结对做业博客

时间 2019-12-12

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结对做业博客

项目	内容
这个做业属于哪一个课程	2019春BUAA SCSE软件工程
这个做业的要求在哪里	结对项目-最长单词链
我在这个课程的目标是	学习结对编程
这个做业在哪一个具体方面帮助我实现目标	两人合做完成项目

Github 项目地址

最长单词链c++

PSP表格估计时间

PSP2.1	Personal Software Process Stages	预估耗时（分钟）	实际耗时（分钟）
Planning	计划
· Estimate	· 估计这个任务须要多少时间	10	30
Development	开发
· Analysis	· 需求分析 (包括学习新技术)	45	60
· Design Spec	· 生成设计文档	45	45
· Design Review	· 设计复审 (和同事审核设计文档)	45	45
· Coding Standard	· 代码规范 (为目前的开发制定合适的规范)	45	45
· Design	· 具体设计	60	90
· Coding	· 具体编码	1000	1500
· Code Review	· 代码复审	60	120
· Test	· 测试（自我测试，修改代码，提交修改）	360	800
Reporting	报告
· Test Report	· 测试报告	60	60
· Size Measurement	· 计算工做量	30	30
· Postmortem & Process Improvement Plan	· 过后总结, 并提出过程改进计划	30	30
	合计	1790	2855

看教科书和其它资料中关于Information Hiding, Interface Design, Loose Coupling的章节，说明大家在结对编程中是如何利用这些方法对接口进行设计的

咱们的程序设计对于信息隐藏的最具体体现可能就是对于Core 类的封装，在实现时咱们使用了大量的函数，最终封装出了两个，这样就可以很好的隐藏起其余的函数，只提供了两个接口。对于接口，我以为主要仍是要实现的合理，好比简单明了的名称，以及后续的可扩展性，这些是比较重要的。在此次做业里，咱们也是按照规定好的接口完成了任务。至于低耦合，我以为咱们仍是能够的，将各大部件都进行了分离，好比计算、GUI、输入输出等，所以咱们的撰写过程里遇到BUG时，处理也比较轻松。git

计算模块接口的设计与实现过程

计算模块最终的函数是get_chain_word()和get_chain_char()，在个人编写代码的过程当中，发现这两种状况十分的类似，几乎就是能够当作一种状况来考虑。咱们将26个字母视为节点，这样可以必定程度上加快效率。每一个节点都要保存最长单词链的长度，一个包含着全部以它为头字母的字母链，以及这个字母的最长链。github

总体共使用了一个类以及14个函数。封装时，咱们将这些函数分装到了Core类中，并导出Dll。

算法

其主要调用关系以下图。首先判断是否容许环路存在，若是容许不环路存在，就调用get_Chain()函数来处理。若是容许环路存在，就调用get_Chain_With_R()函数来处理。get_Chain()和get_Chain_With_R()都是靠传入的参数来判断是要求单词数仍是字符数。进入这两个函数后，对整个图进行初始化，对每一个单词，若是判断的是单词数目最多，就将其长度设置为1，不然就将其长度设置为字符数，这样就能够将两种状况统一判断了。初始化后判断单词中是否存在环路，若是不容许环路却出现了环路报异常。而后就开始生成起始节点，而后对每一个起始节点开始判断其最长路，最终找出最长链，将其保存在result中。其计算过程就是对每一个节点找出其对应的最长链，并将最长链挂在下面，最终就能找到起始节点的最长链。
编程

最重要的函数就是find_Longest_Chain()函数和find_Longest_Chain_With_R()函数。对于find_Longest_Chain()函数，因为没有环路，所以每一个字母实际上只须要计算一次，若是发现这个字母已经计算过了，就直接返回它的最长链的长度。若是没计算过，就判断它是否是到达告终尾。若是是结尾，根据可能规定的结尾字母来判断这个字母的最长链长度。数组

没有被计算过也不是结尾时，就对这个字母下的全部单词的结尾字母都判断一遍，找到里面最长的，最终计算出字母的最长链长度和最长链。函数

对于find_Longest_Chain_With_R()就稍稍有点区别，由于一个字母能够被屡次用到，因此就不能经过判断这个字母是否被计算过来获得它的最长链。咱们的作法是，针对每一次递归调用，找到以这个字母为开头，没有在这一层递归调用中判断过，也不在临时的判断路径，也没有被肯定下来最终路径的最长单词，在进行递归判断这个单词的尾字母。经过这种方式，可以访问到整个图。同时也不会出现重复访问。
工具

