前言：

这是一篇面向对象作业总结，作业内容是对多项式进行求导，一共有三个阶段，具体要求不详述，第一阶段只要求’+’连接coeff*x^pow的形式，第二次支持*连接的幂函数及三角函数，第三次则需要支持括号表达式的嵌套。本想不用编译原理所述表达式树，最后发现做成一团乱麻。

第一次作业

类图如下：

说明：第一次作业比较简易，主要是对新版eclipse和checkstyle的安装和熟悉。词法分析器为Token，可以考虑将其单例化，因为只有一个词法分析器。用Poly存储多项式的系数和幂次，在PolyDif里有着主入口，根据加号拆项，以HashMap<>存入<幂次，系数>，按求导法则进行求导，最终遍历Map以输出结果。

代码度量结果如下：

Bug：不能直接去除所有空格，因为+ 10不算数字。

0不输出，由于大整数0输出时前面没有+，导致我强测三处没过，改正方法就是判断系数是否为0，是则跳过。

还有其他，总的来说，bug存在于词法分析程序以及输出程序，因为其分支比较多。

第一次作业略述如上。

第二次作业

类图如下：

三个Minizer可以不用看，因为不支持括号表达式，所以提取公因式无效

第二次作业也没有什么优化，仅仅是系数合并。构造了一个CompTerm的类，表面一个项由系数、幂次、sin幂次、cos幂次所唯一决定，这种断言有局限性，不宜扩展，但是可以有效合并系数。

Bug: 由于多处抛出异常，所以导致最后异常没有处理，就是没有输出wrong format，但是打印函数堆栈。最终把所有异常都交给了主入口main。

度量结果如下：

这里有一个静态属性，但是不是词法分析程序，他是scanner。而词法分析器被分给了diff主控程序，就是语法分析器，这样造成的问题在第三次作业中有所体现。总之，这个类关系勉强可以应对现有需求。

第三次作业

第三次作业的类构造是有问题的，类图如下：

这个类关系图甚至比上一次还要少了，其中Diff本来是对表达式进行语法分析的一个类，它内嵌了一个词法分析器，还有两个字符串，一个是输入的表达式，一个是求导后的表达式。而对因子和项进行分析的函数调用了专门负责求导的函数。作为结果，对项和因子进行分析的两个函数getTerm和getFactor，都是用两个字符串作为返回值的，一个意味着分析到了什么样的串，一个是求导后的结果。然而我直接用Diff类本身作为其中方法getTerm和getFactor的返回值，让Diff类的功能比较模糊。Sin和cos又继承了Diff类，意味着创造它们的实例就可以得到Sin(…)和其求导结果。然而这样做使得词法分析器进行了复制和分裂，就不再是全局的词法分析器了，这样一方面占用额外内存，还会导致各个词法分析器处理到的位置是不同步的，这里有很多bug，而这样仅仅是让Sin可以独立分析其自身表达式。最后在优化时，由于Diff功能太过耦合，所以Optm不能再继承Diff，而是另外完成了一个语法分析器，代码多有类似。

问题的本质就是不想用全局变量，可以说所有类的实例都是临时开的，然后通过字符串进行互相传递，没有抽象出表达式树。可以开两个静态变量，就是词法分析器和表达式树的根节点，而不是完全依赖与语言递归的特性进行字符串处理。

度量结果如下：

可以看出，代码规模并不比第二次大多少，这是因为删了第二次中的许多额外功能。

圈复杂度还是过高，3.171，就是分支数太多，这不oo，按照树的方式重构，然后节点实现统一的接口，也许可以降圈复杂度。方法数有72个，这是因为里面大量的都是get和set方法，不能有protected就只能这样进行同步。静态方法还可以再减少，因为那3个方法只是给main用的。Static方法不是不能用，单例模式就要用，但是也不能专门造一个类把所有的方法都设置成static的了，这是底线。想尽量减少static，就发现所有容器都是函数里的临时变量。Static还是要适中。

Bug: 由于用的是字符串进行传递，所以老是会出现括号存去问题。对于(++sin(x))这样的，去括号后是++sin(x)，逐层求导后发现是++cos(x)，返回时又要去括号，则会出现…*++cos(x)这样的错误串。解决方案是写了个while去掉前导符号。

还有一些bug诸如词法分析器同步时尾部空格数不一样导致偏移值不同，这种bug太细节了，就不多赘述了。

这些bu*生的规律都是由于字符串没有抽象成语法树所造成的。

设计模式

可以考虑工厂模式，因为每次创造Diff或Sin或Cos或Poly或Optm的时候，都只是为其词法分析器赋值，没有牵涉到求导的情况。又不好把求导直接写进构造器，所以可以用工厂方法，制造一个工厂，产生实例的同时执行其特征操作。工厂应当使用静态方法。

总结

还是不能直接把字符串作为内部表示。内部数据的管理应当抽象出来。