软工实践 - 第五次作业

第二次结对作业 - 词频统计

Github地址：https://github.com/qwe8/pair-project
队友博客： https://www.cnblogs.com/qwe1/p/9763963.html

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分工

林志华： 完成爬虫及将第一次作业C++代码转化为JAVA代码
王焕仁： 使用JAVA实现其余功能

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PSP表格

PSP2.1	Personal Software Process Stages	预估耗时（分钟）	实际耗时（分钟）
Planning	计划	60	60
· Estimate	· 估计这个任务需要多少时间	7(d)	14(d)
Development	开发
· Analysis	· 需求分析 (包括学习新技术)	3(d)	5(d)
· Design Spec	· 生成设计文档	10	10
· Design Review	· 设计复审	10	10
· Coding Standard	· 代码规范 (为目前的开发制定合适的规范)	30	30
· Design	· 具体设计	60	60
· Coding	· 具体编码	2(d)	4(d)
· Code Review	· 代码复审	1(d)	2(d)
· Test	· 测试（自我测试，修改代码，提交修改）	1(d)	2(d)
Reporting	报告	60	60
· Test Repor	· 测试报告	60	60
· Size Measurement	· 计算工作量	30	30
· Postmortem & Process Improvement Plan	· 事后总结, 并提出过程改进计划	60	60

|       | 	合计  | 7(d) | 14(d)

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解题思路与设计

这次作业我们选择用JAVA来写，是经过深思熟虑的。其一是觉得用C++来写爬虫的话，对我们来说都没有接触过，而且听说很麻烦的。其二是觉得需要学习一下JAVA的用法，毕竟是现在最火的语言。其三，是我其实大一下学期有自学过JAVA，但长时间没用变得很生疏，现在重新拾起来感觉也不错。由上三点我们选择了JAVA来解题。

• 爬虫使用

这次的爬虫我们并没有使用爬虫工具，而是我们自己写的。
具体如下：
我使用jsoup用来解析网页的HTML。一开始是利用jsoup的connect函数来获取网站的html存放到Document对象中，后来我发现用这个方法爬取到的论文数量只有501篇，后面的所有论文全都消失了，十分奇怪，我debug了很长一段时间，都没发现自己的问题，后来我查阅了一下资料，发现jsoup爬取的html其实是静态的，比如说有些网站一开始是只加载一部分内容的，等一段时间或则你把滚动条往下拉它才会加载下面的内容，很不幸，要求爬取的论文网站就是这样子的，所以如果只使用jsoup来爬取的话肯定会出现只爬取到501篇论文这样的问题。
对于这样的问题，我的解决方法是用httpclient来动态爬取论文网站的html，然后再使用jsoup来解析html。如何使用httpclient爬网站的html这里我就不详细讲了，毕竟都烂大街了。我详细讲一下如何使用jsoup。
首先我们用浏览器打开CVPR2018官网，然后找到论文标题所在的位置，右键复制标题的CSS选择器，复制之后随便找个地方黏贴一下，dt.ptitle:nth-child(1) > a:nth-child(2)。

从单单这个标题我们还看不出什么东西，我们再复制一下下一篇论文的CSS选择器：dt.ptitle:nth-child(4) > a:nth-child(2)，可以发现第一个选择参数的括号里的值增加了三，那么再多复制几个，即可发现所有标题的选择器是dt.ptitle:nth-child(1+3n) > a:nth-child(2)。所以我们即可利用下面的代码来爬取所有标题：

                   Elements test=document.select("dt.ptitle:nth-child(1)").select("a:nth-child(2)");
		   String str=test.text();//返回的是标题
		   String url2=test.attr("href"); // 爬取

爬取到标题后，可以用爬取标题的超链接，然后爬取这个超链接指向的网站，使用上述的方法继续爬取即可。

	   String url2=test.attr("href");//爬取标题的 href 值
           Document document2 = Jsoup.connect("http://openaccess.thecvf.com/"+ url2).userAgent("Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 9.0; Windows NT 6.1; Trident/5.0)").timeout(50000).get();//下个网页可以直接使用jsoup来爬取html。

