OO第三单元总结

JML语言的理论基础、应用工具链

JML语言

JML是一种面向JAVA，形式化的行为接口规格语言。

JML表达式

• 原子表达式
  \result：方法执行后的返回值
  \old(expr)：一个表达式expr在相应方法执行前的取值
  \not_assigned(x,y)：返回true表示括号中的变量在方法执行过程中没有被赋值，false则表示被赋值
  \not_modified(x,y)：限制括号中的变量在方法执行期间取值不发生变化

• 量化表达式
  \forall：全称量词修饰的表达式
  \exists：存在量词修饰的表达式
  \sum：返回给定范围内的表达式的和
  \max：返回给定范围内表达式的最大值
  \min：返回给定范围内表达式的最小值

• 集合表达式
  实验和作业中还未应用到

• 操作符
  \nothing：表示空集
  \everything：表示全集

方法规格

• 前置条件requires P：表示调用者确保P为真
• 后置条件ensure P：表示方法实现者确保执行返回后，确保P为真
• 副作用范围限定assignable或modifiable：限定方法执行过程中修改对象的范围
• 异常signals：抛出异常

类型规格

• 不变式invariant：要求所有可见状态下都必须满足的特性
• 状态变化约束constraint：对前序可见状态和当前可见状态的关系进行约束

工具链

• OpenJML：检查JML语法的正确性
• JMLUnitNG：自动化单元测试生成工具

架构设计

第一次作业

• 第一次作业较为简单，理解了JML规格后基本不需要花太大功夫就能完成

第二次作业

• 较第一次作业，JML复杂度提升，Person类变化不大，增加Group类，NetWork类稍有变化。不同于第一次作业，需要在算法上多做考虑。基础测试非常弱，自己也没有进行完整的测试，导致强测损失惨重。

第三次作业

• 较第二次作业，Person类依旧基本不变，Group类增加删除功能，NetWork增加大量查询方法，稍不注意就会写出Bug或是超时。
  我牺牲了空间来换取时间，在Person类，Group类中使用ArrayList存person，HashMap存（id，listIndex）对，利用HashMap查询迅速的特性，稍稍降低查询时间。
  第二次作业中，找通路我使用了bfs的方法，并在第三次作业一开始，直接沿用到新增的方法中，但是对规格理解错误，导致产生bug。后来通过评论区交流贴，吸取大家经验，使用dijkstra来查询最短路径。
  

代码Bug

第三次作业中，在阅读最短路径的JML时，理解错误，没有用到边的权值，直接想当然把结点数作为路径长度，测试做得也不全面，导致强测出现bug。
在设计新增的几个方法时，没有想到好的方法，直接跟着JML写，出现了超时。目前正在bug修复。

心得体会

JML的出现大大方便了程序设计中，程序员对于需求的提取，一个优秀的规格能给我们提供很多便利。
同时，也更注重程序的复杂度，设计的时候，保证正确性的情况下，多对算法进行考虑。