第一次：

一．表达式处理

题目要求表达式合法，而不合法的表达式显然是不能进行后续操作的，因此第一步要做的就是把不合法的表达式排除在外。

我的想法是这样的：

1. 把所有包含正确表达式不该有的字符的输入屏蔽掉

2. 把所有包含非法数字的表达式屏蔽掉

3. 把所有含有类似“+++”、“+-+”、“^++”等的表达式屏蔽掉，为下一步的拆分做铺垫

4. 当表达式差分成一个个项的时候，只要有一个项出现异常，整个串即为不合法

其中可能会出现一些细节问题，例如：

1. 判断非法字符的方法：我采用了最土的方法，把合法字符全部删除，如果还存在字符则显然非法。

2. 不合法数字的正则表达式：“(.*)[-\+\^][-\+]( )+(\d)(.*)”和“(.*)(\d)( )+(\d)(.*)”。

3. 处理分隔符时的方法：因为我采取的分割口是“+”，所以每两个项之间必须有一个加号，还要保证x^\d中不能出现加号，因此要将将x^\d中可能出现的加号删除，将++换成+，—换成+，-+和–换成+-，这样就可以保证所有拆分出来的项都是合法的。当然如果表达式开头出现加号则在开头加上“0”，结尾出现加号则屏蔽掉。

二．项的处理

将切分好的项进行标准化，化成“(.*)*x^(.*)”的形式，以便使用*x^进行切割，将两边的数字进行处理，为防止数据溢出采用biginteger，一旦出现异常，则表达式显然不合法。将处理好的键值对存入hashmap中，通过幂次相等来合并同类项。

求导，更新hashmap中的数值等待输出。

三．输出处理

将每个键值对标准化成“\d*x^\d\+”的形式，添加到同一个空字符串上，将系数或指数为0或1的项进行化简，最后删除最末尾的+即可输出。

第二次：

一．表达式处理

和第一次基本相同，又略有差异。首先将不合法表达式粗略的排除在外。

具体操作如下：

1.排除空串（将所有‘ ’转化成‘ ’）

2.将所有包含非合法字符（串）的表达式排除（合法字符包括^*+- 以及数字、（x）、sin、cos）

3.将所有含有类似“++++”、“+-+-”、“^++”、“*++”等的表达式屏蔽掉，为拆分做铺垫

4.数字非法的正则表达式前多加入正负号，其他均与第一次相同

5.拆分好的项被称为乘法项，作为下一步处理的输入

二．乘法项的处理

将切分好的项再以*号分割，并将同类项合并，利用通式求导化简存入哈希表，x的幂次作为key，新建triangle类用与化简三角函数，最后输出。其他均与第一次相同。

三．化简处理

显然输出结果中会出现sinx^2+cosx^2等情况，我在作业中做了如下处理。

1. 合并同类项（以x为key）

2. 当出现asinx^(m+2)cosx^(n)+bsinx^(n)cosx^(n+2),ab>0时，可以进行化简提取通式将sin2+cos2化简成1，并降低幂次和系数

3. 当出现类似asinx^(m)cosx^(n)-asinx^(m)cosx^(n+2)时，可以将两项划为一项

4. 当出现1-sinx^2时合并成一项。最后按照第一次输出。

第三次：

一．表达式处理

1.判断是否有输入，如果有，则扫描一行字符，判断是否存在非法字符。

2.判断是否存在不合法数字，即：9  9；+++  9；^+  9；*+  9等（同时避免了++++；^++；*++等的出现。

3.判断是否存在不合法加减号，并替换成+，+-两种状态。

4.为满足以加号分割的需求，将所有非连接表达式的+号替换成&。

5.将切分好的各项存入term中

二．项的处理

1.将每个项用*号分割，并存入factor，同时判断拆分出来的表达式的类型，使用term递归。

2.在处理过程中，严格把控每一种情况，一旦出现非法表达式或项，立刻抛出异常。

三．Term类

1.将Term分为三类，

(1).x类：经过求导之后，直接输出导函数

(2).sin类：经过求导之后，输出原函数减一次幂乘上脱掉外层括号后的导函数

(3).cos类：经过求导之后，输出原函数减一次幂乘上脱掉外层括号后的导函数

2.脱括号：当整个表达式不包含在括号外的*和+时，可以脱掉一层括号，当不能再脱括号时转化成一个Factor类

3.求完导数后的结果套上一层括号，保存为一个字符串

4.将Term类数组中的所有导数相加即得到结果

四．Factor类

1.将Factor类用*号切割，把每一个切开的项用链式求导法则求导。

2.求完导数后的结果套上一层括号，保存为一个字符串

五．输出处理

本次输出我完全没有处理，还是求稳好一点吧。

 关于互测：

三次作业我并没有采用对拍等方式进行互测找bug，而是通过查看正则表达式的方法，寻求bug突破点，同时也发现了许多值得注意的地方：

1.多数同学采用的是Pattern和Matcher类来处理正则，而我直接用(.*)和matches方法来处理。

2.部分同学使用超长正则一次性匹配，在bug检查时简直无懈可击，但是可能会出现TLE等不可预知的情况

 我的bug：

第一次出现在正则表达式中的+号和*号失误，导致空格的判断出现问题

第二次出现在化简时符号省略出错，导致输出变得诡异

第三次出现在参数带入错误，导致删括号的函数直接删掉了所有外围括号，将许多例如（1）+（1）等的测试点处理成了1）+（1，而后直接判错

可能我的代码并不是真正的面向对象，（不过相信会慢慢好起来的）。