• OO第三次博客作业--第三单元总结


    一、JML 语言的理论基础及应用工具链

    JML 是一种行为接口规格语言,提供了对方法和类型的规格定义手段。通过 JML 和其支持工具,不仅可以基于规格自动构造测试用例,并整合了 SMT Solver 等工具以静态方式来检查代码实现对规格的满足情况。

    1.1 方法规格

    • JML 中的前置条件指的是在调用方法之前必须要满足的条件;

    • 后置条件指的是该方法返回时必须要满足的条件,即制定了该方法的指责;

    • 副作用范围限定指的是在执行过程中可能(允许)被修改的对象的属性数据或者类的静态成员变量。

     

    1.2 类型规格

    • JML 中不变式 (invariant) 是要求在所以可见状态下都必须满足的特性,语法上定义 invariant P,其中 invariant 为关键词,P 为谓词;

    • 状态变化约束 (constraint) 是指对象的状态在变化时也需要满足的一些约束,这些约束在本质上也是一种不变式。

     

    1.3 应用工具链

    • openJML

    • JMLUnitNG

     

    二、 JMLUnitNG

    我使用 JMLUnitNG 组件的流程如下:

    • 下载并安装 JMLUnitNG 组件

    • 使用 JMLUnitNG 生成测试类

    • IDEA 中运行测试类

     

    我首先对一个简单的方法 Demo.java 进行了测试:

    通过命令行输入 java -jar jmlunitng.jar Demo.java 生成测试类,然后在测试类目录下建立 project,直接在 IDEA 中运行 Demo_JML_Test 即可。

    我生成的测试数据如下:

     

    三、梳理架构设计,分析迭代中对架构的重构

    第一次作业

    完全按照官方接口建立。

    其中 union 记录的是整个 container 中的不同的节点,每次 container 中的路径变化,更新一次 union

     

    第二次作业

    第二次作业将第一次中的 MyPathContainer 部分方法复制到 MyGraph 中,然后根据接口添加了新的方法,其他大致都没变。

     

    第三次作业

    第三次作业将第二次作业中的 MyGraph 中部分方法复制过去,然后根据接口添加了新的方法。

    这一次作业比上一次添加了很多要求,且复杂度更高了,并且涉及到一些算法上的问题。

    我使用的是讨论区大佬的不拆点的算法,用四个数组分别记录、完成四种功能,但其实都是基于最短路径的,只是每种功能中路径的权不同而已。每次更新 Path 时需要更新四个数组,且做四次floyd 。但因为常数较小,所以时间相对较短。

     

    四、分析代码实现的bug和修复情况

    第一次作业中,在 MyPath 中实现的 compare 方法中出现了一个小 bug,是我在遇到不相同的节点时,返回的是两值相减的值,这时没有考虑到可能会溢出。修复改为返回两值比较的布尔值。

    第二次作业中吸取了第一次作业的教训,认真阅读规格,没有出现Bug。

    第三次作业由于比前两次多了很多复杂的逻辑,而我的架构并不适于拓展,慌忙之下写出了一个较为严重的bug。在 containsEdge() 方法中,由于没有认真看规格,将两个同节点算作存在这条边,但实际不应该算作边;另外,在计算 least unpleasant value 时,我的方法需要在每个 path 内部另外计算 path 内节点的 least unpleasant value ,本来可以直接套用计算整个地铁系统的方法,我却另外想了一个更复杂的方法,既添了麻烦又出了错。已经修复为更简单的方法,即将路径权设为 unpleasant value ,然后跑 floyd

     

    五、对规格撰写和理解上的心得体会

    • 对于一些较为复杂的方法,其规格的逻辑表达式很长,需要认真仔细地阅读,搞清楚前置条件和后置条件。

    • 规格只给出了需要实现的功能,而没有要求如何实现,所以仍需要考虑架构和算法上的设计。

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