软件工程个人项目
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 本作业属于北航软件工程课程 | 2020春季计算机学院软件工程（罗杰 任建） |
| 本作业的要求请点击链接查看 | 2020BUAA软件工程个人项目作业 |
| 教学班级 | 005 |
| Github项目地址 | https://github.com/syncline0605/IntersectProject |
| 我在这个课程的目标 | 提高自身的代码能力、学习团队协作开发的过程 |
| 本作业帮助我实现目标的具体方面 | 实践PSP过程、熟悉用VS进行C++开发的流程、熟悉VS带有的各种工具 |
PSP表格
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 | ||
| - Estimate | - 估计这个任务需要多少时间 | ||
| Development | 开发 | 660 | 930 |
| - Analysis | - 需求分析（包括学习新技术） | 180 | 240 |
| - Design Spec | - 生成设计文档 | 30 | 30 |
| - Design Review | - 设计复审（和同事审核设计文档） | 30 | 0 |
| - Coding Standard | - 代码规范（为目前的开发制定合适的规范） | 60 | 0 |
| - Design | - 具体设计 | 60 | 60 |
| - Coding | - 具体编码 | 120 | 420 |
| - Code Review | - 代码复审 | 60 | 0 |
| - Test | - 测试（自我测试，修改代码，提交修改） | 120 | 180 |
| Reporting | 报告 | 180 | 210 |
| - Test Report | - 测试报告 | 120 | 120 |
| - 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 | 60 |
| 合计 | 840 | ||
前期设计阶段的时间较为宽松，可以不断修改设计、查询新的方法，而且一边设计一边编写作业博客。在推翻一版设计之后又删掉已经写好的博客，因此耗费了许多时间。在编码阶段，因为不熟悉C++语言，处理C++的语法错误耗费了巨大的时间，有时会使用几个小时寻找一个原本很简单的小错误，但总得来说因为前期已经设计好了代码结构，在语法错误之外没有太大的阻碍。在分析、测试阶段，因为剩余时间相当不足，没有时间完整地完成PSP流程、没能做好代码风格分析、运行分析和单元测试。
总得来说，在这次的个人项目中，我深深地体会到了“先设计后编码”的优越性；但是一方面由于前期设计用时过长、中期语言不熟悉编码错误过多，导致后劲不足，虎头蛇尾，在后期分析测试阶段没有完成作业要求，没有完全消除程序警告。在作业时间截至后我将会继续认真完成这一部分。
解题思路描述
需求分析（包括学习新技术）
1、在阅读了个人项目作业后，首先针对评分规则，计划学习了以下新技术：
- 因为评分标准中包含
Commit 信息是否区分标题和详细描述，参考学习了以下博客
2、程序的输入为命令行参数，需要设计并编写解析命令行参数的函数
- 因为该程序必然有一个输入 (-i) 和一个输出 (-o) ，可以基于这一点简化程序
3、针对求直线与直线交点、直线与圆交点、圆与圆的交点的问题的编程解决方法，经过学习决定应用以下方法：
-
大体思路：首先判断是否有交点，如有交点再计算交点的坐标；将判断和计算的函数不分开书写，因此许多计算的中间数据就不必重复计算
-
点在直线上的投影
- 直线从 \(P_1\) 指向 \(P_2\) 的单位向量为 e ，直线上的两点为 \(P_1、P_2\) ，待求的点为 \(P\) ，投影点为 \(P_r\)
- 求出向量 \(<P_1, P>\) 在 e 方向上的投影向量 \(<P_1, P_r>\)，结合 \(P_1\) 的坐标， \(P_r\) 的坐标也就很容易求出了
-
直线与直线交点
-
当两直线斜率相同或两直线斜率均不存在时，两直线无交点
-
若一条直线经过两点 \(P_1, P_2\)，则若要表示成 \(Ax + By + C = 0\) 的形式
-
有\(A = P_1.y - P_2.y ， B = P_2.x - P_1.x ， C = P_1.x * P_2.y - P_2.x * P_1.y\)
-
若有两条相交的直线 \(A_0x + B_0y + C_0 = 0\) 和 \(A_1x + B_1y + C_1 = 0\)，它们的交点为 \((X, Y)\)
\(X = (B_0*C_1 - B_1*C_0)/D\)
\(Y = (A_1*C_0 - A_0*C_1)/D\)
\(D = (A_0*B_1 - A_1*B_0)\) （若D为0则两条直线平行）
-
-
直线与圆交点
- 先求圆心 \(p\) 在直线上的投影点 \(pr\) 的坐标，然后就可求出
Vector <p, pr>的模长 \(m\) ，将这个模长 \(m\) 与半径 \(r\) 比较 - 若 \(m\) 大于半径 \(r\) ，无交点
- 若 \(m\) 等于半径 \(r\) ，有一个交点，则投影点 \(pr\) 就是交点
- 若 \(m\) 小于半径 \(r\) ，有两个交点，则先使用勾股定理，根据 \(m\) 与 \(r\) 求出圆内线段长度的一半；再根据这个线段长度、投影点坐标和直线的方向向量，得到两个交点的坐标
- 先求圆心 \(p\) 在直线上的投影点 \(pr\) 的坐标，然后就可求出
-
圆与圆的交点
- 详见以下博客
-
参考学习博客：
设计实现过程
数据保存方式的设计
-
struct Point(struct Vector)
- 当在坐标系中进行计算时，Vector是一个非常重要的概念。从数据上来说，它与点一样用一个横坐标
double x、一个纵坐标double y就可以表示，但它也应该保存模长double length
- 当在坐标系中进行计算时，Vector是一个非常重要的概念。从数据上来说，它与点一样用一个横坐标
-
struct Line
- struct Circle
- 用
STL vector数据结构保存各输入项- vector< Line >
- vector< Circle >
- 用
STL set数据结构保存各交点，保证存储的交点不重复- set< Point >
函数的设计
-
命令行解析函数
-
输入处理函数
-
求连接两点的向量
- 输入：
Point A,Point B - 输出：
Vector M
- 输入：
-
求点在直线上的投影坐标函数
- 输入：
Point A，Line l - 输出：
point M
- 输入：
-
求点到直线的距离函数
- 输入：
Point A，Line l - 输出：
int distance
- 输入：
-
求两直线交点数的函数/求直线与圆交点数的函数/求两圆交点数的函数
- 输出：交点数
- 交点的坐标通过将引用作为参数传入函数来得到
单元测试的设计
- 没有完整地对所有函数进行单元测试，主要以使用测试用例测试为主，简单地对一些小函数进行了单元测试
测试样例的设计
程序性能
使用一个随机生成的包含一千多条数据的测试集，运行了一分钟（未运行完即终止运行）。
很明显，程序将大多数时间用在了set的元素插入上
除此之外，基于确定的精确值对equals意义的重写也占用了大量时间
在设计阶段思考过这样一个优化方式，但是最后没有时间实现
- 每当计算出两直线 \(l_1,l_2\) 的交点或是直线 \(l\) 与圆 \(c\) 的交点后，就可以判断交点
- 是否在其余还未判断与 \(l_1\) 的交点、与 \(l_2\) 的交点的直线上，若在，则可记录下来，就不必再进行计算和判断（因为两直线只可能有一个交点）
- 是否在其余还未判断与 \(l\) 的交点的直线上，同上
代码说明
- 求两直线的交点
- 求直线与圆的交点
