软工结对博客

项目	内容
这个作业属于哪个课程	2020春季计算机学院软件工程(罗杰任健) (北京航空航天大学 - 计算机学院)
这个作业的要求在哪里	结对项目作业
我的教学班级	005
项目地址	链接地址

一、PSP2.1

PSP2.1	Personal Software Process Stages	预估耗时（分钟）	实际耗时（分钟）
Planning	计划	5	5
· Estimate	· 估计这个任务需要多少时间	5	5
Development	开发	1420	1560
· Analysis	· 需求分析 (包括学习新技术)	600	900
· Design Spec	· 生成设计文档	60	0
· Design Review	· 设计复审 (和同事审核设计文档)	30	30
· Coding Standard	· 代码规范 (为目前的开发制定合适的规范)	10	0
· Design	· 具体设计	120	30
· Coding	· 具体编码	300	300
· Code Review	· 代码复审	120	120
· Test	· 测试（自我测试，修改代码，提交修改）	180	180
Reporting	报告	50	70
· Test Report	· 测试报告	20	20
· Size Measurement	· 计算工作量	10	10
· Postmortem & Process Improvement Plan	· 事后总结, 并提出过程改进计划	20	40
	合计	1475	1635

二、接口设计

Information Hiding

这一块其实做得非常不好，没有特意屏蔽掉内部实现细节，比如circle类，line类当中的变量都是以public的形式暴露出来。
Loose Coupling

virtual void upgrade_points(set<Point>& points, Line& line);
virtual void upgrade_points(set<Point>& points, Circle& circle);

所有的item都有上述方法，该方法只需要传入已有点集和所需要求解的相交线（圆），实现了低耦合的效果。

Interface Design

DLL_API void LoadFromFile(ifstream& input, vector<Line>& lines, vector<Ray>& rays,
	vector<Segment>& segments, vector<Circle>& circles);

DLL_API void Calculate_Points(set<Point>& points, vector<Line>& lines, vector<Ray>& rays,
	vector<Segment>& segments, vector<Circle>& circles);

LoadFromFile只传入符合要求的字符串，录入信息保存在vector容器中。
Calculate_Points负责计算，并将计算结果保存在保存在vector容器中。

三、UML

四、性能计算及改进

本次作业对性能部分优化有限,基本复杂度还是O(n^2)。由上图可以看出Line::getIntersect函数调用较多，以及插入点时红黑树的维护占用了较多的时间。

五、契约式编程的理解及应用

契约式编程要求我们在『前提条件』、『后继条件』和『不变量条件』进行契约的检查。类似的，例如检查参数，一旦参数不对，当即撕毁契约。契约所约束的，是『一个为了确保程序正常运行的条件』，一旦契约被损毁，只有一个原因，那就是程序出了Bug，一旦出现问题，应该有调用方来检查，确保调用的时候，必须是合法的。

通过契约式设计可以使程序结构更加清晰，扩展性高。可以优化程序设计，提高代码的可靠性，简化调试工作，适合团队开发。

不足之处在于契约式编程需要学习撰写良契约的思想和技术，且撰写成本较高（当然回报大于成本），需要大量实践。

在编写代码过程中，主要在处理异常时用到了契约式设计的思想。先罗列出各种异常，然后再依次实现。

六、单元测试

来自队友做的单元测试与异常处理，覆盖率如下

就代码而言谈谈我的理解:

getIntersectPoint测试考虑了圆与线的三种情况，线与线的两种情况

			//case 1:line & line 相交
			line_1=new Line(0, 1, 2, 3);
			line_2=new Line(0, 0, -1, 1);
			points=line_1->getIntersectPoint(*line_2);
			Assert::AreEqual((int)points.size(), 1);
			Assert::AreEqual(points[0]==Point(-0.5,0.5),true);

			//case 2:Line & line 平行
			line_1=new Line(0, 2, 0, -2);
			line_2=new Line(3, 4, 3,-7);
			points = line_1->getIntersectPoint(*line_2);
			Assert::AreEqual((int)points.size(), 0);

			//case 3:Line & circle 相切
			line_1 = new Line(0, 2, 0, -2);
			cir_2 = new Circle(1, 1, 1);
			points = line_1->getIntersectPoint(*cir_2);
			Assert::AreEqual((int)points.size(), 1);
			Assert::AreEqual(points[0] == Point(0, 1), true);
			
			//case 4:Line & circle 相交
			line_1 = new Line(-4, 1, 0, 1);
			cir_2 = new Circle(0, 1, 1);
			points = line_1->getIntersectPoint(*cir_2);
			Assert::AreEqual((int)points.size(), 2);
			Assert::AreEqual((points[0] == Point(-1, 1) || points[1] == Point(-1, 1)), true);
			Assert::AreEqual((points[0] == Point(1, 1) || points[1] == Point(1, 1)), true);