在每次调用的结束前，都要判断，此次找到的最长路径是否比如今的最长路径长，若是更加长的话，就将新的路径替换掉旧的路径。性能

算法的关键之处在于将两种不一样的要求合二为一，同时只使用26个字母做为节点，将全部以某个字母为开头的单词所有保存在节点的链表之中，而不是针对大量的单词，以单词做为节点来考虑。单元测试

UML图

在封装的的Dll里Core类中只暴露了两个函数get_chain_word()和get_chain_char()。

计算模块接口部分的性能改进

在性能这一块，咱们最开始的想法就是单独保存每一个单词，将单词视为图中的节点，可是后来发现这样作会致使图太大，临接矩阵的生成就要花费大量的时间，更别说去判断里面是否存在环路了。所以咱们考虑26个字母，将字母做为图来看，将以这个字母开头的单词所有保存在链表之中，再来进行判断。因为改进前尚未写的太深，不少重要函数都尚未进行编写，改进的时间花费的很少，两个小时就完成了新的设计。

使用性能分析工具生成测试100个点的带环图的结果如图，能够发现，在执行的过程当中，find_Longest_Chain_With_R()这个函数递归调用了屡次，占用了整个executiveCommand()函数的较长时间，另外的时间都花在了输出结果到文件之中。

看Design by Contract, Code Contract的内容，描述这些作法的优缺点, 说明你是如何把它们融入结对做业中的

Design by Contract的优势
首先优势就是可以有一个规范，这样子对于大型团队而言，人员众多，可以减小代码中的风格差别，还有接口，这样可以让这种大型项目比较融洽的进行下去。不至于最后又要统一各类各样的接口、函数而浪费时间。
Design by Contract的缺点
其最主要的缺点在于，若是要制定详细的规范，会花费大量的时间，尤为是在时间较为紧迫的状况下，不得不去稍微放款点标准，毕竟不可能在一开始就想到某些接口的具体实现，这个须要必定时间的判断。最终拖累了项目。而在人员较少的时候，当面沟通比较方便的时候，能够在撰写的同时约定好，不用事先进行约定。

如何融入做业
其实咱们在一开始也是约定好了一系列的标准，而且在一开始咱们是比较严格的在遵照，可是在后期，在我完成的那部分里出现了较大的问题，最终致使几乎是从新更换了一个方法，于是最终可能某些地方没有遵照约定，好比某些函数里的变量的命名，在不一样的函数里存在着相同的变量名可是意义却不同，也存在着两个数据的功能几乎一致，可是却不能将其调整为一个数据的现象。这是个人疏忽。

计算模块部分单元测试展现

单元测试覆盖率以下：

部分测试代码展现

TEST_METHOD(RightTest)
        {
            char * argv_temp[100];
            int argc_temp = 7;

            ofstream outputFile("temp.txt");
            outputFile << "aaa abb bbb bcc ccc cdd";
            outputFile.close();

            argv_temp[0] = (char*)malloc(sizeof(char) * 14);
            strcpy(argv_temp[0], "WordList.exe");
            argv_temp[1] = (char*)malloc(sizeof(char) * 3);
            strcpy(argv_temp[1], "-w");
            argv_temp[2] = (char*)malloc(sizeof(char) * 3);
            strcpy(argv_temp[2], "-h");
            argv_temp[3] = (char*)malloc(sizeof(char) * 2);
            strcpy(argv_temp[3], "a");
            argv_temp[4] = (char*)malloc(sizeof(char) * 3);
            strcpy(argv_temp[4], "-t");
            argv_temp[5] = (char*)malloc(sizeof(char) * 2);
            strcpy(argv_temp[5], "c");
            argv_temp[6] = (char*)malloc(sizeof(char) * 10);
            strcpy(argv_temp[6], "temp.txt");

            string error_message;
            Assert::AreEqual((double)kErrorNone,
                (double)executiveCommand(argc_temp, argv_temp, true, &error_message));
            Assert::AreEqual(error_message.c_str(),
                "");
        }

