一、前三次作業內容分析總結 前言 前三次作業，我提交了三次，但是有效作業只有兩次，最後一次作業沒能實現多項式求導的基本功能因此無疾而終，反思留給後文再續，首先我介紹一下這三次作業，三次作業圍繞著多項式求導展開，輸出目的都是一致的，即對輸入的多項式進行求導，將求導結果列印到顯示屏，作業難度遞增，每一次 ...
一、前三次作業內容分析總結
前言
前三次作業，我提交了三次，但是有效作業只有兩次，最後一次作業沒能實現多項式求導的基本功能因此無疾而終，反思留給後文再續，首先我介紹一下這三次作業，三次作業圍繞著多項式求導展開，輸出目的都是一致的，即對輸入的多項式進行求導，將求導結果列印到顯示屏，作業難度遞增，每一次對多項式的要求都更加寬鬆，相應而言，求導的難度也就加大，從簡單而固定的多項式到複雜而靈活的多項式，處理的難度隨之加大，從正則表達式解決一切到繼承介面多態的引入，java代碼也越來越複雜，那麼就讓我們來分別剖析一下這三次作業。
1、第一次作業
作業要求簡述：多項式求導，多項式由多個項之間用加減運算符連接而成，項由有符號整數和冪函數的乘積構成，支持1*x和x^1的省略形式，支持+1*x的省略形式，需要註意的是多項式前面可以有一個符號，而有符號整數之間不可以出現空格，其餘地方都可以出現空格，以上就是這次作業要求的提煉；
作業解題思路：本次我的作業架構：
實現簡述：
主類為DerivationPolynomial，提供函數入口，然後調用Polynomial進行合法性檢查，在本次作業中我使用了大正則匹配法，（這也註定了本次作業要被刀爆），在多項式類中，首先遍歷字元串，檢查是否存在不合法的字元，然後對空格不合法的情況進行了羅列，最後進行大正則匹配，在檢查合法後，將字元串所有的空格去除，並且將多符號合併
Polynomial類檢查合法性後實例化Derivation進行求導，利用正則表達式的捕獲組將字元串的每一項單獨提取出來，存入數組中，然後創建Term類，Term類中提取了每一項的繫數指數和符號，並且創建了求導方法，將求導結果返回，然後實例化MergeLikeTerm類進行多項式合併，合併的演算法非常簡單，就是判斷是否有指數相同的項，有則合併，並將其中一項標記為不合法，重寫toString類，將標記為合法的項輸出
測試時存在的問題：
1、自己的bug：主要有兩處，一是在空格的合法性檢查的時候沒有羅列完全，少考慮了在指數上有符號整數間存在空格的情況；二是演算法本身的問題，大正則表達式爆棧，雖然在本地測試中並沒有出現爆棧的情況，但是評測機還是認定了我的爆棧，只能說大正則的做法本身就是一個巨大的bug；
2、第一次刀別人的bug：刀人首秀的戰績並不理想，在刀人實驗中發現了自己的bug，同組的小伙伴也有中招的，用自己的bug拿到了第一滴血可謂是有點心痛，還發現的bug就是空格輸入出現RE的狀況，至於刀人的方法，採用先盲刀（瘋狂構造樣例）+逐個偵破（看被人的代碼），但是可能是由於第一次作業比較簡單，並沒有發現過多的bug
3、暴露的問題：大正則回溯導致爆棧、整體架構不清晰，類之間的依賴關係明顯
本次作業的UML圖和類的複雜度分析
2、第二次作業
作業要求簡述：在第一次作業的基礎上增加了三角函數sin(x)和cos(x)，要求是三角函數保留字內不可以有空格，而且三角函數的參數里只能是x，不能是其他函數，除此之外，因數之間組合形式更加複雜，項可以是多個因數的乘積，而且第一個因數如果是1*的形式可以簡寫為+，-1*可以簡寫為-，其他要求和第一次相同
作業解題思路：
實現思路簡述：三個類分別表示多項式、項、因數，項和因數創建Arraylist來儲存，每一項都可以固定為常數*冪函數*sin(x)*cos(x)的形式，這樣進行求導
測試時發現的問題：
自身的bug：在互測和強測階段發現了兩個bug，一是在指數上存在多符號的情況時沒有WF，這是在預檢查階段沒有羅列所有的情況，考慮欠妥，這和第一次作業的bug非常類似，也顯示了我思維上的短板；二是在化簡的時候出現了錯誤，這也是很多人的共性錯誤，在化簡的時候直接檢測輸出的字元串中是否有1*和^1，有則直接替換為空串“”，這樣^10和11*的情況就會出錯，也是情況考慮不周全，沒能兼顧所有情形
刀別人的bug時主要使用構造樣例，由於本次作業我在設計階段就考慮了很多比較刁鑽的樣例，因此在互測的時候直接使用這些樣例就能夠發現很多bug了，因此我也希望以後的作業設計階段就能夠儘量多地考慮到一些比較極端的樣例，一方面可以在改善自身的代碼防止踩坑，另一方面在互測階段也可以直接使用，非常方便
暴露的問題：考慮不周到，很多並不是非常極端的樣例沒有考慮到，化簡的演算法沒有好好想，bug較多
本次作業的UML圖和參數分析：
3、第三次作業
作業要求簡述： 與前兩次作業相比，第三次作業在多項式求導上進一步加大難度，增加了三角函數里的嵌套，並且增加了表達式因數，因數不再是簡單的常數，三角函數或者冪函數，而括弧括起來的表達式同樣可以作為因數出現在某一項中，三角函數內的參數不再是x，而可以是任何表達式
本次作業我沒有能夠完成，沒能在規定時間內實現基本功能，但是大體的框架是沒有問題的，下麵介紹一下我的框架：
遇到的困難：在其他部分沒有問題，卡在了嵌套的問題上，使用遞歸下降法，但是由於類與類之間層次不清晰，分工不夠明確，對象的功能不單一，總會出現各種各樣的bug，最終沒能在ddl前被撈起來，十分遺憾
二、反思與總結
第一單元的作業對於Java初學者來說確實是很好的練習，對於程式的魯棒性和麵向對象的結構都完成了從無到有的轉變，經過三次作業也發現了自身知識儲備上的不足，在程式的魯棒性方面，如何正確高效地使用try catch來捕獲異常；對於繼承和介面的應用還不夠熟練，每一個對象功能的單一性不能實現，很多類的有相互依賴關係的，這也直接導致了我第三次作業的失敗，可以說雖然積累了一些經驗，但是還是有很多知識等著我去學習和理解，加以實踐。我的程式架構基本上都是比較主流的，與很多同學的比較類似，也可以說是實現起來相對容易的架構，在表達式的化簡上，我沒有下太多功夫，這也是強測階段沒能進入A房的主要原因，對於第三次作業的失利，我認為主要原因是懶惰，沒有提早寫，花費的時間不夠，還有就是架構的不清晰，希望在以後的作業中能夠做好時間分配，完成所有的作業。