			//case 5:Line & circle 相离
			line_1 = new Line(0, 2, 0, -2);
			cir_2 = new Circle(2, 1, 1);
			points = line_1->getIntersectPoint(*cir_2);
			Assert::AreEqual((int)points.size(), 0);

isLawful的测试覆盖了线段和射线两点之间、延长线上、端点等位置

			Ray ray(0,1,0,-1);
			Segment seg(1, 2, 6, 7);
			Assert::AreEqual(ray.islawful(Point(0,-2)), true);
			Assert::AreEqual(ray.islawful(Point(0,1)), true);
			Assert::AreEqual(ray.islawful(Point(0,2)), false);

			Assert::AreEqual(seg.islawful(Point(3,4)), true);
			Assert::AreEqual(seg.islawful(Point(1,2)), true);
			Assert::AreEqual(seg.islawful(Point(6,7)), true);
			Assert::AreEqual(seg.islawful(Point(-1,0)), false);

还有对异常处理的覆盖测试，包括类别码非法、数值超限、定义线段端点重合、线区间重合等

七、异常处理

点的坐标值超限

TEST_METHOD(excep9) {
			//数值超限
			ifstream fin;
			fin.open("excep9.txt");
			vector<Line> lines;
			vector<Ray> rays;
			vector<Segment> segs;
			vector<Circle> cirs;
			bool flag = false;
			/* 1
				L - 100001 4 -1 4
			*/
			try {
				LoadFromFile(fin, lines, rays, segs, cirs);
			}
			catch (exception& e) {
				if ((string)e.what() == "value of point out of range(-100000,100000)") flag = true;
			}
			Assert::AreEqual(true, flag);
		}

线段的两点相同

		TEST_METHOD(excep8) {
			//定义线的两个端点相同
			ifstream fin;
			fin.open("excep8.txt");
			vector<Line> lines;
			vector<Ray> rays;
			vector<Segment> segs;
			vector<Circle> cirs;
			bool flag = false;
			/*2
				L -1 4 -1 4
				R 2 5 - 1 2*/
			try {
				LoadFromFile(fin, lines, rays, segs, cirs);
			}
			catch(exception& e){
				if ((string)e.what() == "Use same points to define line/ray/segment") flag = true;
			}
			Assert::AreEqual(true,flag);
		}

线有重合部分

TEST_METHOD(excep4) {
			//ray & seg 区间重合
			bool flag = false;
			Ray* r1 = new Ray(0, 0, 1, 1);
			Segment* s2=new Segment(-1,-1,1,1);
			try {
				exception_if_InfPoints(*r1, *s2);
			}
			catch (exception& e) {
				if ((string)e.what() == "Has infinite points") flag = true;
			}
			Assert::AreEqual(true, flag);
		}

n<=0

		TEST_METHOD(excep10) {
			//illegal n
			ifstream fin;
			fin.open("excep10.txt");
			vector<Line> lines;
			vector<Ray> rays;
			vector<Segment> segs;
			vector<Circle> cirs;
			bool flag = false;
			/*  0
				L - 100 4 -1 4
			*/
			try {
				LoadFromFile(fin, lines, rays, segs, cirs);
			}
			catch (exception& e) {
				if ((string)e.what() == "illegal n!") flag = true;
			}
			Assert::AreEqual(true, flag);
		}

其他非法类别码

		TEST_METHOD(excep12) {
			//类别码非法
			ifstream fin;
			fin.open("excep12.txt");
			vector<Line> lines;
			vector<Ray> rays;
			vector<Segment> segs;
			vector<Circle> cirs;
			bool flag = false;
			try {
				LoadFromFile(fin, lines, rays, segs, cirs);
			}
			catch (exception& e) {
				if ((string)e.what() == "typecode should be upppercase!") flag = true;
			}
			Assert::AreEqual(true, flag);
		}

圆的半径小于等于0

		TEST_METHOD(excep11) {
			//圆半径<=0
			ifstream fin;
			fin.open("excep11.txt");
			vector<Line> lines;
			vector<Ray> rays;
			vector<Segment> segs;
			vector<Circle> cirs;
			bool flag = false;
			/*  1
				C - 100 4 0
			*/
			try {
				LoadFromFile(fin, lines, rays, segs, cirs);
			}
			catch (exception& e) {
				if ((string)e.what() == "radius of circle <=0") flag = true;
			}
			Assert::AreEqual(true, flag);
		}

八、界面设计

定义导入按键：

connect(ui.btn_loadfile, &QPushButton::clicked, [=]() {
		//获取当前路径
		//在当前路径打开弹窗选择文件
		//返回选取的文件的绝对路径
		//调用LoadFromFile更新本地的几何对象容器
		//更新UI中下拉栏已有的几何对象，建立映射
	});

