| 這個作業屬于哪個課程 | 2021春軟體工程實踐¦S班 (福州大學) |
|---|---|
| 這個作業要求在哪裡 | 軟工實踐寒假作業（2/2） |
| 這個作業的目标 | 閱讀《建構之法》并提出問題、使用GitHub送出項目、完成WordCount程式并測試 |
| 作業正文 | 正文 |
| 其他參考文獻 | 部落格園、CSDN、簡書、百度百科 |
GitHub連結
項目連結
目錄
- part1：閱讀《建構之法》并提問
- 問題1
- 問題2
- 問題3
- 問題4
- 問題5
- 附加題
- part2：WordCount程式設計
- Github項目位址
- PSP表格
- 解題思路
- 代碼規範制定連結
- 設計與實作過程
- 類
- Lib類中的函數
- 性能改進
- 單元測試
- 測試統計字元數函數
- 測試統計單詞與提取頻率最高的10個單詞函數
- 測試提取頻率最高的10個單詞
- 測試有效行函數
- 覆寫率截圖
- 異常處理說明
- 心路曆程與收獲
在書中61頁，作者用魔方的例子講訴了“精通”二字的含義。
但我們真的有必要精通一門程式設計語言嗎，以下摘自知乎平台的一份回答。
精通一門語言的最直接方法是研究和解析目智語言的編譯原則。想精通太難，而且作為一個大學畢業的學生，執着于精通一門語言其實意義并不是很大。
在我過去三年的學習中，不要說精通，就連掌握一門語言的标準都沒有達到。拿java來說，作為這次部落格作業的程式設計語言，我花了不少時間去重新學習了map，hashmap，treemap三種資料結構對應的方法，以及他們之間的關系。而精通java不僅要了解底層實作，還要有廣闊的技術視野，想必要花很多時間精力去學習。
我認為不必追求精通一門程式設計語言，但要不斷擴充自己的“學習區”，強化基礎知識，打牢基礎。
在書中93頁，作者主張在最外層，即行為和後果層給與他人回報。作者的理由是前兩層回報難以改變，而最外層的行為和後果是可以被改正和彌補的。
此外，作者也提到三明治式的回報是容易被人接受的。
但我認為這種方式有時不足以引起他人的重視。雖然三明治式的回報确實讓人容易接受，但也容易讓别人不以為然，認為他犯的的錯誤隻是小問題，拿過去的一次合作經曆說，有些隊員喜歡“劃水”，隊長不斷地催促他們完成自己的任務，最後上交的成果并不好。如果給與他人的回報，大多都在評論别人三種層次中的行為後果層，他或許隻是這一次改正，但再次出現問題時，他還是會重蹈覆轍，是以我會考慮進一步在行為動機層上告訴他問題所在，這樣會不會取得更好的效果呢？
在看第八章需求分析的時候，我突然萌生了一個問題，這裡的需求與軟體的發展有沖突怎麼辦？
例如手機上有一個誇克浏覽器，過去我因為其簡潔的界面一直把它當作手機浏覽器的首選，但是在以後的更新中，誇克浏覽器不但内置了語音助手，雲存儲，甚至有了它自己的ui。當然，浏覽器多功能化是它的發展趨勢，但與此同時也會與使用者需求相沖突。在視訊網站bilibili上我也多次看到，許多up主吐槽誇克浏覽器“忘記初心”，而且解除安裝了該浏覽器。如果說軟體的發展會影響對該軟體的需求，那我們應該怎樣平衡這種沖突呢？
26頁講述了單元測試的一些标準，好的單元測試在覆寫率，或是一些邊緣，異常情況下，都要有好的表現。正如書中所說，代碼覆寫率100%也不等同于100%正确。
但單元測試可否幫助提高程式的性能呢？還是說單元測試僅僅是用于驗證正确性？
單元測試中有時間工具，可判斷程式運作時間，有時我也會借此來估計程式的運作速度是否達到預期，而且在單元測試中，一些問題可能是由于資料結構不合理引發的，這時可以通過優化資料結構，在提高正确性的同時也提高了程式性能。
在49頁，作者提到了軟體工程師成長的第一點，是積累軟體開發相關的知識，提升技術技能。其中包括一些程式設計語言，裝置驅動程式，核心調試器的掌握以及對某一開發平台的掌握。
但是經過了大學三年，我發現自己好像學的太少了。對裝置驅動程式和開發平台沒有過多的了解，太久沒用的程式設計語言也會忘記一些知識。是以我對于第一階段的學習還遠沒有結束，我也不清楚自己要掌握了哪些具體技術之後，才算完成了初級軟體工程師的第一階段，以及我需要花費大概多少時間來學習這些技能。畢竟大四面臨畢業，怎樣在有限的時間内讓自己在軟體工程的領域内掌握足夠的知識？
藍牙的名字來源于10世紀丹麥國王Harald Blatand——英譯為Harold Bluetooth(因為他十分喜歡吃藍梅,是以牙齒每天都帶着藍色)。在行業協會籌備階段，需要一個極具有表現力的名字來命名這項高新技術。行業組織人員，在經過一夜關于歐洲曆史和未來無限技術發展的讨論後，有些人認為用Blatand國王的名字命名再合适不過了。Blatand國王将現在的挪威，瑞典和丹麥統一起來；他的口齒伶俐,善于交際,就如同這項即将面世的技術，技術将被定義為允許不同工業領域之間的協調工作，保持着個各系統領域之間的良好交流，例如計算，手機和汽車行業之間的工作。名字于是就這麼定下來了。
| PSP2.1 | Personal Software Process Stages | 預估耗時 | 實際耗時 |
|---|---|---|---|
| Planning | 計劃 | 1h | 0.5h |