此样例测试测试最为简单的状况，只有一个方向，且没有分支的。

TEST_METHOD(RightTestWithR)
        {
            char * argv_temp[100];
            int argc_temp = 8;

            ofstream outputFile("temp.txt");
            outputFile << "aaa abb acc baa bbb bcc caa cbb ccc";
            outputFile.close();

            argv_temp[0] = (char*)malloc(sizeof(char) * 14);
            strcpy(argv_temp[0], "WordList.exe");
            argv_temp[1] = (char*)malloc(sizeof(char) * 3);
            strcpy(argv_temp[1], "-w");
            argv_temp[2] = (char*)malloc(sizeof(char) * 3);
            strcpy(argv_temp[2], "-h");
            argv_temp[3] = (char*)malloc(sizeof(char) * 2);
            strcpy(argv_temp[3], "a");
            argv_temp[4] = (char*)malloc(sizeof(char) * 3);
            strcpy(argv_temp[4], "-t");
            argv_temp[5] = (char*)malloc(sizeof(char) * 2);
            strcpy(argv_temp[5], "c");
            argv_temp[6] = (char*)malloc(sizeof(char) * 3);
            strcpy(argv_temp[6], "-r");
            argv_temp[7] = (char*)malloc(sizeof(char) * 10);
            strcpy(argv_temp[7], "temp.txt");

            string error_message;
            Assert::AreEqual((double)kErrorNone,
                (double)executiveCommand(argc_temp, argv_temp, true, &error_message));
            Assert::AreEqual(error_message.c_str(),
                "");
        }

此样例较上同样例略复杂一些，为全联通三角形，且为双向

TEST_METHOD(ErrorCirculation)
        {
            char * argv_temp[100];
            int argc_temp = 7;

            ofstream outputFile("temp.txt");
            outputFile << "aaa abb acc baa bbb bcc caa cbb ccc";
            outputFile.close();

            argv_temp[0] = (char*)malloc(sizeof(char) * 14);
            strcpy(argv_temp[0], "WordList.exe");
            argv_temp[1] = (char*)malloc(sizeof(char) * 3);
            strcpy(argv_temp[1], "-w");
            argv_temp[2] = (char*)malloc(sizeof(char) * 3);
            strcpy(argv_temp[2], "-h");
            argv_temp[3] = (char*)malloc(sizeof(char) * 2);
            strcpy(argv_temp[3], "a");
            argv_temp[4] = (char*)malloc(sizeof(char) * 3);
            strcpy(argv_temp[4], "-t");
            argv_temp[5] = (char*)malloc(sizeof(char) * 2);
            strcpy(argv_temp[5], "c");
            argv_temp[6] = (char*)malloc(sizeof(char) * 10);
            strcpy(argv_temp[6], "temp.txt");

            string error_message;
            try {
                executiveCommand(argc_temp, argv_temp, true, &error_message);
            }
            catch (exception &e) {
                Assert::AreEqual(e.what(), "Error: Found circulation in words");
            }
        }

此样例为较上述样例少了-r参数，故会抛出异常。

TEST_METHOD(RightTestWithR)
        {
            char * argv_temp[100];
            int argc_temp = 8;

        ofstream outputFile("temp.txt");
        outputFile << "aaa abb acc bdd bee cff cgg dhh hii";
        outputFile.close();

        argv_temp[0] = (char*)malloc(sizeof(char) * 14);
        strcpy(argv_temp[0], "WordList.exe");
        argv_temp[1] = (char*)malloc(sizeof(char) * 3);
        strcpy(argv_temp[1], "-w");
        argv_temp[2] = (char*)malloc(sizeof(char) * 3);
        strcpy(argv_temp[2], "-h");
        argv_temp[3] = (char*)malloc(sizeof(char) * 2);
        strcpy(argv_temp[3], "a");
        argv_temp[4] = (char*)malloc(sizeof(char) * 3);
        strcpy(argv_temp[4], "-t");
        argv_temp[5] = (char*)malloc(sizeof(char) * 2);
        strcpy(argv_temp[5], "c");
        argv_temp[6] = (char*)malloc(sizeof(char) * 3);
        strcpy(argv_temp[6], "-r");
        argv_temp[7] = (char*)malloc(sizeof(char) * 10);
        strcpy(argv_temp[7], "temp.txt");

        string error_message;
        Assert::AreEqual((double)kErrorNone,
            (double)executiveCommand(argc_temp, argv_temp, true, &error_message));
        Assert::AreEqual(error_message.c_str(),
            "");
    }