定义添加对象按键：

//添加几何对象,假设UI输入的几何对象与已有几何对象不重合（不查重）
	connect(ui.btn_add, &QPushButton::clicked, [=]() {
		//提取几何对象类别码
		QString str = ui.comboBox_type->currentText();
		//提取输入的四个或三个整数
		//检查输入合法性
		try {
			exception_if_outBorder(fir_num);
			exception_if_outBorder(sec_num);
			exception_if_outBorder(thi_num);
			exception_if_outBorder(four_num);
			if (str == QString("circle")) { exception_if_illegalRadius(thi_num); }
			else { exception_if_samePoints(fir_num, sec_num, thi_num, four_num); }
		}
		catch (exception& e) {
			QMessageBox::critical(this,"critical",e.what());
			return;
		}
		//创建对象,并更新UI中下拉栏已有的几何对象,建立映射
	});

定义删除对象按键：

//删除几何对象
	connect(ui.btn_delete, &QPushButton::clicked, [=]() {
		//更新本地几何对象集合
		QString cur_str = ui.comboBox_delete->currentText();
		this->delete_obj(cur_str);//删除容器中的几何对象
		//删除映射
		int cur_index = ui.comboBox_delete->currentIndex();
		ui.comboBox_delete->removeItem(cur_index);

		//重置points
		points.clear();

		//调用计算模块，更新points
		try {
			Calculate_Points(points, lines, rays, segments, circles);
		}
		catch (exception& e) {
			QMessageBox::critical(this, "critical", e.what());
		}
	});

定义绘制按键：

connect(ui.btn_paint, &QPushButton::clicked, [=]() {
		update();//重新触发PaintEvent
		//更新UI显示的交点数
		QString str;
		str.setNum(points.size());
		ui.lineEdit_ans->setText(str);
	});

定义画图事件PaintEvent

QPainter painter(this);
	painter.setRenderHint(QPainter::Antialiasing);//抗锯齿，美化图形
	painter.translate(500, 500);//更改坐标原点
	//定义画布区域 y>=280,O坐标(500,500)
	//绘制坐标轴 
	painter.drawLine(QLineF(QPoint(-500, 0), QPoint(500, 0)));
	painter.drawLine(QLineF(QPoint(0, 500), QPoint(0, -220)));

	//比例尺20:1
	//绘制几何对象
	
	//设置画笔颜色和宽度
	QPen pen((QColor)Qt::darkCyan);
	pen.setWidth(3);
	painter.setPen(pen);
	
	//绘制直线
	for (auto& line : lines) {
		double A = line.A, B = line.B, C = line.C;
		double x1, y1 = 11, x2, y2 = -15;
		if (A == 0) {
			y1 = y2 = -C / B;
		}
		else {
			x1 = (-C - B * y1) / A;
			x2 = (-C - B * y2) / A;
		}
		painter.drawLine(QPoint(x1 * 20, -y1 * 20), QPoint(x2 * 20, -y2 * 20));
		//y=11;x1
		//y=-15,x2;
	}
	//同理，遍历rays和segments，计算画布边界的相关点，然后绘制
	//遍历points，画点

九、模块对接

DLL_API void LoadFromFile(ifstream& input, vector<Line>& lines, vector<Ray>& rays,
	vector<Segment>& segments, vector<Circle>& circles);

DLL_API void Calculate_Points(set<Point>& points, vector<Line>& lines, vector<Ray>& rays,
	vector<Segment>& segments, vector<Circle>& circles);

将计算模块导出为dll，向UI模块提供LoadFromFile和Calculate_Points接口;

LoadFromFile函数需传入文件流的引用和各几何对象容器的引用;

Calculate_Points函数传入各几何对象容器的引用和交点集的引用

十、结对过程

基本上是队友扛着我往前跑，第一次交流之前就基本完成了异常处理和单元测试，以及UI的部分工作。由于剩下的工作量比较少，我比较偏执地试图用QGraphicview完成图像的绘制，但是遇到很多很多困难，队友在关键时刻给了我很多帮助，及时地共享资料（虽然最后来不及实现），培养了我与人交流的能力。

结对编程优缺点

对象	优点	缺点
结对编程	1、效率提高； 2、更容易发现bug ； 3、可以从队友身上学到很多； 4、代码的交流有助于提高代码能力	1、相互不太了解，磨合成本高；2、初期对队友的代码很难理解；3、可能会排斥队友的代码风格
我	1、细致严谨；2、做事前准备充分；3、追求完美	动手慢，一直在找资料，做练习题
队友	1、码力十足；2、动手快；3、勤于交流；4、善于鼓励；5、对bug反应灵敏	函数封装随意，public泛滥，接口高耦合