软件构造 Lab 1实验报告

2020年春季学期
计算机学院《软件构造》课程

Lab 1实验报告

姓名 王雨宁
学号 1190201118
班号 1903006
电子邮件 [email protected]
手机号码 [phone]

目录

1 实验目标概述 1
2 实验环境配置 1
3 实验过程 2
3.1 Magic Squares 2
3.1.1 isLegalMagicSquare() 2
3.1.2 generateMagicSquare() 3
3.2 Turtle Graphics 4
3.2.1 Problem 1: Clone and import 4
3.2.2 Problem 3: Turtle graphics and drawSquare 4
3.2.3 Problem 5: Drawing polygons 5
3.2.4 Problem 6: Calculating Bearings 5
3.2.5 Problem 7: Convex Hulls 6
3.2.6 Problem 8: Personal art 6
3.2.7 Submitting 7
3.3 Social Network 7
3.3.1 设计/实现FriendshipGraph类 7
3.3.2 设计/实现Person类 9
3.3.3 设计/实现客户端代码main() 9
3.3.4 设计/实现测试用例 10
4 实验进度记录 11
5 实验过程中遇到的困难与解决途径 11
6 实验过程中收获的经验、教训、感想 12
6.1 实验过程中收获的经验和教训 12
6.2 针对以下方面的感受 12

1 实验目标概述
本次实验通过求解三个问题，训练基本Java 编程技能，能够利用Java OO 开发基本的功能模块，能够阅读理解已有代码框架并根据功能需求补全代码，能够为所开发的代码编写基本的测试程序并完成测试，初步保证所开发代码的正确性。
另一方面，利用Git 作为代码配置管理的工具，学会Git 的基本使用方法。
·基本的Java OO 编程
·基于Eclipse IDE 进行Java 编程
·基于JUnit 的测试
·基于Git 的代码配置管理
2 实验环境配置
下载并安装JDK1.8，配置环境变量。

安装eclipseIDE，最近的eclipse不支持java8，所以找到2019年3月的版本下载并解压
按照实验手册0创建github仓库，在本地安装git。

在这里给出你的GitHub Lab1仓库的URL地址（Lab1-学号）。
http://github.com/ComputerScienceHIT/HIT-Lab1-1190201118
3 实验过程
请仔细对照实验手册，针对四个问题中的每一项任务，在下面各节中记录你的实验过程、阐述你的设计思路和问题求解思路，可辅之以示意图或关键源代码加以说明（但无需把你的源代码全部粘贴过来！）。
为了条理清晰，可根据需要在各节增加三级标题。
3.1 Magic Squares
将从1到n^2的整数填入边长为n的方阵，使得方阵的每一行，列，对角线的和相等，应为 (1 + n^2) * n / 2。
3.1.1 isLegalMagicSquare()
首先从文件读入数据，读入的是字符串，分割再转化后放入int类型的二维数组中，在这个过程中进行输入正确性的判断。在判断问题类型时对于输入内容的问题可以使用正则表达式

读入的同时进行计数，判断输入的形状是否为方阵。
读入过程中如果输入有错，在读入完成后将问题分别输出，再返回false
将输入正确读入一个方阵后，就可以进行判断，先对第一行求和，得到一个基准，然后对每一行，每一列，对角线求和，与基准判断，有不想等就返回false。最后成功就返回true。
3.1.2 generateMagicSquare()

需要判断输入，不能为负数或负数，否则打印提示信息并返回false

在函数最后需要写入文件，每个数字之间用”\t”分隔。
由于函数从第一行n/2的位置开始，向右上方依次填入数字，当一个斜线上的数字填好后，也就是每填入n个数字，就到最后填入的一个格子的下面填入下一个数字，而这个移动到最后一个格子下面的动作是不判断边界的，所以有可能溢出。每n个数字的开始都相对于上n个数字的开始向左下方移动了一个“日”字。如果n为偶数，则其中某n个数字的开始恰好会溢出。
如果填入负数，在创建数组时会报错，数组大小不能为负数。

3.2 Turtle Graphics
使用turtle画图，turtle是一个海龟，通过转向和前进来在画布上画线来画出图形。
3.2.1 Problem 1: Clone and import
如何从GitHub获取该任务的代码、在本地创建git仓库、使用git管理本地开发。

进入实验手册上给的github地址，下载代码的zip包，在本地解压。将代码放到项目P2目录下，将代码中包名称错误前都加上P2.让项目路径正确。
在代码目录下使用git bash，使用git init指令创建仓库并进行配置，在git bash中使用git指令管理本地开发。

3.2.2 Problem 3: Turtle graphics and drawSquare
每走一个边长，转90度，走四次，转三次

3.2.3 Problem 5: Drawing polygons
正多边形内角的公式为：(sides - 2) * 180 / (float)sides。而在海归画正多边形时，应转的角度是多边形的外角。对于n变形，海归移动n次，转n-1次角度。

画一个正七边形

3.2.4 Problem 6: Calculating Bearings
a.
以向北为0°，首先计算需要去的位置的绝对角度，使用arccos计算，需要使用Math库，同时判断目标点和当前点横坐标的相对位置来判断象限。得到目标位置相对当前位置的绝对角度。

