2021年春季学期

计算学部《软件构造》课程

 

 

 

 

Lab 2实验报告

 

 

 

 

 

 

 

 

 

姓名	郭子正
学号	1190201117
班号	1936601
电子邮件	1190201117@stu.hit.edu.cn
手机号码	18102152791

 

 

目录

 

 

2 实验环境配置   

3 实验过程   

3.1 Poetic Walks

3.1.1 Get the code and prepare Git repository     

3.1.2 Problem 1: Test Graph <String>   

3.1.3 Problem 2: Implement Graph <String> 

3.1.3.1 Implement ConcreteEdgesGraph 

3.1.3.2 Implement ConcreteVerticesGraph  

3.1.4 Problem 3: Implement generic Graph<L>  

3.1.4.1 Make the implementations generic   

3.1.4.2 Implement Graph.empty()    

3.1.5 Problem 4: Poetic walks      

3.1.5.1 Test GraphPoet

3.1.5.2 Implement GraphPoet    

3.1.5.3 Graph poetry slam    

3.1.6 使用Eclemma检查测试的代码覆盖度   

3.1.7 Before you’re done      

3.2 Re-implement the Social Network in Lab1 

3.2.1 FriendshipGraph类      

3.2.2 Person类  

3.2.3 客户端main()  

3.2.4 测试用例    

3.2.5 提交至Git仓库  

4 实验进度记录   

5 实验过程中遇到的困难与解决途径

6 实验过程中收获的经验、教训、感想   

6.1 实验过程中收获的经验和教训

6.2 针对以下方面的感受

 

 

 

1      实验目标概述

本次实验训练抽象数据类型(ADT)的设计、规约、测试，并使用面向对象 编程(OOP)技术实现 ADT。具体来说:

⚫  针对给定的应用问题，从问题描述中识别所需的 ADT;

⚫  设计 ADT 规约(pre-condition、post-condition)并评估规约的质量;

⚫  根据 ADT 的规约设计测试用例;

⚫  ADT的泛型化;

⚫  根据规约设计 ADT 的多种不同的实现;针对每种实现，设计其表示

(representation)、表示不变性(rep invariant)、抽象过程(abstraction

function)

⚫  使用 OOP 实现 ADT，并判定表示不变性是否违反、各实现是否存在表

示泄露(rep exposure);

⚫  测试 ADT 的实现并评估测试的覆盖度;

⚫  使用 ADT 及其实现，为应用问题开发程序;

⚫  在测试代码中，能够写出 testing strategy 并据此设计测试用例。

2      实验环境配置

简要陈述你配置本次实验所需环境的过程，必要时可以给出屏幕截图。

特别是要记录配置过程中遇到的问题和困难，以及如何解决的。

由于无法访问MIT代码仓库，于是从实验指导上指定的地址下载代码。之后从GitHub克隆空项目到本地，将代码添加进工程。最初遇到错误，经检查发现是MIT练习题的文件路径和实验报告不一致、添加进工程时未完全更改导致的。

在这里给出你的GitHub Lab2仓库的URL地址（Lab2-学号）。

3      实验过程

请仔细对照实验手册，针对三个问题中的每一项任务，在下面各节中记录你的实验过程、阐述你的设计思路和问题求解思路，可辅之以示意图或关键源代码加以说明（但千万不要把你的源代码全部粘贴过来！）。

3.1     Poetic Walks

利用前期建立好的Graph类实现一个小应用，先由给定的语料库建立一张有向图，再用另外给定的输入和建立好的图，根据题目要求生成新的文本。

3.1.1     Get the code and prepare Git repository

由于无法访问MIT的代码仓库，所以改从另外指定的地址下载。远程新建仓库之后，克隆到本地，并将下载的代码添加进去。用eclipse配置好开发环境即可。

3.1.2     Problem 1: Test Graph <String>

以下各部分，请按照MIT页面上相应部分的要求，逐项列出你的设计和实现思路/过程/结果。

    写测试用例。每个测试方法都首先生成了一张图，再用各种方法进行测试。

testAdd：新建一张图，每增添一个点都检测add()的返回值，并且用查看器检查是否真的增加了一个顶点。随机移除某些点再重新添加，重复添加某些点并查看这些情况下add()返回值是否符合预期，对图的修改是否达到预期。

