oo第一单元作业总结

[康硕-22230615]

oo第一单元

基于度量来分析自己的程序结构

基于类图的分析

我将整个表达式通过calc方法转化为一个ExpElement,其中包括一个TreeMap,记录表达式各部分,指数函数括号内的部分（指数部分）作为Key,相对应由不含指数函数组成的部分（系数部分）作为Value,而Value其实就是第一次作业中转化成的多项式形式Element,由一个TreeMap组成,指数部分为x的指数,作Key;系数部分作Value.
整体类的设计偏多,在迭代过程中增加方法需要考虑的循环较多，对递归不熟练的话可能迭代进展较慢，还有可能造成性能差等问题。但这样的设计也有好处，就是在第一次作业的基础上，之前的部分几乎不需要做任何改动就可以继续第二次作业，在第二次作业中，之前的方法也得到了充分利用。

复杂度分析

可以观察到我的类复杂度还是维持在较低水平，但部分方法复杂度较高，可能是由于我在编写方法代码时所使用算法较为繁琐，方法还有待进一步优化。

架构设计体验

对于架构方面，首先贯穿各次作业的是lexer文法解析和Parser语法解析，当然在后两次作业中要先进行自定义函数读入的预处理。lexer文法解析的任务在我的程序中说白了就是将读入分块化，一个字符（如+、x）是一个curtoken，一整个数字（如123、36727）也是一个curtoken。这样方便我们后续的处理，比如解析到数字因子时就可以直接把当前curtoken转化成数字并返回。
对于其他部分，在第一次作业中由于没有指数函数，我便采用Element类作为基本项，里面有一个TreeMap记录每一项的系数（Value）和指数（Key），在解析完表达式后我就将解析后的表达式转化为Element，最后再将Element转化为输出的字符串。而后续作业中，我使用ExpElement类作为基本项，其原理在上文中已有介绍。
最后一次作业我的架构基本没有改动，只添加了DaoFactor类并在Parser解析中加入了求导因子，在ExpElement计算中加入了求导计算。

我认为如果再加入三角函数或引入y、z变量，我的方法进行迭代就略显吃力，虽然原来的基础上改动少，但新加的内容较多，递归调用也更复杂，性能较差。且对于新加内容要额外建立新的层次，层次较多，逻辑上相对没那么清晰。但好处依然是将之前的代码最大化利用，迭代思路比较明确。

分析程序的bug

得益于较为清晰的结构和较为全面的测试，我的程序在三次强测和互测中未出现bug，但在前期评测时还是出了不少bug，最让我印象深刻的就是关于方法编写以及深浅拷贝的问题。第一个方法编写，我在加减法的方法中，总是把this的容器和other的容器弄混，导致一直出现运行时错误，调试了很久才发现；而深浅拷贝更是老生常谈的问题，对于不是本方法想改变的变量或别的类的变量，本方法一定不要改变，返回的一定是新创建的变量，否则会影响传入的变量，导致问题出现。
分析发现经常容易出bug的方法通常复杂度较高，说明可能拆分做的不够充分，造成复杂度较高，若想避免这种情况可以根据用处对方法进行进一步拆分。

分析别人代码的bug策略

在互测中我们需要找出别人代码的bug，对于找别人的bug主要采取三种策略，一是测一下经典问题，比如exp((-x))看他会不会把括号去掉；二是读一下他代码的关键方法，针对方法中可能出现的bug进行攻击；三是使用评测机手段广泛攻击（不过我是使用同学的）。三种方法均有可能发现bug。

分析自己的优化

对于优化化简我主要只做了两部分，一是有效长度的优化，去掉不必要的多于括号，采取的方法是先无脑套两层括号，最后再遍历分析exp(())里面的东西是否是一个因子,如果是一个因子那只需要一层括号，否则需要两层。还有就是对于性能的优化，我发现代码在运行某些数据时明显过慢，后来同学提醒是因为toString()方法导致运行时间较长，如不优化可能在强测或互测中导致Tle，于是便减少了toString()使用，优化了时间性能。
在优化中我对于原先复杂的方法没有增加内容，而是新增了一个专门用于优化的方法，不影响之前的过程进行，减少出错的可能。也符合单一职责原则。

心得体会

在本单元学习初期可谓一筹莫展，由于本身对递归理解较差，在刚接触递归下降时很不理解，导致第一次作业就很崩溃。后来与同学交流，他们也简单分享了思路，在交流中我渐渐体会到了递归下降的思想，各部分只需要做好自己的事情，而里层的事只需要调用里层的方法，交给他进一步处理，这样就让整个代码框架很清晰，也让人更容易理解。
通过学习我也学到了提前的文法以及语法解析，这为后面的工作减少了不少工作量，这种思想对后续的学习工作也会起到启示作用。
第二次作业相对第一次更是难度激增，刚开始面对加入的自定义函数以及指数函数不知道如何下手，尤其是基本项的确定让我头疼，但在思来想去后决定第一次架构不改变，在此基础上新增ExpElement类，用以保存指数函数相关相，而自定义函数则是先预处理，将定义式保存，再在解析表达式时解析到自定义函数因子时再进行替换，这样其他地方就不用做出改变。
总之第一单元的作业难度还是比较大，需要系统的考虑架构以及后续可扩展性，需要周中几天持续的努力，但我们也能在其中学到很多

未来方向

关于第一单元课程的优化，建议任务分配更合理一点吧，如今的难度已经比较合理，但第二次作业相对第一次难度还是增加的比较大，一时可能难以接受，而第三次作业增加内容却难度较小，容易完成，所以建议更合理的分配这两次作业的难度。