| • Estimate | • 估計這個任務需要多少時間 | ||
| Development | 開發 | 8h | |
| • Analysis | • 需求分析 (包括學習新技術) | 3h | 2h |
| • Design Spec | • 生成設計文檔 | 15min | |
| • Design Review | • 設計複審 | 30min | |
| • Coding Standard | • 代碼規範 (為目前的開發制定合适的規範) | ||
| • Design | • 具體設計 | ||
| • Coding | • 具體編碼 | 4h | 4.5h |
| • Code Review | • 代碼複審 | ||
| • Test | • 測試（自我測試，修改代碼，送出修改） | 1.5h | |
| Reporting | 報告 | ||
| • Test Repor | • 測試報告 | ||
| • Size Measurement | • 計算工作量 | ||
| • Postmortem & Process Improvement Plan | • 事後總結, 并提出過程改進計劃 | ||
| 合計 | 25h | 26h |
- 輸入方式：指令行
- 輸入内容：兩個文本的路徑（相對路徑或絕對路徑），其中，前一個文本為待讀取文本，後一個文本為待輸出文本
- 輸出内容：待輸出文本中的内容，包括：
- 統計字元數
- 統計單詞數
- 統計有效行數
- 統計最多的10個單詞及其詞頻
首先我先不考慮用指令行的輸入方式，而是手動輸入兩個檔案的路徑。輸入檔案路徑後，下一步要讀取文本并對文本進行分析統計，讀取文本不難，可建立一個用于打開檔案并分析檔案的類，在該類中寫一些靜态的方法（實踐中發現建立靜态方法并不是最優選擇）。下面對4種統計要求進行分析：
- 統計字元數：可在打開檔案讀取内容時順帶執行
- 統計單詞數：使用正規表達式比對（實踐中發現效率不高。已舍棄）
- 統計有效行數：使用正規表達式比對（實踐中發現效率不高。已舍棄）
- 統計最多的10個單詞及其詞頻：利用統計單詞數時的資料進行排序
最後将統計結果按照規定格式寫進輸出文本即可。
代碼規範
-
Wordcount
用于擷取指令行的文本路徑，主函數的運作以及調用Lib類。
-
Lib
用于讀寫文本并對文本内容進行分析統計。
- readFileByChars() —— 打開檔案并統計字元數，單詞數，有效行數，并儲存單詞及其頻率
利用FileReader逐個讀入字元并統計字元數
fr = new FileReader(inputFilePath);
int ch;
while ((ch = fr.read()) != -1) {
charsNumber++;
由于單詞至少有4個字母開頭，且之後可跟數字，是以可了解為單詞的開頭是4個字母，單詞是由于非字母數字結束的（單詞不會因為數字而結束，因為小于4個字母開頭構不成單詞），基于此設計算法。
單詞的判斷算法：
- 設定一個暫存字元串，規定暫存字元串隻有三種類型：為空，由1~3個字母組成，為一個單詞。（判斷暫存字元串是否為單詞的方法：長度是否大于三）
- 不斷讀入字元，判斷該字元的類型。
- 字元類型為字母，加入暫存字元串。
- 字元類型為非字母非數字，清空暫存字元串，判斷暫存字元串是否為單詞，若是則記錄。
- 字元類型為數字，判斷暫存字元串是否為單詞，若不是則清空暫存字元串，若是則加入暫存字元串。
- 讀入字元結束，判斷暫存字元串是否為單詞，若是則記錄。
添加單詞進hashmap（需判斷其是否存在）
if (tempWord.length() > 3) {
//若沒有則添加，若有則加一
word = tempWord.toString().toLowerCase();
wordsCount.merge(word, 1, Integer::sum);
由于換行一定有一個Enter鍵，隻需判斷在兩個Enter鍵之間是否出現過非空字元，基于此設計算法。
有效行的判斷算法：
- 設定一個布爾數a為假，代表該行沒有非空字元。
- 若字元不為回車，也不為空白字元，且該行沒有非空字元，則将a置為真。
- 若字元為回車，判斷該行有無非空字元，若有則有效行加一，不管結果如何a都置為假。
- 讀入字元結束，判斷該行有無非空字元，若有則有效行加一。
if (ch == 10) {
if (isValued) {
lineNumber++;
}
isValued = false;
} else {
if (!isValued && !isBlankCharFuc(ch)) {
isValued = true;
}
}
-
countWords() —— 對單詞按照頻率進行排序
利用stream可以同時實作：
- 按頻率排序
- 再按key值大小排序
- 截取前十個元素
wordsCount = getWordsCount()
.entrySet()
.stream()
.sorted(Map.Entry
.<String, Integer>comparingByValue()
.reversed()
.thenComparing(Map.Entry.comparingByKey()))
