JML起步--使用JML 改進(jìn)你的Java程序(2)

2019-11-18 14:02:49

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供稿：網(wǎng)友

　　來自:http://www-106.ibm.com/ 作者:Joe Verzulli

量詞（Quantification）（譯者注：這里量詞的意思與邏輯學(xué)上的量詞意思相近，而不是普通意義上理解的量詞。）

在上面pop()方法的行為規(guī)范中，我們說它的返回值要等于peek()方法的返回值，不過我們并沒有看到關(guān)于peek()方法的規(guī)范。PRiorityQueue中peek()方法的行為規(guī)范請看下面的代碼：

代碼段3 PriorityQueue 中peek()方法的行為規(guī)范

/*@

@ public normal_behavior

@ requires ! isEmpty();

@ ensures elementsInQueue.has(esult);

@*/

/*@ pure @*/ Object peek() throws NoSUChElementException;

JML標(biāo)記要求只有當(dāng)隊列中至少含有一個元素的時候，才能調(diào)用peek()方法，同時他還要求方法的返回值必須在elementsInQueue之內(nèi)，也就是說，這個返回值一定是這個隊列中的一個元素。

注釋/*@ pure @*/ 表明peek()方法是一個純方法（pure method），純方法是指沒有副作用的方法。JML中只答應(yīng)使用純方法進(jìn)行斷言確認(rèn)，所以我們把peek()聲明為純方法，這樣我們就可以在pop()方法的后置條件中使用peek()方法。大家肯定想知道，為什么JML只答應(yīng)使用純方法進(jìn)行斷言確認(rèn)？問題是這樣的，假如JML答應(yīng)使用非純方法進(jìn)行斷言確認(rèn)的話，我們稍不注重就會寫出有副作用的行為規(guī)范。比如說可能會有這么一種情況，開啟了斷言確認(rèn)以后，我們的代碼正確無誤，可是假如禁止了斷言確認(rèn)后，我們的代碼卻不能運行了，或運行出錯了。這樣當(dāng)然不行！后面，我們還會進(jìn)一步討論副作用的問題。

關(guān)于繼續(xù)

JML行為規(guī)范可以被子類（含子接口）或者是實現(xiàn)接口的類所繼續(xù)，這一點與J2SE1.4中斷言有所不同。JML要害字 also表示當(dāng)前定義的行為規(guī)范與祖先類或被實現(xiàn)的接口中所定義的行為規(guī)范一起作用。因而，在 PriorityQueue接口定義的 peek()方法的行為規(guī)范同樣適用于 BinaryHeap類中的 peek()方法。這個就意味著，雖然在 BinaryHeap.peek()的行為規(guī)范中沒有明確定義， BinaryHeap.peek()的返回值也必須在 elementsInQueue當(dāng)中。

大頂堆和小頂堆（譯者注：大頂堆和小頂堆是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)里面的概念，分別表示堆排序方法的不同實現(xiàn)方式。堆排序是一種通過調(diào)整二叉樹進(jìn)行排序的方法。）

上面我們給peek()定義的行為規(guī)范明顯缺少了一塊，那就是我們根本沒有要求它返回的那個元素具有最大的優(yōu)先級。顯然，JCCC的PriorityQueue接口既可以用于大頂堆，也可以用于小頂堆。大頂堆和小頂堆的表現(xiàn)是有些差別的，在小頂堆中優(yōu)先級最高的元素值最小，而大頂堆中優(yōu)先級最高的元素值最大。因為PriorityQueue并不知道自己被用來進(jìn)行大頂堆排序還是小頂堆排序，所以指定返回哪個元素的規(guī)范必須在實現(xiàn)PriorityQueue接口的類中進(jìn)行定義。

在JCCC 中，類 BinaryHeap實現(xiàn)了PriorityQueue接口。BinaryHeap答應(yīng)使用它的客戶代碼在構(gòu)造函數(shù)中通過一個參數(shù)來指定排序方案，也就是通過參數(shù)來指定是通過大頂堆方式排序還是通過小頂堆方式排序。我們使用一個boolean模型變量isMinimumHeap來判定BinaryHeap的排序方式是大頂堆還是小頂堆。下面的例子是BinaryHeap使用isMinimumHeap給peek()方法定義的行為規(guī)范：

代碼段4 BinaryHeap 類中peek()方法的行為規(guī)范

/*@

@ also

@ public normal_behavior

@ requires ! isEmpty();

@ ensures

@ (isMinimumHeap ==>

@ (forall Object obj;

@ elementsInQueue.has(obj);

@ compareObjects(esult, obj)

@ <= 0)) &&

@ ((! isMinimumHeap) ==>

@ (forall Object obj;

@ elementsInQueue.has(obj);

@ compareObjects(esult, obj)

@ >= 0));

@*/

public Object peek() throws NoSuchElementException

使用量詞

上面代碼段4中的后置條件包含兩個部分，分別用于大頂堆和小頂堆的情況?！?=>”符號的意思是包含（譯者注：這個包含與邏輯學(xué)中包含的意思一致）。x ==> y 當(dāng)且僅當(dāng)y為真或x為假時取真值。對于小頂堆排序來說，適用下面所列的代碼：

(forall Object obj;

elementsInQueue.has(obj);

compareObjects(

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