结对编程作业

结对成员

  • 031802501 蔡震泽 博文地址 GitHub地址

  • 031802531 王昱 博文地址 GitHub地址

    成员 分工
    蔡震泽 原型设计、AI
    王昱 原型设计实现、AI

    原型设计

    流程图

    原型图

  • 我们整体以水墨风格设计了图片华容道,其界面如下:

    1.开始界面

    在开始界面,玩家可以进行继续下一步游戏进行登入,或者注册,或者更改游戏设置,或者退出游戏

    2.登入界面及注册

    玩家输入账号密码即可登入游戏

    3.系统设置界面

    玩家可以对音乐,音效进行设置

    4.游戏菜单

    在此界面,玩家可以查看自己的排行榜和进入游戏

    5.游戏界面

    玩家在此进行游戏,有记录时间与步数

    6.暂停界面

    在对战界面时,可以选择暂停功能

    7.胜利

    如若玩家成功完成华容道,则会出现胜利界面,有着耗费的步数和时间

    8.排行榜

    玩家可在此查看排行前列的玩家

    开发工具

    Axure Rp 9、 photoshop

    结对图

    遇到的困难及解决方法

    问题一

  • 困难描述:由于之前的作业都是编程作业,第一次接触原型模型设计的题目,一开始有点不知所措。

  • 解决尝试:通过百度,查阅资料,以及观看视频来通过对原型模型的了解,经过几天的摸索,对这方面也有了一点的了解。

  • 是否解决:是

问题二

  • 困难描述:第一次使用Axure,对于很多功能都还不熟悉
  • 解决尝试:依然还是通过百度,上B站看教程来自学
  • 是否解决:暂时解决

问题三

  • 困难描述:原型设计需要有很多的图片素材
  • 解决尝试:查阅了大量的素材,才找到几张觉得还不错的素材,有时候甚至自己都想用PS弄素材,但无奈自己不会PS
  • 是否解决:是

收获

  • 这次是结对作业,所以经过这一段时间的学习,和队友的合作更加紧密,关系更加密切,交流得更多。初次体会到了一个软件的设计过程,以及团队合作的重要性。

AI与原型设计实现

2.2 - AI与原型设计实现

[2.2.1]代码实现思路:

网络接口的使用

网络接口是使用python的requests模块实现的,requests在python内置模块的基础上进行了高度的封装,所以使用方法十分简单。

GET请求

import requests

json_url = 'http://47.102.118.1:8089/api/teamdetail/48'

req = requests.get(json_url)

file_requests = req.json()

POST请求

import requests

import json

json_url = 'http://47.102.118.1:8089/api/challenge/start/321a5671-8bfa-4664-8986-fc7a413fa540'

data = json.dumps({

  "teamid": 48,

  "token": "396e1989-984d-4777-98fa-1907fd2072bf"

})

r=requests.post(json_url, data=data, headers={'Content-Type': 'application/json'})

file_requests = r.json()

代码组织与内部实现设计(类图)

说明算法的关键与关键实现部分流程图

算法的关键是如何应对强制交换的问题,以及无解状态的处理。实现流程图如下:

重要代码片段展示及解析

由于BFS实现比较简单自己太菜,没有特别复杂的代码片段。这里我展示一下BFS里面比较核心的一段代码,就是move操作的实现

  def move(self,qi,blank,dire,level, path): 
  
  	 '''将空图blank进行移动,
  	 	qi是当前状态(用字符串存储),
  	 	blank是空图所在位置,
  	 	dire是移动方向,
  	 	level是当前步数
  	 	path是从原状态到当前状态的移动序列'''

​    add = 0
​    if dire == 'a':
​    	add = -1
​    elif dire == 'w':
​       add = -(self.n)
​    elif dire == 's':
​       add = self.n
​    elif dire == 'd':
​       add = 1
​ 	 x = blank + add	#x为blank经过移动后的位置
	 #越界判断
​    if x<0 or x>=self.N or blank==x:	
​       return False
​    if abs(blank%self.n-x%self.n)>1:
​       return False
	 #生成移动后的状态
​    if blank<x:
​       temp=qi[:blank]+qi[x]+qi[blank+1:x]+qi[blank]+qi[x+1:]
​    else:
​       temp=qi[:x]+qi[blank]+qi[x+1:blank]+qi[x]+qi[blank+1:]
	 #该状态之前已经走到过,舍弃
​    if temp in self.dict:
​       return False
	 #更新队列
​    self.dict[temp]=level+1
​    self.dict_path[temp] = path + dire
​    self.que_qi=[temp]+self.que_qi
​    self.que_bk=[x]+self.que_bk
​    self.que_lv=[level+1]+self.que_lv
​    self.que_path=['{0}{1}'.format(path, dire)]+self.que_path	#注意要记录下移动序列
	 #如果已经完成,则结束寻路
​    if temp == self.fin_map:	
​       self.end = 1
​       self.ans = '{0}{1}'.format(path, dire)
​    return True