此样例为一个简单的树，只有一个根节点。

TEST_METHOD(RightTestWithR)
        {
            char * argv_temp[100];
            int argc_temp = 8;

        ofstream outputFile("temp.txt");
        outputFile << "aaa abb acc bdd bee cff cgg dhh hii jkk khh";
        outputFile.close();

        argv_temp[0] = (char*)malloc(sizeof(char) * 14);
        strcpy(argv_temp[0], "WordList.exe");
        argv_temp[1] = (char*)malloc(sizeof(char) * 3);
        strcpy(argv_temp[1], "-w");
        argv_temp[2] = (char*)malloc(sizeof(char) * 3);
        strcpy(argv_temp[2], "-h");
        argv_temp[3] = (char*)malloc(sizeof(char) * 2);
        strcpy(argv_temp[3], "a");
        argv_temp[4] = (char*)malloc(sizeof(char) * 3);
        strcpy(argv_temp[4], "-t");
        argv_temp[5] = (char*)malloc(sizeof(char) * 2);
        strcpy(argv_temp[5], "c");
        argv_temp[6] = (char*)malloc(sizeof(char) * 3);
        strcpy(argv_temp[6], "-r");
        argv_temp[7] = (char*)malloc(sizeof(char) * 10);
        strcpy(argv_temp[7], "temp.txt");

        string error_message;
        Assert::AreEqual((double)kErrorNone,
            (double)executiveCommand(argc_temp, argv_temp, true, &error_message));
        Assert::AreEqual(error_message.c_str(),
            "");
    }

此样例为稍复杂的树，有多个根节点，一块儿组成了森林。

计算模块部分异常处理说明

计算模块异常主要分为部分，一是命令格式错误，例如-w和-c均不存在或均存在，命令参数重复，首尾字符长度不为1等，这些是在接收到命令时就能得出结论的。二是文件相关错误，包括读写错误，也包括读取string时的错误；三是文本错误，例如没有-r指令时却有环路。

对此咱们解决办法是当遇到错误时抛出异常，基本格式以下：

std::logic_error ex("Error: Repeated parameter -c");
    throw exception(ex);

而在CLI或者GUI的模块中，对此异常进行处理，例如：

try{
        executiveCommand(argc, argv, true, &result_string);
    } catch (exception &e){
        cout << e.what() << endl;
        system("pause");
        return 0;
    }

此时程序将会中止后续的运行，并显示错误提示信息。

例如-w -c参数同时出现：

// -w -c 参数均出现
        TEST_METHOD(CommandParsing_CoexistenceOfWC) {
            char * argv_temp[100];
            int argc_temp = 4;
            ofstream output_file("temp.txt");
            output_file.close();

            argv_temp[0] = (char*)malloc(sizeof(char) * 14);
            strcpy(argv_temp[0], "WordList.exe");
            argv_temp[1] = (char*)malloc(sizeof(char) * 3);
            strcpy(argv_temp[1], "-w");
            argv_temp[2] = (char*)malloc(sizeof(char) * 3);
            strcpy(argv_temp[2], "-c");
            argv_temp[3] = (char*)malloc(sizeof(char) * 10);
            strcpy(argv_temp[3], "temp.txt");

            string error_message;
            try {
                executiveCommand(argc_temp, argv_temp, true, &error_message);
            }
            catch (exception &e) {
                Assert::AreEqual(e.what(), "Error: Coexistence of -w and -c");
            }
        }

例如须要读取的文件路径不存在

// 须要读取的文件路径不存在
        TEST_METHOD(GetWords_getWordsFromFile_noFile)
        {
            remove("temp.txt");

            GetWords get_words;
            Assert::IsFalse(get_words.getWordsFromFile("temp.txt"));
        }

例如没有-r指令时却有环

// 没有-r指令却有环路
        TEST_METHOD(Core_circle_without_r) {
            char * argv_temp[100];
            int argc_temp = 3;

            ofstream outputFile("temp.txt");
            outputFile << "abc cba";
            outputFile.close();

            argv_temp[0] = (char*)malloc(sizeof(char) * 14);
            strcpy(argv_temp[0], "WordList.exe");
            argv_temp[1] = (char*)malloc(sizeof(char) * 3);
            strcpy(argv_temp[1], "-w");
            argv_temp[2] = (char*)malloc(sizeof(char) * 10);
            strcpy(argv_temp[2], "temp.txt");

            string error_message;
            try {
                executiveCommand(argc_temp, argv_temp, true, &error_message);
            }
            catch (exception &e) {
                Assert::AreEqual(e.what(), "Error: Found circulation in words");
            }
        }

