软工实践寒假作业（2/2）

	项目地址：https://github.com/Fzucaoxin/PersonalProject-Java.git

	代码规范：https://github.com/Fzucaoxin/PersonalProject-Java/blob/main/221801112/example/codestyle.md

一、作业描述

作业课程	2021春软件工程实践\|S班 (福州大学)
作业要求	软工实践寒假作业（2/2）
作业目标	阅读《构建之法》并进行思考。完成词频统计的开发，测试。利用git管理项目。
其他参考文献	廖雪峰的git教程、源代码管理、.gitignore配置语法完全版等

二、目录

三、任务一

3.1.《构建之法》思考与提问

.我阅读了 12章用户体验的关于短期刺激和长期影响的内容：“在实验室里;大家心里想着，我要品尝饮料啦!漱口之后，品尝几口或一听饮料。反馈是:新产品甜味较大，口感很好,我喜欢!
在家里:美国消费者一次买一箱（24听)，随意坐在沙发里，一边看电视一边喝。反馈是:新产品甜味较大，喝多了太腻味,喝不下去,再也不买了!”。

思考:例如一个游戏（如农药，吃鸡等），当人们热衷于它时，能够获得短期的快感，游戏公司开发了防沉迷，是为了减低长期的负面影响。但对于某个不知名的游戏，不言而喻其短期刺激显然更为重要。所以我的疑惑是：短期刺激和长期影响是一个软件不同时期应该考虑的事，还是一开始就应该一起考虑？
我阅读了 8章需求分析关于获取和引导需求：“需求不仅来自外界，还可以来自软件企业本身。一个免费的互联网服务到达>.定规模后，企业就会考虑如何让这个服务带来收入。例如一个免费的互联网电子邮件服务会考虑对用户收费，支持几种不同等级的用户，在邮件中附带广告，或者在页面显示广告，等等。”

思考：现在一些小程序如嵌入至qq中的小程序，大多没有一定用户数量和规模，但程序内部依然包含大量的广告，这不是本末倒置了吗？用户需求都没有先得到满足，但是存在即合理。这些软件程序依靠什么在市场上能够继续生存？
我阅读了 8章需求分析(p158) 关于提高估计能力的招数："实际花费取决于两个因素--多某件事的估计时间X，以及他做过类似开发工作的次数N：Y=X +/- X/N。当N等于1时，一项工作的估计的实际花费范围是[0,,2X]"。

思考：实际开发工作中时间不可能为0，此处去左边取闭区间，是否不妥？还是我没有理解其真正含义？
当出现不容易复现但又存在的bug时如何解决？我阅读了在阅读第一章第9页:“

不可见性（ Invisibility )

软件工程师能直接看见源代码，但是源代码不是软件本身。软件以机器码的形式高速运行，还可能在几个CPU核上同时运行，工程师是“看”不到自己的源代码如何具体地在用户的机器上被执行的。商用软件出现了错误，工程师可以看到程序在出错的一瞬间留下的一些痕迹（错误代号、大致的目标代码位置、错误信息)，但是几乎无法完整重现到底程序出现了什么问题。当工程师回过头来看源代码时，它们还是安静地排列在屏幕上。“

思考：回想起曾经的debug方法，输出查看日志，输出函数调用栈等。又通过网络查询到，例如bug间歇性随机出现时，可分析：

1:随机性数值导致。

2:特定的执行过程导致的特殊情况。

3:野指针导致的不稳定性问题。

想请问实际工作中出现这种不可见性时，如何解决？
如何判断”过早优化“？判断一个优化是否为当前必要的？我阅读了第三章53页，原文：”过早优化:既然软件是“软”的，那它就有很大的可塑性，可以不断改进。放眼望去，一个复杂的软件似乎很多模块都可以变得更好。一个工程师在写程序的时候,经常容易在某一个局部问题上陷进去，花大量时间对其进行优化;无视这个模块对全局的重要性，甚至还不知道这个“全局”是怎么样的。这个毛病早就被归纳为“过早的优化是一切罪恶的根源”。

思考：编写程序时遇见这样的情况，事先不容易判断是否需要优化，如果当前不进行优化，最后发现程序进行这样的优化是必须的，而又不得不修改大量代码。这种情况如何判断“过早优化”？

3.2有趣故事：

自由软件之父的Richard Matthew Stallman（简称 RMS），留着一头卷发和满满的胡子，演讲后的问答坐在台上脱下袜子，赤脚自在的回答提问。资工系的学生问他，目前业界都使用非自由软件，自由软件也没有商业模式，想生存下去该怎么办？Stallman回答，「你可以转行」。