得到需要转向的绝对角度和当前角度后，两者相减，如果差大于0就返回差，如果差小于0还需要再加360°。

b.
利用a中的函数，迭代地求两点间需要转的角度。

3.2.5 Problem 7: Convex Hulls
求闭包时，首先找到纵坐标最高的点，然后以最高点为起点和当前点，向上为0度角和当前角度进行迭代：遍历所有点，找到相对当前点和当前角度需要顺时针转过角度最小的点（利用problem6 a中的函数），由于要求最小闭包，向同角度的点取最远的；然后将该点设为当前点，当前角度增加需要转的角度，将得到的点加入集合；直到当前点回到起始点，循环结束。

3.2.6 Problem 8: Personal art

3.2.7 Submitting
在git bush中，使用如下命令：
git chechout master切换分支
git add *
git commit -m ‘ ’
git push origin master
就可以成功提交到链接的github仓库的对应分支

3.3 Social Network
设计Person类和FriendshipGraph类，其中FriendshipGraph类中需要对Person对象进行操作。
3.3.1 设计/实现FriendshipGraph类
类中实例化两个ArrayList对象persons和names，分别储存Person对象和String对象（人名），persons存储graph的vertex，names确保没有同名的人。

3.3.1.1 addVertex
如果有同名的人，输出提示信息并退出，如果没有同名的人，就向persons和names对象中添加。

3.3.1.2 addEdge
首先需要判断person1和person2存在在persons对象中。然后调用Person对象的addFriend方法。否则输出提示信息并退出。

3.3.1.3 getDistance
首先判断person1和person2存在persons对象中，

然后判断person1和person2是否是同一个人，是就返回0，

否则使用广度优先搜索计算两者之间的距离。两者之间的距离最多为graph的人数-1，所以如果搜索人数-1次还没搜索到的话就说明两者距离为-1。

如果输入的点不存在，就输出提示信息并退出

3.3.2 设计/实现Person类
需要两个属性，分别为名字String name和朋友列表friends，

构造方法初始化name，确保没有重名的人

addFriend方法，向朋友列表

3.3.3 设计/实现客户端代码main()
复制实验说明中的代码

输出

3.3.4 设计/实现测试用例
绘制社交网络中有不相连的点，还有单向边。

对于addVertex方法，创建额外的ArrayList对象，和待测试的方法添加相同的点，与FriendshipGraph对象中的ArrayList对象进行比较。

对于addEdge方法，同样创建额外的ArrayList对象，对应加入的点，每个对象和对应的点添加相同的边，判断对应的Person对象的friends属性是否相同。

对于getDistanse方法，直接判断输出的数字是否正确。

4 实验进度记录
请使用表格方式记录你的进度情况，以超过半小时的连续编程时间为一行。
每次结束编程时，请向该表格中增加一行。不要事后胡乱填写。
不要嫌烦，该表格可帮助你汇总你在每个任务上付出的时间和精力，发现自己不擅长的任务，后续有意识的弥补。
日期 时间段 任务 实际完成情况
2021-05-14 14:00-15:30 编写问题1的isLegalMagicSquare函数并进行测试 按计划完成
2021-05-14 16:00-17:00 编写问题1的要求二的注释和代码部分 按计划完成
2021-05-15 14:00-14:30 编写问题3的Person类 按计划完成
2021-05-15 15:00-17:00 编写问题3的FriendshipGraph类 按计划完成
2021-05-16 14:00-16:00 编写问题2的problem2-6 按计划完成
2021-05-17 14:00-17:00 编写问题2的problem7 按计划完成
2021-05-17 18:00-19:00 编写问题2的problem8 按计划完成
2021-05-18 18:00-19:00 编写问题3的FriendshipGraphTest类 按计划完成
5 实验过程中遇到的困难与解决途径
遇到的难点 解决途径
eclipse工作目录不能和项目目录为同一个文件夹
使用idea IDE
不熟悉JAVA语法和工具
百度，查看博客和教程
不熟悉git和github使用方法
菜鸟教程
6 实验过程中收获的经验、教训、感想
6.1 实验过程中收获的经验和教训
学习了JAVA语法和git使用方法。了解了不同IDE的一些区别。
要注意项目的包之间的相互依赖，注意相对路径。
要注意变量类型。
要注意变量声明仅在代码块之内有效。
6.2 针对以下方面的感受
(1) Java编程语言是否对你的口味？
很适合编写软件项目，相比其它语言，比C更“高级”，支持面向对象，比python更安全，适合项目开发。
(2) 关于Eclipse IDE
不如IDEA好用。
工作目录不能为项目目录很奇怪，不知道是不是我理解错了。
(3) 关于Git和GitHub
很好的代码管理工具。
(4) 关于CMU和MIT的作业
渐进的题目设计很适合一步步学习。
可以试着设计HIT的作业。
(5) 关于本实验的工作量、难度、deadline
工作量还好，难度适中，时间有点短，希望告知TA如何运行程序，以便自行检查提交的项目是否能够运行。
(6) 关于初接触“软件构造”课程
学习了软件构造的过程。
希望给出教学大纲，现在对课程内容还有疑惑。