北航OO单元1总结报告

目录

• 1. 架构设计概览
  • 1.1 任务简介
  • 1.2 设计理念
  • 1.3 设计评价
• 2. 程序结构评估
  • 2.1 UML类图解析
  • 2.2 方法复杂度分析
• 3. Bug调试与测试
  • 3.1 常见Bug类型
  • 3.2 调试策略
• 4. 学习心得

1. 架构设计概览

1.1 任务简介

本次任务的核心目标是开发一个能够解析并简化数学表达式的程序。该表达式由多个层次组成，包括表达式、项、因子等，因子进一步细分为幂因子、数字因子、三角因子、求和因子和自定义函数因子等。简化要求包括去除求和因子和自定义函数，以及展开所有不必要的括号。

1.2 设计理念

为实现上述目标，项目被划分为两大部分：表达式解析和表达式简化。解析部分采用递归下降法，将输入字符串转化为多层次的表达式结构。简化部分则通过一系列步骤实现，包括函数替换、降幂、展开、合并同类项等，每个步骤均由独立的类负责，确保了代码的模块化和可维护性。

1.3 设计评价

该设计方案的优点在于高度的模块化和低耦合性，这不仅有助于定位和修复错误，也使得代码更加简洁易读。然而，设计中仍存在改进空间，如部分方法的重复实现可以通过定义接口来优化，以更好地体现面向对象编程的原则。

2. 程序结构评估

2.1 UML类图解析

通过UML类图，可以直观地理解项目的整体设计思路。类图展示了如何通过递归下降法将输入解析为多层次的表达式结构，以及如何通过五个步骤逐步简化表达式。此外，类图还展示了Equal类的设计，用于比较表达式的不同层次，从而避免了在核心类中重写equals方法可能引入的错误。

2.2 方法复杂度分析

根据方法复杂度的度量结果，尽管整体复杂度处于合理范围，但某些方法的复杂度过高，这主要是由于代码过于面向过程和过度使用分支语句所致。然而，通过将每个处理步骤封装到独立的类中，整体的耦合性和复杂度得到了有效控制。

3. Bug调试与测试

3.1 常见Bug类型

在开发过程中遇到的主要Bug包括递归解析时返回错误对象、处理大整数时的计算错误、括号匹配问题以及输出格式不正确等。这些问题大多发生在代码分支较多或逻辑复杂的区域，表明代码复杂度与Bug出现频率之间存在一定的正相关性。

3.2 调试策略

有效的调试策略包括对每次迭代的新功能进行针对性测试，确保新增功能的正确性；测试边界条件，如大整数和极限值；利用自动化测试工具帮助发现和定位问题，提高测试效率。

4. 学习心得

通过此次项目，深刻体会到良好架构设计的重要性，它不仅提高了代码的可维护性和扩展性，也大大减少了后续开发的难度。同时，尝试运用面向对象的思想，虽然仍有不足，但已显著提升了代码的质量。此外，团队合作在软件开发中的作用不可忽视，与同学们的交流和互助极大地促进了项目的进展和个人技能的提升。