跟Stallman接触过的人多少会感受到他的固执脾气，约访的时候，Stallman要求记者看完他列出的10个连结，并且要编辑及记者保证不犯两个错误。

第一，绝对不会把自由软件和开放源码（Open Source）两个概念混为一谈，以及要用「GNU/Linux」称呼操作系统，而非Linux。

专访的时候，Stallman一边卷着头发，一边徐徐回答记者的提问，他的思路清晰，回答直接、锐利，但他的态度平和，甚至担心记者跳题之后会忘了回来问问题。

问他网络科技产业的未来？

他耸耸肩说，「我不知道未来会怎样，我只想现在！我为自由而奋斗，而是否能够成功，取决于大家是否加入战斗。我所能做的就是鼓励人们聚焦在『自由』，而不是社会所鼓励人们选择的其他次要价值。」

启示：当一个人有了目标和追求时，并且向着这个目标不断前进时，这个人就会变得越来越强大，做人处事有自己的原则，而这些又反过来促进一个人的前进。RMS有对自由软件的追求，这些使得他获得成功，我们做一件事时也应该有自己的目标，这样才能把一件事完成的更好。

四、任务二：

4.1 项目地址：

项目地址：https://github.com/Fzucaoxin/PersonalProject-Java.git

4.2 PSP表格：

PSP2.1	个人开发流程	预估耗时（分钟）	实际耗时（分钟）
Planning	计划	410	840
• Estimate	• 估计这个任务需要多少时间	410	840
Development	开发	350	720
• Analysis	• 需求分析 (包括学习新技术)	60	120
• Design Spec	• 生成设计文档	20	40
• Design Review	• 设计复审	20	40
• Coding Standard	• 代码规范 (为目前的开发制定合适的规范)	20	40
• Design	• 具体设计	70	140
• Coding	• 具体编码	80	160
• Code Review	• 代码复审	20	40
• Test	• 测试（自我测试，修改代码，提交修改）	60	140
Reporting	报告	60	120
• Test Repor	• 测试报告	20	40
• Size Measurement	• 计算工作量	20	40
• Postmortem & Process Improvement Plan	• 事后总结, 并提出过程改进计划	20	40
	合计	410	84

4.3 解题思路描述

需求是对文件内容进行统计，需要文件和流相关知识，起初通过简单的字节流读取文本，发现效率太低，又学习了缓冲流，提升了效率。在这过程中，又学习到了Java的NIO 读取文件内容方式，但在本项目实际效果并不如缓冲流，可能是使用的场景不适合吧，有待继续学习。

其次需要对字符串继续分析。统计单词频数，存在key和value的关系，此处可以使用map这个数据结构，对于字符串，起初使用。对于统计非空白字符的行，使用readline进行判断。起初，没有学习到JAVA Pattern和MAtcher结合正则表达式，处理字符串的高效，使用了太多分支，造成测试数据到达一定量（自己测试了字符数量：5*10^7），耗时格外的长。

4.4 代码规范制定链接

代码规范：https://github.com/Fzucaoxin/PersonalProject-Java/blob/main/221801112/example/codestyle.md

4.5计算模块接口的设计与实现过程

4.5.1 流程图

流程图

4.5.2 关键代码

统计字符数（Lib.getCharNum()）：ASCII码与UTF-8编码，一个英文字母（不分大小写）占一个字节的空间(详情)。由于只对英文字符进行统计，故使用如下获得字节数（当前情况下即字符数）：

	"characters: " + String.valueOf(file.length()) + "\n";

2.统计有效行数：一开始想使用

lineNumberReader.skip(fileLength);
int lines = lineNumberReader.getLineNumber();

	但是这样却不能去除空白行。最后只能一行行判断：

  FileReader fr = new FileReader(file);
  //利用缓冲区提升读取性能
  BufferedReader br = new BufferedReader(fr);
  LineNumberReader lnr = new LineNumberReader(br);
  String str;
  while ((str = lnr.readLine()) != null)
  {
  //统计包含非空白字符的行
  if (!(isBlankString(str)){
  	lineNum++;
  }

单词总数与单词频数（根据数量和字典序排序）统计

存在key和value的关系，故使用map。忽略key的大小写敏感,可以使用TreeMap,构造函数传入String.CASE_INSENSITIVE_ORDER比较器。但是TreeMap效率没有hashMap 高，故综合考虑使用hashMap。此外利用Pattern,Matcher通过正则表达式，对字符串进行判断处理：

