- JML初步
- JML引导
- JML使用
- JML工具链
- Openjml与Solver
- JMLUnitNg
- 作业架构分析
- 第一次作业
- 第二次作业
- 第三次作业
- 作业BUG分析
- 第一次作业
- 第二次作业
- 第三次作业
- 心得体会
JML初步
JML引导
JML是一种形式化的、面向JAVA的行为接口规格语言。简而言之，即是一份老板给下属员工的任务表，告诉你什么情况应该得到什么的结果，你能使用什么工具，不能使用什么工具。而显然的是，我们就是这样的员工，读懂了老板分配的任务，就开始干活。至于怎么干，老板并不关心，关心的只是能否在固定时间内得到符合预期的结果。
由此可见，JML在应对工程任务时，有着极大的遍历。一是便于规格的统一；二是便于测试的展开，根据JML对得到程序进行格式化验证，甚至能够达到100%的准确率。
JML使用
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JML使用的是Javadoc的注释方式。形式常为：//@ …… 或*/* …… / 。
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方法规格：
- \requires P：前置条件。要求调用者保证P为真，方法规格中可以含有多个require语句。
- \ensures P：后置条件。要求方法执行完成之后，P为真。
- \assignable ：副作用。方法执行时，会改变某些对象的属性，这些对象需在副作用中明确。
- \signals：异常。当满足条件时，方法抛出异常。
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类型规格：
- invariant：不变式。要求在所有可见状态下都必须满足的表达式。
- constraint：状态变化约束。对于变量改变做出的限制。
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常见表达式：
- \result：对于方法执行所得到的返回值做出一定限制。
- \old(expr)：表示expr在该方法执行前所指向的对象。
- \forall：表示全称量词。
- \exists：表示存在量词。
- \sum：表示求和。
（
想起被离散支配的日子
JML工具链
* Openjml：通过与SMT Solver等共同使用，实现对JML规格的检测。
* JML UnitNG：自动生成测试检测代码正确性。
Openjml与Solver
写博客的这几天，基本上都在捣鼓这玩意，报的错也是各种都有，乱七八糟，心态爆炸。其中最容易碰到的就是找不到Person类。
经过多天尝试，还是没有进展的情况下，我打算采取了暴力方法。直接将Person类塞进Group文件里（拒绝checkstyle），结果真成了。
经过信息验证，我们会发现是不支持三目运算符的。经过修改之后，即可成功跑通（采用normal_behavior）。
JMLUnitNg
由于对Group的测试出现了一些状况之外的报错，例如编译器版本不对，环境异常等等，实在找不到解决办法，遂放弃。
作业架构分析
第一次作业
第一次的架构比较简单，一步步按着JML写即可。容器采用的均为ArrayList。
其中，isCircle是较为困难的地方。本次作业笔者采用的是BFS做法，通过标记点和队列实现方法。
由图可见，第一次作业的复杂度并不高。
第二次作业
第二次作业在第一次作业的基础上引入了新类Group。
考虑到第二次作业的数据量级是以万为单位，我更改了第一次作业中的数据存储结构，对于所有存储数据替换为ArrayList和HashMap的双存储结构；前者用来遍历，后者用来查找。典型的空间换时间做法。
其中，复杂度较高的是针对Group的几个函数：relationSum、valueSum、ageVar……显然，在这么高的数据强度下，双循环的复杂度会爆炸，所以采取了缓存的方式进行优化：即将复杂度转移到了addRelation和addToGroup方法之上，有效地减少了运行时间。
MyGroup类的复杂度。
MyNetwork类的复杂度
由复杂度可见，方法的复杂度主要堆积在了上述所提及的方法之上。
第三次作业
第三次作业在第二次作业的基础上并未引入新的类，而是增加了group以及network中的方法。
笔者继续延用了第二次作业的双存储结构。以及改变了isCircle的判别方法，引入了并查集的属性进行连通性的判断。新引入方法的处理也有着不小的难度。
queryMinPath，即求两点的最短路径，不话没说，直接上迪杰斯特拉（结果可想而知）。
queryStrongLinked，采取的是判断两点之间是否存在两条完全不重复的路径方法（结果可想而知）。
queryBlockSum，即判断连通块的数量，并打算用并查集辅助完全，但是考虑到时间性能，引入缓存机制。即每当调用addPerson方法时，使得数量加一；当调用addRelation方法时，根据情况减去一。
MyGroup类的复杂度
MyNetwork类的复杂度
由上图可知，qsl以及qmp的复杂度太恐怖了，并且由于过度使用缓存机制，导致addRelation方法的复杂度也是极高的。
作业BUG分析
第一次作业
第一次作业的情况极其惨烈。当时刚看到作业的时候兴奋不已，单纯地以为照着JML写写就没什么大事，却在细节的处理上被搞得心态爆炸。isCircle方法中，id1与id2相等的情况并未处理完全，导致强测爆炸。
修复：直接采取特判返回。
第二次作业
第二次作业由于课下进行了大量的对拍，Junit验证，并未发现bug。
第三次作业
第三次作业由于queryMinPath方法采用了最朴素的迪杰斯特拉算法，导致ctle。
修复：采用了堆优化的迪杰斯特拉算法。
心得体会
由于本单元的作业大部分都是根据JML写代码，只有在实验课上按葫芦画瓢地写了一点点JML，对JML撰写的理解并不是很深入。
对于JML的练习，我觉得是一个很不错的选择，或者说更像是一种职场化的提前预习？给我的感觉就是更加工程化，每个人各司其职，写规格的就写规格，写代码的就写代码，不仅使得项目管理更加方便，也避免了不少各自的冲突。但是，通过对JML工具链的使用，感觉JML的”生态环境“确实一言难尽。。。