第二次作业——个人项目实战

SudokuProject

- 1）SudokuProject项目地址

- 2）在开始实现程序之前，在下述PSP表格记录下你估计将在程序的各个模块的开发上耗费的时间。

|PSP2.1 |Personal Software Process Stages|预估耗时（分钟）|实际耗时（分钟）|
|--------------------------------------------------------------|----------------------------------------------|-------------------------|
|Planning |计划 | 30
|· Estimate |· 估计这个任务需要多少时间 | 30
|Development |开发 | 365
|· Analysis |· 需求分析 (包括学习新技术) | 30
|· Design Spec |· 生成设计文档 | 30
|· Design Review |· 设计复审 (和同事审核设计文档) | 20
|· Coding Standard | · 代码规范 (为目前的开发制定合适的规范) | 25
|· Design | · 具体设计 | 25
|· Coding | · 具体编码 | 200
|· Code Review |· 代码复审 | 20
|· Test | · 测试（自我测试，修改代码，提交修改） | 15
|Reporting | 报告 | 60
|· Test Report | · 测试报告 | 15
|· Size Measurement | · 计算工作量 | 15
|· Postmortem & Process Improvement Plan| · 事后总结, 并提出过程改进计划 |30
|合计 | |455

- 3）解题思路描述。即刚开始拿到题目后，如何思考，如何找资料的心路历程。

　　- 首先想到的是递归，遍历，这种方法可以找到全部解，但是需要花费大量时间来计算。
　　- 之后呢想到了变换，通过一个随机数组，位移变换来产生一个数独，这种方式时间复杂度低，快速，但是不能找到全部解。算了一下，能找到362880个解，这个数值也算可以了，就采用的这种方法。
　　查找资料主要是通过在网上查阅，看博客，看哪种方式更好，更贴合实际需求。
　　

- 4）设计实现过程。设计包括代码如何组织，比如会有几个类，几个函数，他们之间关系如何，关键函数是否需要画出流程图？

本程序主要有以下4个函数：主函数(main)/随机数组函数(my_rank)/数独构建函数(build)/写入文件函数(arr_write)

各个函数关系如下图所示：

程序的流程图具体如下：

- 5）代码说明。展示出项目关键代码，并解释思路与注释说明。

　　- 这是一维数组的遍历程序，通过递归来实现的，１-9自由排列

void my_rank(int depth1,int *rand_arr)
{
    if(now_N == N)  return   ;
    int depth = depth1;
    bool i_jump = false;
    if(depth == 9)
    {

        for(int i = 0;i < 9;i++)
        {

            A[i] = rand_arr[i];
        }


        build();
        return ;
    }
    int new_A[9];
    for(int i = 0;i < 9;i++)
    {
        new_A[i] = rand_arr[i];
    }
    //放置 i
    //for(int i = 1;i < 10;i++)
    //for(int i = 8;i > -1 ;i--)
    for(int i = 1;i < 10;i++)
    {

        if(depth == 0)
        {
            new_A[0] = 7;//修改学号位置
            my_rank(depth+1,new_A);
        }
        else
        {
            int j;
            for(j = 0;j < depth;j++)
            {
                // if repeat -- break
                if(new_A[j] == i)
                {
                    i_jump = true;
                    break;
                }

            }
            if(i_jump == true)
            {
                i_jump = false;
                continue;
            }
            new_A[j] = i;
            my_rank(depth+1,new_A);
        }
    }
}

　　- 这是数独的构建函数，通过一维数组变化而来
　　这种方法的具体思路是：首先产生一个大小为9的一位数组，1-9自由排列。①第一行为原始数组顺序②第二行为第一行数组左移三位后的状态③第三行为第二行左移三位后的状态。把原始数组左移一位作为第四行的顺序，依次执行前三步，把原始数组左移二位作为第六行的顺序... ...具体实例如下：

1	2	3	4	5	6	7	8	9
4	5	6	7	8	9	1	2	3
7	8	9	1	2	3	4	5	6
2	3	4	5	6	7	8	9	1
5	6	7	8	9	1	2	3	4
8	9	1	2	3	4	5	6	7
3	4	5	6	7	8	9	1	2
9	1	2	3	4	5	6	7	8

代码如下：

void build()
{
    int move[4];

    for(int q = 0;q < 3;q++)
    {
        if(q != 0)
        {
            //左移4位
            for(int j = 0;j < 4;j++)//左移4位
            {
                move[j] = A[j];
            }
            for(int j = 4;j < 9;j++)//左移4位
            {
                A[j-4]  = A[j];
            }
            for(int j = 5;j < 9;j++)//左移4位
            {
                A[j]  = move[j-5];
            }
        }
        //赋值第 0 3 6行
        for(int j = 0;j < 9;j++)
        {
            global_arr[q*3][j] = A[j];
        }

        for(int i = 1;i < 3;i++)
        {
            for(int j = 0;j < 3;j++)//左移三位
            {
                move[j] = A[j];
            }
            for(int j = 3;j < 9;j++)//左移三位
            {
                A[j-3]  = A[j];
            }
            for(int j = 6;j < 9;j++)//左移三位
            {
                A[j]  = move[j-6];
            }

            for(int j = 0;j < 9;j++)
            {
                global_arr[q*3+i][j] = A[j];
            }
        }

    }
     if(global_arr[0][0] == 7)//学号判断
     {
        arr_write(FileName,global_arr);
        now_N++;
     }
}

- 6）测试运行。程序必须是可运行的，展示出程序运行的截图。

这是启动程序并且生成十万个不重复的数独

这是生成的输出到txt文本中数独的截屏

当输入数据非法时会提示错误

- 7）记录在改进程序性能上所花费的时间，描述你改进的思路，并展示一张性能分析图，并展示你程序中消耗最大的函数。

　　通过Visual Studio Community 2015中的Visual Studio Profiling Tools工具分析原来程序性能，以下为程序运行生成40000个数独的性能分析图：

　　从以上图中看出，运行生成40000个数独工采集样本19251个，消耗时间在20s左右。因为函数是在层层调用的，所以在显示函数占用cup情况会看到树形的my_rank/build/arr_write，占用最多的基本就是cpp内的函数。从执行单个工作最多的函数来看，也全是内置函数。

　　从上图也可以看到，耗费cup的函数主要是打开文件与关闭文件。

- 8）在你实现完程序之后，在下述PSP表格记录下你在程序的各个模块上实际花费的时间。

PSP2.1	Personal Software Process Stages	实际耗时（分钟）
Planning	计划	30
· Estimate	· 估计这个任务需要多少时间	30
Development	开发	705
· Analysis	· 需求分析 (包括学习新技术)	45
· Design Spec	· 生成设计文档	30
· Design Review	· 设计复审 (和同事审核设计文档)	20
· Coding Standard	· 代码规范 (为目前的开发制定合适的规范)	25
· Design	· 具体设计	300
· Coding	· 具体编码	250
· Code Review	· 代码复审	20
· Test	· 测试（自我测试，修改代码，提交修改）	15
Reporting	报告	75
· Test Report	· 测试报告	15
· Size Measurement	· 计算工作量	20
· Postmortem & Process Improvement Plan	· 事后总结, 并提出过程改进计划	40
合计		810

注：以上为估计时间

-9) 个人总结

　　这个项目确实耗费了很多时间，远超出了预估，也确实学到了很多东西，特别是在工具使用方面。这个项目起到了工欲善其事，必先利其器的效果。不错。