性能分析与改进

​ 相比于A*和DFS,BFS能够保证最终答案是最优解,所以比较符合题目的要求。但是BFS的时间复杂度是比较高的,所以当完成拼图所需要的路径较大时,耗时也会急剧增加。BFS里面耗时占比最大的两个分别是判重和移动,这里判重是通过记录走过的状态再加上"in"操作实现的。移动操作已经通过将状态转换为字符串进行了优化,未来的改进可能会集中在判重这一块上。

改进的思路

​ 在洛谷OJ上面看到了八数码难题这道题,有些大佬使用了双向BFS来解决,时间复杂度得到了极大的降低,但是实现的思路还没有完全理解,再加上由于强制调换带来的一些困难,暂时没有往这个方向上做改进。但是在判重的问题上却给了我很大的启示,如果能够将每个状态对应一个hash值,就能够直接将判重的时间复杂度将为O(1)。这里我参考了关于“康托展开”的相关知识,通过康托展开值映射到不同的状态上,而且无需占用很大的地址空间。

性能分析图

​ 可以看到耗时最大的就是move函数了,之前也在前面分析了对应代码以及相应的改进方案。还有一个耗时占比较大的是将原始图片转换为对应矩阵,主要是图像的对比识别比较花时间,但这个用了别人的库,就没办法改进啦。

Github的代码签入记录



遇到的代码模块异常或结对困难及解决方法

问题一:

困难描述:不知道如何传数据到api,传什么类型的数据,收到什么类型的数据
解决尝试:通过网上查资料,问同学,一步步尝试,最终还是将接口连上了
是否解决:是

问题二:

困难描述:异常是移动序列的顺序被打乱。本来是不知道顺序乱了,只是手工检查后发现移动序列不正确,在后面调试中把限制深度缩小到2,这才意识到是顺序乱了。
解决尝试:经过检查发现是字符串拼接的时候出错,查阅资料后了解到,如果使用“+”运算来连接字符串可能会出现顺序错误,于是使用了格式化的方式来进行字符串拼接,解决了这一问题。从这个错误中学习到了python的格式化输出方式,这在处理多个不同类型的数据输出时能起到很大的便利。
是否解决:是

问题三:

困难描述:异常是出现在自由交换的时候,一旦需要用到自由调换时,答案一定都是错误的。我将实现自由交换的代码封装成一个函数,输入初始状态和目标状
态,用两层循环遍历所有可能的交换,将有解的交换输出。但是我误以为在python中,列表作为函数参数是值传递的方式,实际上进行遍历的时候,列表已经
发生了变化,而我却在函数返回交换序列后再次对列表进行了交换。
解决尝试:至于我是怎么发现这个问题的嘛......可能人在疲倦的时候更容易灵光一现?由于前一天晚上改算法改到两点都没出结果,上课时昏昏欲睡的我脑子里还是一直装着这个问题,结果突然就想到了这个点......于是之后我又去详细了解了python关于函数的知识,看来基础还是不够牢固呀。
是否解决:是

评价队友

评价人:蔡震泽

队友值得学习的地方:队友的腿非常粗,我抱得很舒服。队友代码能力非常强。坚持不懈,百折不饶。

队友需要改进的地方:做事情有点着急了,总是感觉这个来不及,那个来不及,心态需要平稳一点。

评价人:王昱

队友值得学习的地方:震泽哥真的全能,Axure、PS、Java、Python全都会,原型设计直接带飞。

队友需要改进的地方:感觉震泽哥可能细节上考虑得不太周全,设计算法时有些情况没有注意到,不过不是常说成大事者不拘小节嘛O(∩_∩)O。

学习进度条:

第N周 新增代码(行) 累计代码(行) 本周学习耗时(小时) 累计学习耗时(小时) 重要成长
1 0 0 50 50 学会了使用Axure软件、ps软件,初步做出几个原型界面(简陋)
2 357 357 65 115 完成所有原型设计,开始原型设计实现
3 520 877 80 195 初步实现AI算法
4 395 1272 100 295 完善AI算法,将接口完成

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 60 60
Development 开发 300 350
Analysis 需求分析 (包括学习新技术) 1000 800
Design Spec 生成设计文档 30 30
Design Review 设计复审 20 20
Coding Standard 代码规范 (为目前的开发制定合适的规范) 60 50
Design 具体设计 500 600
Coding 具体编码 1000 1500
Code Review 代码复审 30 60
Test 测试(自我测试,修改代码,提交修改) 60 60
Reporting 报告 60 40
Test Repor 测试报告 20 20
100Size 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 15
Total 合计 3230 3665
posted @ 2020-10-13 23:33  mrczz  阅读(88)  评论(0编辑  收藏  举报