BUAA-OO-JML

JML 概念与 toolchain

JML 是一种为 Java 程序设计的、遵循 design by contract 范式的、基于 Hoare Logic 构建的 behaviour interface specification language。它通过使用 Hoare style precondition、postcondition and invariants 为程序员提供了一套规范而清晰地描述 Java 模块的方法,并提供了可形式化验证的可能。

与 JML 相配套的,是各种的 verification tools 和单元测试生成工具,包括但不限于:OpenJML,Krakatoa,ESC,KeY,JMLUnit(停止维护,支持至JAVA1.4),JMLUnitNG。

作业架构设计分析

第一次作业

类图如下:

其中 Utils 类是提供各种常用静态方法的类,譬如 getKeyByValue ,getEntryByValue 等方法。下同。

可以看出来,基本和课程组提供的接口是一致的,没有做扩展。

第二次作业

类图如下:

可以看出来,基本和课程组提供的接口是一致的,没有做扩展。

第三次作业

类图如下:

为了支持新需求,加入了 DijkstraSovler 类和 Tuple 类,前者用于统一最短路求解框架,后者为前者求解提供中间辅助。

但是,比较好的架构应是增加一个 Node 类,用以记录某个 Node 的 ID 和所属 PathID,在 Dijkstra 算法执行中,这两者都是关键且是一起出现的要素。

心得体会

关于 JML 的撰写,由于是基于 Hoare Logic,可以分为以下三部分来进行考虑:

  • precondition: 函数进入前需要满足的条件。
  • postcondition: 函数退出后需要满足的条件。
  • assertion: 函数途中需要满足的条件。

对于一份普通的 Java 代码,automatic verification tools 是无法通过简单地分析其 flow 来获知里面各个 components 的功能以及之间的关系。为了能够使得测试自动化、全面化、逻辑化,引入 JML 来描述 components 的功能是有必要的。

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