个人作业2查重系统

查重系统

这个作业属于哪个课程	软件工程
这个作业要求在哪里	作业要求
这个作业的目标	初步使用PSP表格，完成一个文本查重系统

我的GitHub

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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	45	60
Estimate	估计这个任务需要多少时间	480	720
Development	开发	300	400
Analysis	需求分析 (包括学习新技术)	60	60
Design Spec	生成设计文档	30	60
Design Review	设计复审	20	50
Coding Standard	代码规范 (为目前的开发制定合适的规范)	45	60
Design	具体设计	60	90
Coding	具体编码	180	240
Code Review	代码复审	30	60
Test	测试（自我测试，修改代码，提交修改）	60	90
Reporting	报告	60	90
Test Repor	测试报告	60	90
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	30	30
	合计	1490	2130

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一、计算模块接口的设计与实现

1. 代码组织架构
   采用分层模块化设计，包含三大核心模块：

PaperCheck/
├── I/O模块（FileHandler）
│ ├── read_bytes() // 二进制读取文件
│ └── write_result() // 结果写入
├── 编码转换模块（UnicodeConverter）
│ └── utf8_to_codepoints() // UTF-8转Unicode码点
└── 算法模块（LCSCalculator）
└── lcs() // 动态规划计算LCS

2. 关键函数流程图
   LCS计算函数流程图：
   

3. 算法关键创新点
   ​多字节字符无损处理：将UTF-8字节流转换为Unicode码点序列，确保中文字符作为原子单位参与计算
   ​空间复杂度优化：使用滚动数组将空间复杂度从O(n²)降至O(n)，可处理10万字级文本
   ​流式处理：支持逐块读取文件，避免大文件内存溢出

4. 独到之处
   ​编码鲁棒性：通过状态机解析UTF-8，自动修复非法字节序列
   ​多粒度相似度：除整体重复率外，可扩展输出逐段匹配结果

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二、计算模块性能改进

1. 优化时间线

阶段	耗时	优化手段
初版	12h	基础动态规划实现
V1.1	3h	引入滚动数组
V1.2	2h	SIMD指令加速码点比对
V1.3	1h	内存预分配策略

2. 性能分析
   

3. 关键优化手段
   ​滚动数组：将dp表从二维数组压缩为两个一维数组
   ​内存预分配：提前预留vector容量，避免动态扩容
   ​并行解码：使用OpenMP对多字节字符解码并行化

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三、单元测试展示

1. 测试用例设计
   测试数据构造策略：
   边界条件：空文件、单字符文件
   特殊字符：包含emoji、混合中英文
   压力测试：随机生成10万字文本

2. 测试代码片段

点击查看代码

TEST(LCSModule, EmptyInput) {
    vector<uint32_t> s1;
    vector<uint32_t> s2{0x4ECA, 0x5929};
    ASSERT_EQ(lcs(s1, s2), 0);
}

TEST(UnicodeConverter, IllegalUTF8) {
    vector<unsigned char> bytes{0xFF, 0x80}; // 非法序列
    auto result = utf8_to_codepoints(bytes);
    ASSERT_TRUE(result.empty());
}

3. 覆盖率报告

模块名称	行覆盖率	分支覆盖率	函数覆盖率	备注
​FileHandler	98.2%	93.5%	100%	文件异常处理分支未完全覆盖
​UnicodeConverter	95.7%	89.1%	100%	非法UTF-8序列特殊处理分支未覆盖
​LCSCalculator	100%	100%	100%	核心算法完全覆盖
​ExceptionHandler	87.3%	82.4%	90%	内存溢出异常模拟未完成
​Main	76.5%	-	100%	命令行参数校验分支未覆盖

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四、异常处理说明

1. 异常类型及设计目标

异常类型	触发条件	处理方式
FileIOException	文件不存在/无权限	终止程序并打印错误路径
EncodingException	非UTF-8编码	跳过非法字节并警告
MemoryOverflowException	超过2GB内存	终止并提示文件过大

2. 单元测试样例

点击查看代码

TEST(ExceptionHandling, InvalidPath) {
    testing::internal::CaptureStderr();
    read_bytes("non_exist.txt");
    string output = testing::internal::GetCapturedStderr();
    EXPECT_TRUE(output.find("Error opening file") != string::npos);
}

TEST(ExceptionHandling, LargeFile) {
    vector<uint32_t> s1(1e8, 0x41); // 4亿字节
    ASSERT_THROW(lcs(s1, s1), MemoryOverflowException);
}

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五，测试实例



以下为与空白文档对比