• 代码组织与内部实现设计

我们把所有的功能都封装成一个类，结构图如下：

类中具体函数如下：

public class WordCount {
    private static List<HashMap.Entry<String, Integer>> words = null;  //存放单词
    private static List<HashMap.Entry<String, Integer>> phrases = null; //存放词组
    public WordCount(File fileIn); // 类构造函数
    public int getcharnum();  // 获取字符数
    public int getlinenum();   // 获取行数
    public int getwordnum(); // 获取单词数
    public int getphrasenum(int gs); //获取词组数
}

• 说明算法的关键与关键实现部分流程图

词组统计代码流程图：

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关键代码解释

爬虫部分：

   public static void main(String []args)throws IOException{
	   String URL="http://openaccess.thecvf.com/CVPR2018.py";
	   String content= getHtmlByUrl(URL); //使用httpclient 爬取网页html
	   Document document = Jsoup.parse(content); //使用Jsoup来解析html
	   String num,left="dt.ptitle:nth-child(",right="a:nth-child(2)"; //设定CSS选择器
	   int t=1,nb=0; //t为left的参数
	   File f=new File("result.txt");
	   PrintWriter pw=new PrintWriter( new FileWriter(f,true) );
	   while(t<=2935){
		   num=t+"";
		   Elements test=document.select(left+num+")" ).select(right);//利用CSS选择器来抓取标题那部分的html
		   String str=test.text();// 获取标题
		   String url2=test.attr("href"); //获取标题的超链接
		   //根据超链接利用jsoup爬取下个网页的html
		   Document document2 = Jsoup.connect("http://openaccess.thecvf.com/"+ url2).userAgent("Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 9.0; Windows NT 6.1; Trident/5.0)").timeout(50000).get();
		   Elements test2=document2.select("#abstract"); // 选择abstract部分
		   String str2=test2.text();
		   System.out.println("输出到第"+nb+"个");
		   pw.write(""+nb);pw.write("\r\n");
		   pw.write("Title: "+ str);pw.write("\r\n");
		   pw.write("Abstract: "+str2);pw.write("\r\n\r\n\r\n");
		   t+=3;nb++;
	   }
	   pw.close();
	   System.out.println("爬取完成");
   }

词组统计部分：

public int getphrasenum(int gs) {
    	if(gs == 0) return -1;       // gs为限定词组所包含单词的个数，gs为0时不进行词组统计
    	int phrasenum = 0, quan = 1;
    	String temp;
    	/*将contents字符串数组根据分隔符切割成若干个单词，并以全部为小写字母的形式存入contents1中*/
    	String[] contents1 = content.toLowerCase().split("[^0-9A-Za-z]");
    	/*枚举以第i个单词为开头的词组*/
    	for(int i = 0; i <= contents1.length - gs; i++) {
    		bool flag = true;           // flag标志着该词组是否符合要求
			temp = "";
			/*根据要求设置每个单词的权重*/
			if(contents1[i].equals("title")) {quan = (use_quan == true ? 10 : 1);continue;}
			if(contents1[i].equals("abstract")) {quan = 1; continue;}
    		/*判断后m-1个单词是否能够满足要求*/
    		for(int j = 0; j < gs; j++) {
    			if(contents1[i + j].equals("abstract") || contents1[i + j].equals("title")) {flag = 0; break;}
    			if(contents1[i + j].length()>=4){
                    if(Character.isLetter(contents1[i + j].charAt(0))){
                        if(Character.isLetter(contents1[i + j].charAt(1))){
                            if(Character.isLetter(contents1[i + j].charAt(2))){
                                if(Character.isLetter(contents1[i + j].charAt(3))){
                                	temp += contents1[i + j];
                                	if(j != gs - 1) temp += " ";
                                	continue;
                                }
                            }
                        }
                    }
    			}
    			flag = false;
    		}
    		if(flag == true) {              // 满足要求的词组，计算权重后存放在map中进行排序
    			if(mb.containsKey(temp)) {
    				int x = (int)mb.get(temp);
    				mb.put(temp, x + quan);
    				phrasenum++;
    			}
    			else mb.put(temp, quan);
    		}
    	}
    	if(!mb.isEmpty()) phrases = Sort(mb);
    	return phrasenum;
    }

ps：由于当事人的能力不足，这个功能只能简单的以单词都为一个空格为分隔符的基础上，进行词组统计，在之后的学习中，会尽力地完善这个部分让它能够满足大部分的数据。

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性能分析与改进

性能分析图如下：

通过性能分析我发现HashMap这个容器使用耗时非常多，后来发现当用户需要进行词组统计时，程序还是会进行单词统计的一些步骤，就是把单词给丢到HashMap中，可实际上这是不需要的。所以我们在类中设置一个boolean参数来表示是要经行单词统计还是要经行词组统计，不统计的那部分就不需要再使用HashMap，理论上这可将时间优化将近一倍。