界面模块的详细设计过程

程序的GUI使用Qt进行设计。程序UI以下：

其中-w和-c是单选按钮，-h，-t，-r是复选按钮，若使用-h，-t则须要同时在其对应的输入框中输入相应首尾字母。Reading file path和Reading string text是单选按钮，分别表示从指定文件路径读取文本，或直接输入文本，路径或文本均在输入框1中输入。点击Executive 后将会解析命令，若是执行正确，结果将会显示在输出框中，不然将会弹出错误提示信息。输入框2指定导出文件路径，默认为当前路径下的solution.txt文件，点击Export result to按钮便可将输出框中的内容导出到指定文件。

GUI部分仅涉及界面及相关逻辑，命令解析后的执行均交给API部分执行。GUI的主体部分是QWDialog类，其包含以下变量：

包含以下函数：

界面模块与计算模块的对接

整个程序主要分为3个部分，分别为负责计算的Core模块，负责获取命令的界面模块（分别包括CLI和GUI），负责在二者之间传递数据，解析命令，文件读写的API模块，此部分主要介绍API模块。

API模块主要由两部分组成，第一部分是文件读写部分，第二部分是命令解析部分。

首先是文件读写部分，主要包含于GetWords.h和GetWords.cpp文件中，文件读写部分包含一个类GetWords，包含以下变量：

包含以下函数：

负责从文件中或string中读取并分割单词，返回获取到的单词列表，将指定单词列表输出到指定文件。

而后是命令解析和数据传递部分，主要包含于CommandParsing.h和CommandParsing.cpp文件中，首先其中定义了两个enum，分别用于表示命令和错误代码：

包含一个函数：

参数含义：命令参数列表，命令参数数量，文原本源（即从文件中读取仍是直接输入），result_string用于返回字符串形式的错误信息，是否储存至文件（若不储存至文件，result_string将会在正确运行的状况下，储存运行结果），储存结果的文件路径。

executiveCommand函数运行逻辑以下：

首先进行初始化

统计命令参数，此时会对命令的合法性进行检测，例如是否存在重复参数，-w和-c是否均存在或均不存在

若是命令没有语法错误，将会调用GetWords类，计算模块逐步进行文件读取，分解得到单词列表，计算结果，同时也会对文件是否存在等进行检测

上述步骤均正确后，将结果写入指定文件或返回至调用者

而GUI和CLI则会对调用executiveCommand函数，实现与计算模块的对接，例如：

CLI：

GUI：

结对过程

咱们两人结对时间为第二周周五（即3月1日），当天即见面并进行讨论。在后续过程当中保持着较高频率的结对编程（两次见面之间的间隔通常不超过2天）。

两人第一次见面时的讨论照片：

说明结对编程的优势和缺点。结对的每个人的优势和缺点在哪里 (要列出至少三个优势和一个缺点)。

结对编程的优势：互相监督，可以当场发现编写时产生的小BUG，同时可以及时交流，而且避免了一我的写代码时出现的"摸鱼"的状况。

结对编程的缺点：相比于两我的同时写，代码量有所降低，尤为是一些比较简单的代码，结对编程时比较浪费时间。

同伴的优势：

可以及时完成，积极交流。
想法独特，在我向他抱怨单词量太大可能有问题时，他提议针对26个字母单独判断。
认真负责。

同伴的缺点

可能对个人督促力度仍是不够，我可能在必定程度上拖慢了进度。

模块松耦合

交换同窗及学号

姓名	学号
牛雅哲	16131059
王文珺	16061007

咱们两组均将模块封装为了dll，对方采用的是cmake进行编译，可使用vs直接打开，故测试时并无遇到不少问题。

在测试的过程当中，咱们发现对方没有严格按照做业的要求对接口进行定义，例如输入和输出字符数组，他们采用的是string类，故在调用前，咱们须要将界面模块和API模块获得的字符数组拼接成为一个string。而对于控制台输出能够直接采用cout进行输出，而对于文件的输出，因为咱们是封装了一个函数进行文件输出，因此须要将string转化为字符数组做为参数进行传递，但本质上没有太大区别。

除此以外，对方的函数比规定多了一个参数，用于具体的返回错误信息，而咱们对此采用的是使用throw抛出异常的方式。

在阅读对方的源代码的过程当中，咱们发现对方定义了大量的自定义结构，枚举，使得代码的可读性较高，哪怕在没有注释的状况下阅读也不会很困难，这一点值得咱们学习。