testSet()：随机设置边权，调用Set()时检查返回值是否符合预期、是否真的对边进行了修改（weight>0,weight<0，weight=0）,去除某些边、重复添加某些边再进行测试。

testRemove()：建好图之后删除某些点（有些点删除不止一次），查看每次删除时函数的返回值，用查看器查看对图的修改是否符合预期。

testVertices()，testSources()，testTargets()：动态维护答案，对图不断修改的同时对预期答案也不断修改，随时调用Vertices()查看图中顶点情况是否符合预期。

 

3.1.3     Problem 2: Implement Graph <String>

以下各部分，请按照MIT页面上相应部分的要求，逐项列出你的设计和实现思路/过程/结果。

3.1.3.1      Implement ConcreteEdgesGraph

建立Edge类：

SPEC,AF,RI,REP如下：

主要维护起点、终点和权值。重写了toString，equals，hashCode方法。

实现ConcreteEdgesGraph类：

SPEC,AF,RI,REP如下：

set实现思路：首先确定weight的值以确定行为，如果遇到非法输入直接返回0；如果weight=0且待删除的边的任意顶点不存在则什么也不干，返回0；如果weight>0，先删除旧边（没有则不删）再添加新边（如果顶点不在图中也自动添加）。

remove实现思路：搜边并删除，没有则不删。

source，targets实现思路：遍历edges并返回符合要求的边的相应顶点即可。

 

3.1.3.2      Implement ConcreteVerticesGraph

Vertex类实现思路：

SPEC,AF,RI,REP如下：

   重写了toString，equals，hashCode方法。该类通过存放顶点名称和出边来存放顶点信息。

ConcreteVerticesGraph类实现思路：

SPEC,AF,RI,REP如下：

add设计思路：直接添加顶点。

set设计思路：非法输入直接返回；添加边时先保证顶点都在图中（如果不是先添加缺失的顶点），再修改这条边出发的源头（from）的出边信息。删除边时直接修改源头顶点的出边信息。

remove设计思路和set设计思路有重叠，是它的一部分。

sources设计思路：扫描全部顶点，找到符合要求的部分并输出。

targets设计思路：直接返回传入顶点的出边信息即可。

3.1.4     Problem 3: Implement generic Graph<L>

3.1.4.1      Make the implementations generic

将对应的String替换成L即可。

3.1.4.2      Implement Graph.empty()

3.1.5     Problem 4: Poetic walks

3.1.5.1      Test GraphPoet

测试几种情况：文件不存在、文件为空、文件只包含大写字母、只包含小写字母、正常的英文句子、全部为符号。

3.1.5.2      Implement GraphPoet

直接按题目要求模拟即可。建图时根据每个先后关系确定边，获取边的权值，再将对应边的权值加一。生成诗句时在图中搜寻对应边即可。如果有多个中间顶点满足权值加和最大的条件，任意取一个中间顶点即可。

3.1.5.3      Graph poetry slam

设计语料库，显示“三点几，饮茶先”。

3.1.6     使用Eclemma检查测试的代码覆盖度

3.1.7     Before you’re done

请按照http://web.mit.edu/6.031/www/sp17/psets/ps2/#before_youre_done的说明，检查你的程序。

如何通过Git提交当前版本到GitHub上你的Lab2仓库。

git add->commit->push

在这里给出你的项目的目录结构树状示意图。

3.2     Re-implement the Social Network in Lab1

建立一个有向图模型表示人际关系。人与人之间的距离用有向图中从一 方到达另一方经过的最小边数确定。并且人们的名字不能重复。

3.2.1     FriendshipGraph类

直接保存人的集合和表示人际关系的有向图。用BFS来计算人与人之间的距离。

3.2.2     Person类

保存姓名，提供获取姓名的方法。

3.2.3     客户端main()

