個人項目作業
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 這個作業屬于那個課程 | 班級部落格 |
| 這個作業的要求在哪裡 | 作業要求 |
| 我在這個課程的目标是 | 學習軟體工程相關知識，鍛煉軟體開發能力。 |
| 這個作業在哪個具體方面幫我實作目标 | 完成個人項目，體會單元測試和PSP流程 |
| 作業正文 |
1.About（1'）
- 教學班級：005
- 項目位址：https://github.com/Pandapan-Buaa/IntersectProject
2.在開始實作程式之前，在下述 PSP 表格記錄下你估計将在程式的各個子產品的開發上耗費的時間。（0.5' + 0.5'）
| PSP2.1 | Personal Software Process Stages | 預估耗時（分鐘） | 實際耗時（分鐘） |
|---|---|---|---|
| Planning | 計劃 | ||
| ·Estimate | 估計這個任務需要多少時間 | 60（7.2%） | 40（閱讀具體要求，完成了部落格架構） |
| Development | 開發 | ||
| ·Analysis | 需求分析 (包括學習新技術) | 120（14.5%） | 90（c++複習，相關插件資料閱讀） |
| ·Design Spec | 生成設計文檔 | 30 | |
| ·Design Review | 設計複審 (和同僚稽核設計文檔) | 10（1.2%） | 10 |
| ·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 | 180（21.6%） | 90 |
| ·Code Review | 代碼複審 | 60 | |
| ·Test | 測試（自我測試，修改代碼，送出修改） | ||
| Reporting | 報告 | ||
| ·Test Report | 測試報告 | ||
| ·Size Measurement | 計算工作量 | 30（3.6%） | 20 |
| ·Postmortem & Process Improvement Plan | 事後總結, 并提出過程改進計劃 | ||
| 合計 | 830 | 530 |
由于對C++的諸多特性沒有很好的掌握，預估時對每個部分的時間估計都過于寬松。實際完成時間大緻會比預估少1/3-1/2。
3.解題思路描述。即剛開始拿到題目後，如何思考，如何找資料的過程。（3'）
剛拿到題目時，考慮如何計算兩條直線的交點。模拟解方程的過程過于複雜，且不夠簡便，于是考慮其他方法，搜尋資料後發現可以采用計算幾何的方法，利用向量求解交點。
參考1:直線交點
參考2：圓交點
4.設計實作過程。設計包括代碼如何組織，比如會有幾個類，幾個函數，他們之間關系如何，關鍵函數是否需要畫出流程圖？單元測試是怎麼設計的？（4'）
整體結構如上，開始設計時基本決定分兩類，Point(點類，包含點的減法，叉乘與點乘方法)/Line（線類，包含求該對象與另一線對象交點的方法），并決定采取map/queue分别存放交點與已讀入的直線。
完成第一版後，為了改進性能對原始設計進行了一些修改，最終的類結構如下所示
class Point
{
public:
double x;
double y;
Point();
Point(double _x, double _y);
Point operator -(const Point& b)const;
double operator *(const Point& b)const;
double operator ^(const Point& b)const;
bool operator <(const Point& b)const;
bool operator ==(const Point& b)const;
};
#pragma once
#include "Point.h"
#include <vector>
#include <set>
#include<iostream>
using namespace std;
class Line
{
public:
Point s;
Point e;
Line();
Line(Point _s, Point _e);
void intersect(set<Point>* pointset, const Line& b);
};
由于整體邏輯比較簡單，并未對關鍵函數繪制流程圖。
單元測試方面，則是對點類與線類的每個方法分别進行測試，確定在給定資料範圍内的正确性。着重測試了求交點的intersect方法，利用随機數生成資料，并利用Geogebra畫圖求得交點的數值解，進而保證了intersect方法的正确性。
5.記錄在改程序式性能上所花費的時間，描述你改進的思路，并展示一張性能分析圖（由 VS 2019 的性能分析工具自動生成），并展示你程式中消耗最大的函數。（3'）
性能改進與單元測試編寫共150分鐘，
通過性能分析工具，對原始代碼進行分析，發現原本使用的交點map插入前需要調用find方法判斷是否已存在該交點。是以放棄map轉而使用set+trycatch塊，将消耗時間大量減少。
最終的性能分析圖如圖所示，其中Intersect方法占用時間最多（90.45%）
6.代碼說明。展示出項目關鍵代碼，并解釋思路與注釋說明。（3'）
void Line::intersect(set<Point>* pointset, const Line& b)
{
Point res = s;
if (sgn((s - e) ^ (b.s - b.e)) == 0)
{
return;
}
//判斷平行(本應判斷是否重合，由于本題不會出現重合情況，故舍去部分代碼)
double t = ((s - b.s) ^ (b.s - b.e)) / ((s - e) ^ (b.s - b.e));
res.x += (e.x - s.x) * t;
res.y += (e.y - s.y) * t;
//計算幾何求交點過程
try {
pointset->insert(res);
}catch (exception e){}
//利用set的不重複特性，添加交點結果至set中
}
關鍵代碼為Line的intersect方法，說明在注釋中。
for (int i = 0; i < n; i++) {
if (cmdin) in >> sub >> x1 >> y1 >> x2 >> y2;
else cin >> sub >> x1 >> y1 >> x2 >> y2;
Line tempLine = Line(Point(x1, y1), Point(x2, y2));
if (i != 0) {
for (Line b : lineVector) {
tempLine.intersect(&points,b);
}
}
lineVector.push_back(tempLine);
}
if (cmdout) out << points.size() << endl;
else cout << points.size() << endl;
外部調用則內建在IntersectLine函數中，如上所示，其主要部分是一個二重循環，對每一個讀入的Line,與之前讀入并存在lineVector中的Line依次求交點。
7.程式評分規則要求截圖
消除 Code Quality Analysis 中的所有警告
單元測試數目：
覆寫率：
檢視後添加了一部分單元測試，但沒有增長，由于覆寫率與代碼正确性無必然關系，是以沒有再添加單元測試内容