| 項目 | 內容 |
|---|---|
| 這個作業屬於哪個課程 | 2020春季計算機學院軟件工程(羅傑 任健) |
| 這個作業的要求在哪里 | 個人項目作業 |
| 我在這個課程的目標是 | 進一步提高自己的編碼能力，工程能力 |
| 這個作業在哪個具體方面幫助我實現目標 | 學習c++，掌握測試方法，掌握軟件工程開發規范和相關工具的使用 |
| 其他參考文獻 | 博客1 |
| 教學班級 | 006 |
| 項目地址 | https://github.com/Michael-Steven/BUAA-software-engineering-personal-project.git |
一、寫在前面
本次作業內容比較簡單，比較適合軟件工程入門，由於之前沒有用c++寫過程序，所以這次寫起來不算是特別順利，出過很多玄學bug，不過借助搜索引擎的幫助，我的問題都解決了。通過這次作業我也正好入門了c++的面向對象機制，為以后的作業打下基礎。
下述 PSP 表格記錄了我在程序的各個模塊的開發上耗費的時間：
| PSP2.1 | Personal Software Process Stages | 預估耗時（分鍾） | 實際耗時（分鍾） |
|---|---|---|---|
| Planning | 計划 | ||
| · Estimate | · 估計這個任務需要多少時間 | 20 | 20 |
| Development | 開發 | ||
| · Analysis | · 需求分析 (包括學習新技術) | 60 | 60 |
| · Design Spec | · 生成設計文檔 | 30 | 50 |
| · Design Review | · 設計復審 (和同事審核設計文檔) | 20 | 20 |
| · Coding Standard | · 代碼規范 (為目前的開發制定合適的規范) | 20 | 10 |
| · Design | · 具體設計 | 30 | 30 |
| · Coding | · 具體編碼 | 240 | 300 |
| · Code Review | · 代碼復審 | 30 | 20 |
| · Test | · 測試（自我測試，修改代碼，提交修改） | 180 | 240 |
| Reporting | 報告 | ||
| · Test Report | · 測試報告 | 50 | 30 |
| · Size Measurement | · 計算工作量 | 10 | 10 |
| · Postmortem & Process Improvement Plan | · 事后總結, 並提出過程改進計划 | 10 | 10 |
| 合計 | 700 | 800 |
二、解題思路
拿到這個題之后，首先明白這是一道求交點的題，根據數學知識即可得出求交點的公式：
- 兩直線的交點：直接聯立兩個直線的方程即可得解；
- 直線與圓的交點：參考博客1，采用輔助線的方法進行求解，比直接聯立方程組求解簡單得多；
- 兩個圓的交點：將兩個圓的標准方程相減得到兩個圓交點所在直線的方程，然后根據直線與圓的交點算法進行求解。
三、實現過程
算法選擇
采用O(n^2)的算法，每新增一條直線或者一個圓，就和之前輸入的所有直線和圓進行交點計算，並存儲到相應容器中，最后統計存儲的交點數量。
類和方法的設計
本代碼共有4個類：
- Point：存儲交點坐標；
- Line：存儲直線方程的參數；
- get_line_line_intersect()：求直線和直線交點
- get_line_circle_intersect()：求直線和圓的交點
- Circle：存儲圓方程的參數；
- get_circle_line_intersect()：求圓和直線的交點
- get_circle_circle_intersect()：求圓和圓的交點
- Intersect：存儲所有直線、圓和交點。
- add_line()：新增直線
- add_circle()：新增圓
容器的選擇
采用STL中的Set存儲，Set中的Insert方法可以在插入新元素的同時自動去除重復的元素，由於本次作業的交點是浮點數，所以在代碼中重載了Set中的<運算符，在進行浮點數比較時忽略極小的數值差異，達到去重的目的。
單元測試
對於以下每種情況分別手動編寫測試數據：
- 多個直線相交於一個點；
- 直線和圓相切；
- 圓和圓內切/外切；
- 多個圓相交於一個點；
- 一條直線和多個圓相交於一點；
- 多條直線和一個圓相交於一點；
- 其他普通情況。
四、性能改進
本次作業我在算法上沒有什么改進的地方，主要是一些細節的改善，比如減少重復的函數調用等等。
性能分析
Code Quality Analysis工具分析
五、關鍵代碼
直線和直線的交點
這里是直接套公式計算交點坐標並存儲在intersect中。
直線和圓的交點
直接翻譯上面提到的算法就可以，這里要注意的是，答案可能是兩個相同的點也可能是兩個不同的點，由於Set有去重的功能，這里統一按兩個不同點的情況來計算。
圓和圓的交點
在計算出交點連線的方程后直接調用直線和圓的交點方法即可。