我的項目做業

我的項目做業

項目	內容
這個做業屬於那個課程	班級博客
這個做業的要求在哪裏	做業要求
我在這個課程的目標是	學習軟件工程相關知識，鍛鍊軟件開發能力。
這個做業在哪一個具體方面幫我實現目標	完成我的項目，體會單元測試和PSP流程
做業正文	做業正文

1.About（1'）

• 教學班級：005
• 項目地址：https://github.com/Pandapan-Buaa/IntersectProject

2.在開始實現程序以前，在下述 PSP 表格記錄下你估計將在程序的各個模塊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	估計這個任務須要多少時間	60（7.2%）	40（閱讀具體要求，完成了博客框架）
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	60（7.2%）	30
·Design Review	設計複審 (和同事審覈設計文檔)	10（1.2%）	10
·Coding Standard	代碼規範 (爲目前的開發制定合適的規範)	10（1.2%）	10
·Design	具體設計	60（7.2%）	30
·Coding	具體編碼	180（21.6%）	90
·Code Review	代碼複審	60（7.2%）	60
·Test	測試（自我測試，修改代碼，提交修改）	120（14.5%）	90
Reporting	報告
·Test Report	測試報告	60（7.2%）	30
·Size Measurement	計算工做量	30（3.6%）	20
·Postmortem & Process Improvement Plan	過後總結, 並提出過程改進計劃	60（7.2%）	30
	合計	830	530

因爲對C++的諸多特性沒有很好的掌握，預估時對每一個部分的時間估計都過於寬鬆。實際完成時間大體會比預估少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。模擬解方程的過程過於複雜，且不夠簡便，因而考慮其餘方法，搜索資料後發現能夠採用計算幾何的方法，利用向量求解交點。

參考1:直線交點

參考2：圓交點

4.設計實現過程。設計包括代碼如何組織，好比會有幾個類，幾個函數，他們之間關係如何，關鍵函數是否須要畫出流程圖？單元測試是怎麼設計的？（4'）

總體結構如上，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，包含求該對象與另外一線對象交點的方法），並決定採起map/queue分別存放交點與已讀入的直線。

完成初版後，爲了改進性能對原始設計進行了一些修改，最終的類結構以下所示

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);
};

因爲總體邏輯比較簡單，並未對關鍵函數繪製流程圖。

單元測試方面，則是對點類與線類的每一個方法分別進行測試，確保在給定數據範圍內的正確性。着重測試了求交點的intersect方法，利用隨機數生成數據，並利用Geogebra畫圖求得交點的數值解，進而保證了intersect方法的正確性。

5.記錄在改進程序性能上所花費的時間，描述你改進的思路，並展現一張性能分析圖（由 VS 2019 的性能分析工具自動生成），並展現你程序中消耗最大的函數。（3'）

性能改進與單元測試編寫共150分鐘，

經過性能分析工具，對原始代碼進行分析，發現本來使用的交點map插入前須要調用find方法判斷是否已存在該交點。所以放棄map轉而使用set+trycatch塊，將消耗時間大量減小。

最終的性能分析圖如圖所示，其中Intersect方法佔用時間最多（90.45%）

6.代碼說明。展現出項目關鍵代碼，並解釋思路與註釋說明。（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，因爲本題不會出現重合狀況，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
}

關鍵代碼爲Line的intersect方法，說明在註釋中。

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;

外部調用則集成在IntersectLine函數中，如上所示，其主要部分是一個二重循環，對每個讀入的Line,與以前讀入並存在lineVector中的Line依次求交點。

7.程序評分規則要求截圖

消除 Code Quality Analysis 中的全部警告

單元測試數目：

覆蓋率：

查看後添加了一部分單元測試，但沒有增加，因爲覆蓋率與代碼正確性無必然關係，所以沒有再添加單元測試內容