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单元测试

十个单元测试如下：

• 1.测试字符数是否正确（去除title，abstrac等等）
• 2.测试行数是否正确
• 3.测试不带权值的单词词频是否正确
• 4.测试带权值的单词词频是否正确
• 5.测试不带权值的词组词频是否正确
• 6.测试带权值的词组词频是否正确
• 7.测试-n限制下输出是否正确
• 8.测试-m限制下输出是否正确
• 9.测试输入文件为空时是否正确
• 10.测试输出文件未给是否正确

测试结果如下：

以下给出三个测试代码：

@Test
public void test4(){// 测试  不出现-m 的  -w 1 
		File file = new File("4.txt");
        WordCount count = new WordCount(file);//实例话WordCount类
        count.set_quan(true);
        int wordnum = count.getwordnum();//读取单词数
        int linenum = count.getlinenum();//获取有效行数
        assertEquals(wordnum, 29);
        assertEquals(linenum, 3);
        List<HashMap.Entry<String, Integer>> m = count.getWords();
        int aa=m.get(0).getValue();
        String bb=m.get(0).getKey();
    	assertEquals( aa , 51);
    	assertEquals(bb, "embodied");
}

@Test
public void test6(){ // 测试 出现-m 的 -w 1
        File file = new File("6.txt");
        WordCount count = new WordCount(file);//实例话WordCount类
        count.set_quan(true);
        int wordnum = count.getwordnum();//读取单词数
        int linenum = count.getlinenum();//获取有效行数
        int phrasenum = count.getphrasenum(3);//获取有效词组数
        assertEquals(wordnum, 29);
        assertEquals(linenum, 3);
        List<HashMap.Entry<String, Integer>> m = count.getPharses();
        int aa=m.get(0).getValue();
        String bb=m.get(0).getKey();
    	assertEquals( aa , 20);
    	assertEquals(bb, "embodied embodied embodied");
}

@Test
public void test8(){ // 测试 -m 参数 接收
	File file = new File("8.txt");
        WordCount count = new WordCount(file);//实例话WordCount类
        int wordnum = count.getwordnum();//读取单词数
        int linenum = count.getlinenum();//获取有效行数
        int phrasenum = count.getphrasenum(8);//获取有效词组数
        assertEquals(wordnum, 64);
        assertEquals(linenum, 3);
        List<HashMap.Entry<String, Integer>> m = count.getPharses();
        int aa=m.get(0).getValue(),cc=m.get(9).getValue();
        String bb=m.get(0).getKey(),dd=m.get(9).getKey();
    	assertEquals( aa , 4);
    	assertEquals(bb, "asdf zxcv jklq aaaa asdf zxcv jklq aaaa");
    	assertEquals( cc , 1);
    	assertEquals(dd, "aaaa wjoi oifvf nvxlj qwoei jfsiod fdss vffr2f4");
}

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Github的代码签入记录

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遇到的代码模块异常或结对困难及解决方法

一切的不幸都是由于当事人的能力不足所导致的，这次的作业改成了用java写，这对于我们来说相当于是一门全新的，从未接触过的技术，从入门的困难重重，再到拖延至DDL，时间上的紧迫，很是让人精神崩溃。好在有队友的耐心指导和无私帮助，最终还是勉强的完成了这次的任务。
在学习java的过程中，也是遇到了大大小小的问题，在不断的一次次的baidu，问身边的同学老师，最终也是初步掌握了这门新的语言，能够完成这次作业真的收获挺多。

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评价你的队友

• 值得学习的地方：能力强，有担当，时刻鼓励他人。
• 需要改进的地方：不够严厉

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学习进度条

| 第N周 | 新增代码（行） | 累计代码（行） | 本周学习耗时 | 重要成长 | |
| - | - | - | - | - |
| 第4周 | 300 | 300 | 5 | JAVA爬虫及语法学习 |
| 第5周 | 300 | 600 | 15 | JAVA爬虫及语法学习 |