号问题，直到第三次作业时，才完全想通。如果我在第一次作业开始时，就彻底想通这个问题，那么就不会出现符号相关bug，也会减少后续开发时间(刚开学参加完美赛没有休息恢复过来，脑子也很乱，当时无法解决此问题)。

最后我想谈谈“人月神话”。不是在OO课程中，这个思考是我从开学前参加的美赛得到的(在这里作阶段性总结，我认为是合适的)。我的美赛队伍共有3名同学，其中我负责编程(实际上几乎是我独立完成了建模和编程工作)。在参赛的4天时间里，我花了相当长的时间和队友介绍思路。由于是初次参赛，且沟通效率低，最后严重影响了完成质量。在大型项目中，人力配置管理是十分重要的。