String[] strs = s.split("[^a-zA-Z0-9]");
Pattern pattern = Pattern.compile("^[a-z]{4}[a-z0-9]*");

for (String str : strs)
{
    str = str.toLowerCase();
    matcher = pattern.matcher(str);

    if (!str.isEmpty()&&matcher.find())
    {
        cnt++;
        Integer t = map.get(str);
        if (t == null)
        t = 0;
        map.put(str,1+t);
    }
}

对map的排序这是先将其转为list,利用Collection.sort（）进行排序

//将hashMap转化为list
List<Map.Entry<String,Integer>> list = new ArrayList<>(map.entrySet());
//进行排序
Collections.sort(list, new Comparator<Map.Entry<String, Integer>>()
{
    @Override
    public int compare(Map.Entry<String, Integer> o1, Map.Entry<String, Integer> o2)
    {
        if (o1.getValue() == o2.getValue())
        {
            return o1.getKey().compareTo(o2.getKey());
        }
        return o2.getValue().compareTo(o1.getValue());
    }
});

最后再利用循环，对map 中的值进行统计即可得到答案。

4.6 计算模块接口部分的性能改进。

改进程序前的所有对象的实时内存：

改进程序前的所有对象的实时内存

改进后所有对象的实时内存：

改进前耗时：

改进前耗时

改进后耗时：

改进后耗时

由以上对比知改进后消耗了更多的内存空间，但是执行时间得到了大幅缩短。

改进思路：

1.利用BufferReader读取文件，增加读取速度。
2.利用正则表达式(java Pattern和MAtcher),取代原来多个if else 分支对字符串的判断与处理。
    3.用StringBuilder代替String，加快字符串拼接的速度。

4.7 计算模块部分单元测试展示。

4.7.1 单元测试代码

循环调用进行11次测试（10份测试数据，一份测试找不到文件异常）。

for (int i=0;i<11;i++)
    if (i==0)  		  	
        testCount("testData/answer.txt","testData/output.txt","testData/input.txt");
    else
        testCount("testData/answer"+i+".txt","testData/output"+i+".txt","testData/input"+i +".txt");

将程序得到的结果与期望结果answeri.txt的进行一行行比对，给出结果不一样的行：

for (int i=0;(str2=buf2.readLine())!=null;i++)
{
    //读取的内容
    str1=buf1.readLine();
    Assert.assertEquals("第"+(i+1)+"行没有获得预期的结果",str1,str2);
}

4.7.2 测试覆盖率截图

4.7.3 构造测试数据的思路

1.检验单词输出顺序：

windows95，windows98 windows2000 windows20002.

2.区别file123 和123file以及aaa是否为单词。

3.插入空白行。

4.单词分隔符不仅仅加入空格，还有其他如;,:等字符。

5.使用程序产生10^7量级的数据进行测试。

4.8 计算模块部分异常处理说明。

FileNotFoundException异常，不存在该或找不到文件。
```
 单元测试样例：如4.4.1。
```
IOException 异常。可能出现与权限不够或者读取文件时，文件被删除等。

4.9 心路历程与收获

git 学习：在git学习的过程中，了解到git的源于Linus与版本控制系统BitKeeper东家BitMover公司的一段往事，Linus随即花费两周时间写了一个分布式管理系统--git。历史是我们未来发展的参照物，我们不一定要成为像Linus这样的人物，但是我们可以以此勉励自己。在本次项目版本的多次commit 过程中，一开始以为只需要add,commit,push，然后意外发生了，我发现中间某一次commit不符合要求，于是我又去学习相关git知识，终于解决了问题，或许学习就是这样反反复复的过程。
作业完成：在对作业分析的过程中，一开始感觉要求很多不知道如何下手，后面多次阅读了作业要求，选择一部分一部分的完成作业的要求，在对照其他自己忽略的要求，完善作业。在项目的编写过程中，一开始觉得项目需求不是很难，后面逐渐发现有很多重要的东西自己平时编写程序时没有注意的，自己也花费很多时间完善这方面的知识和进行实际，如：编程规范(自定义注释等)，自动化测试（编写程序生成测试数据，单元测试等），性能测试（通过分析内存占用，函数调用树等优化代码）。
其他：自己在完成项目后，发现估计的时间和花费的时间差距明显。后面又再次阅读《构建之法》工作量估计的内容，公式法，扑克牌法等。以后需要更多的将这些方法运用于实践，来增加自身的估计能力。

posted on 2021-03-04 16:42 明月何时有阅读(132) 评论(6) 编辑收藏举报