建立一张FriendshipGraph，运行实验一的样例。

3.2.4     测试用例

3.2.5     提交至Git仓库

如何通过Git提交当前版本到GitHub上你的Lab3仓库。

git add->commit->push

在这里给出你的项目的目录结构树状示意图。

4      实验进度记录

请使用表格方式记录你的进度情况，以超过半小时的连续编程时间为一行。

每次结束编程时，请向该表格中增加一行。不要事后胡乱填写。

不要嫌烦，该表格可帮助你汇总你在每个任务上付出的时间和精力，发现自己不擅长的任务，后续有意识的弥补。

日期	时间段；	计划任务	实际完成情况
2021-06-01	13：45-15：00	开始写Graph<String>测试用例	完成一半
2021-06-03	22：45-23：00	继续写Graph<String>测试用例	按计划完成
2021-06-04	19:00-22:16	写ConcreteEdgesGraph的测试用例，并实现这个类	按计划完成
2021-06-04	22:30-24:00	设计Vertex类的spec	按计划完成
2021-06-05	10:00-18:39	继续完成ConcreteEdgesGraph	本应该很早就完成，结果写到后面发现spec设计有问题，推倒重写反复三次。最终完成。
2021-06-05	19:00-20:00	完成3.1	按计划完成
2021-06-05	22:00-24:00	完成3.2	发现不能有警告，但是equals方法用到了强制类型转换，而object转其他类似乎必定会警告，遂百思不得其解。十二点钟终于百度到答案。
2021-06-06	21:00-22:00	完成MIT Problem Set上的题目	按计划完成
2021-06-08	13：45-15：30	完成剩下的内容	按计划完成

5      实验过程中遇到的困难与解决途径

遇到的难点	解决途径
object进行强制类型转换会弹出unchecked cast警告	百度，虽然大多数答案都是互相抄的，还都不管用，但是终于找到了能用的方案
无法识别某个文件夹是一个包	问学长被骂之后发现，IDE设置中将该文件夹排除了。更改设置即可。

6      实验过程中收获的经验、教训、感想

6.1     实验过程中收获的经验和教训

工程进行之初应详尽考虑并设计规约，以避免之后返工的情况。

6.2     针对以下方面的感受

(1)   面向ADT的编程和直接面向应用场景编程，你体会到二者有何差异？

面向ADT编程更加灵活，可以适应不同场合，仅需要对代码进行微小改动。

(2)   使用泛型和不使用泛型的编程，对你来说有何差异？

使用泛型可以使ADT不依赖于实际类型，增大了ADT的适用范围，减小了工作量。

(3)   在给出ADT的规约后就开始编写测试用例，优势是什么？你是否能够适应这种测试方式？

遵循了“早出错”原则，可以尽早发现错误并且改正，减小损失。我可以适应这种方式。

(4)   P1设计的ADT在多个应用场景下使用，这种复用带来什么好处？

这种复用可以减少开发成本：当ADT应用在不同场合时仅需要进行微小调整，从而降低开发成本；发现ADT出错时仅需要对ADT本身进行调整而无需对每个具体应用都进行改动，从而降低调试成本。

(5)   P3要求你从0开始设计ADT并使用它们完成一个具体应用，你是否已适应从具体应用场景到ADT的“抽象映射”？相比起P1给出了ADT非常明确的rep和方法、ADT之间的逻辑关系，P3要求你自主设计这些内容，你的感受如何？

除了没在实验指导里发现P3之外感觉都还好。

(6)   为ADT撰写specification, invariants, RI, AF，时刻注意ADT是否有rep exposure，这些工作的意义是什么？你是否愿意在以后编程中坚持这么做？

这些工作的给ADT定义了统一的内部规范，方便今后持续开发，防止忘记ADT最初设计的细节以及相应方法。时刻检查rep暴露可以提高安全性和稳定性。我愿意。

(7)   关于本实验的工作量、难度、deadline。

适中。

(8)   《软件构造》课程进展到目前，你对该课程有何体会和建议？

还是应该多写代码。

 

标签：ADT,Graph,哈工大,3.2,3.1,软件,Implement,实验报告,顶点
来源： https://www.cnblogs.com/BAKA-HIT/p/14978115.html