.limit(10)
.collect(Collectors
.toMap(Map.Entry::getKey
, Map.Entry::getValue
, (e1, e2) -> e2
, LinkedHashMap::new));
-
writeFile() —— 寫入檔案
周遊hashmap
for (Map.Entry<String, Integer> entry : wordsCount.entrySet()) {
outputString.append(entry.getKey())
.append(": ")
.append(entry.getValue())
.append('\n');
}
利用BufferedOutputStream寫入檔案
fos = new FileOutputStream(outputFilePath);
bos = new BufferedOutputStream(fos);
//設定編碼為utf-8
byte[] bytes = outputString.toString().getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
bos.write(bytes, 0, bytes.length);
- getCharsNumber() —— 擷取字元數
- getWordNumber() —— 擷取單詞數
- getLineNumber() —— 擷取有效行數
- 一開始我想用靜态方法實作這些函數，但是每個方法都要傳遞參數，有的甚至要四五個參數，例如寫檔案時要給函數檔案路徑，單詞數，有效行數等等，而且靜态函數有時需要傳回多個值，綜上考慮後舍棄靜态方法，而是在類中添加了若幹成員變量。
- 将打開讀取檔案與統計字元，統計單詞，統計有效行一起執行，做到隻讀取一次檔案内容。之前我是把檔案内容存進String中，後來想到，萬一這個String很大很大，在統計單詞與有效行的時候需要一遍又一遍地周遊，十分花時間，幹脆隻讀取一次。
- 舍棄正則比對有效行數與單詞數。利用算法可以在讀取字元時順帶統計。
- hashmap排序的stream用法。
由于不考慮中文，僅用0~127号ascii碼測試，結果為128，符合預期
StringBuilder text= new StringBuilder();
for(int i=0; i<128; i++) {
text.append((char) i);
}
測試統計單詞：設計了一個字元串，其中包含5個合法單詞，并讓字元串重複添加五遍，總單詞數為25，符合預期
StringBuilder text= new StringBuilder();
String words="123a;a15;A81qqs;axSx1651;1888asadw;QDWQ156;1535;awwwwc;ACWa;acwa\n";
for(int i =0; i < 5; i++) {
text.append(words);
}
測試了單詞全小寫，相同頻率單詞的排序，結果符合預期
String[] answerKey={"acwa", "awwwwc", "axsx1651", "qdwq156"};
Integer[] answerValue = {10, 5, 5, 5};
int i=0;
for (Map.Entry<String, Integer> entry : testLib.wordsCount.entrySet()){
Assert.assertEquals(entry.getKey(), answerKey[i]);
Assert.assertEquals(entry.getValue(), answerValue[i]);
i++;
}
測試包括多行空行，單行空行，單行中僅包含空白字元，結果為4，符合預期
String text="\ncs\n61561\n\n\n156\n\t\n615\n\n";
提高覆寫率方法：可通過對各個函數都進行測試，有分支的情況如if需要将每種情況測試一遍。
包含兩個部分：指令行傳遞參數不為2，檔案讀寫錯誤
- 若參數不為2則退出程式：
if (args.length != 2) {
System.out.print("該程式隻接受兩個參數，待讀取檔案與待寫入檔案,程式關閉。。。");
System.exit(0);
}
- 待讀寫檔案不存在則顯示錯誤資訊
catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
System.exit(0);
}
- 這次作業相較于上次作業來說，工作量明顯增加了，作業的要求寫得十分詳細，但即便如此我做起來仍然有些費勁，感覺把java重新學了一遍。
- 之前我沒有這麼系統的用github送出一個項目，這次作業加深了我對項目管理的認識。
- 重新讀了一遍《建構之法》，對軟體工程的了解更加深刻了，但還沒有用于實踐，希望能夠盡快學以緻用。
- 我之前用的ide是eclipse，現在換成了idea，對很多功能不是很了解，例如JUnit4的使用，通過這次作業讓我學習很多。