201871010102-常龍龍 實驗三 結對項目一《D{0-1}KP 實例數據集算法實驗平台》項目報告

項目	內容
課程班級博客鏈接	https://edu.cnblogs.com/campus/xbsf/2018CST?filter=all
這個作業要求鏈接	https://www.cnblogs.com/nwnu-daizh/p/14604444.html
我的課程學習目標	1. 熟悉github操作 2. 熟悉springboot+vue網站開發的技術 3.加深對D{0-1}問題的解法的理解 4.熟悉java語言開發程序的一般流程 5.掌握程序設計的模塊化開發 6.熟悉PSP流程 7.體驗軟件項目開發中的兩人合作，練習（結對編程） 8.掌握Github協作開發程序的操作方法
這個作業在哪些方面幫助我實現學習目標	1. 更加熟練git的相關操作 2. 熟練markdown編輯器的使用方法 3.溫習使用前后端分離技術開發網站的過程 4.學會算法設計的思想 5.學會GitHub協作開發的操作 6.體驗到了結對編程的好處
結對方學號-姓名	201871010111-劉佳華
結對方本次博客作業鏈接	https://www.cnblogs.com/JerryLau-213/p/14652158.html
項目Github的倉庫鏈接地址	1.后台數據接口： https://github.com/beike666/bag_serve_better 2.前台頁面：https://github.com/beike666/bag_client

博客正文

任務1：閱讀《現代軟件工程—構建之法》第3-4章內容，理解並掌握代碼風格規范、代碼設計規范、代碼復審、結對編程概念

• 代碼風格規范：就是代碼格式的一些要求。主要有以下幾個方面：
  
  
  • 縮進
    
    
  • 行寬
    
    
  • 括號
    
    
  • 斷行與空白的{}行
    
    
  • 分行
    
    
  • 命名
    
    
  • 下划線
    
    
  • 大小寫
    
    
  • 注釋
    
    

代碼風格規范的原則是簡明、易讀、無二異性。

• 代碼設計規范：不光是程序書寫的格式問題,而且牽涉到程序設計、模塊之間的關系、設計模式等方方面面。主要體現在以下幾個方面：
  
  

  • 函數
    
    

  • goto
    
    

  • 錯誤處理

    • 參數處理
      
      
    • 斷言

  • 如何處理C++中的類
    
    

    • 類
      
      
    • class vs.struct
      
      
    • 公共/保護/私有成員（public、protected和private）
      
      
    • 數據成員
      
      
    • 虛函數
      
      
    • 構造函數
      
      
    • 折構函數
      
      
    • new和delete
      
      
    • 運算符（Operators）
      
      
    • 異常（Exceptions）
      
      
    • 類型繼承（Class Inheritance）
      
      
• 代碼復審：查看代碼是否符合代碼規范，找出軟件開發過程中的錯誤，降低軟件開發后期維護的難度，提高軟件的質量和可靠性。
  
  

• 結對編程：結對編程中有兩個角色：領航員和駕駛員。在個人編寫的過程中，很多人喜歡根據個人喜好來規定代碼規范，而且存在的bug自己難以發現，因此，在結對編程時，我們可以互換角色，在開始寫代碼之前，規定兩個人都認可的一套代碼規范，並且不間斷地進行復審，以減少軟件中存在的問題，修復bug，提高軟件質量。

任務2：兩兩自由結對，對結對方《實驗二 軟件工程個人項目》的項目成果進行評價，具體要求如下：

（1）對項目博文作業進行閱讀並進行評論，評論要點包括：博文結構、博文內容、博文結構與PSP中“任務內容”列的關系、PSP中“計划共完成需要的時間”與“實際完成需要的時間”兩列數據的差異化分析與原因探究，將以上評論內容發布到博客評論區。

• 結對方博客鏈接
  https://www.cnblogs.com/JerryLau-213/p/14587753.html

• 結對方Github項目倉庫鏈接
  https://github.com/jerryLau-hua/D-0-1-Problem

• 符合（1）要求的博客評論
  

（2）克隆結對方項目源碼到本地機器，閱讀並測試運行代碼，參照《現代軟件工程—構建之法》4.4.3節核查表復審同伴項目代碼並記錄。

• 克隆結對方項目源碼

• 測試運行代碼

• 符合（2）要求的代碼核查表

    項目的開發者：劉佳華
    項目的復審者：常龍龍

復審原則	內容
概要部分
代碼符合需求和規格說明么？	代碼符合需求 缺少相應的規范說明，參照《碼出高效—阿里巴巴開發手冊》的代碼規范來看，代碼是符合規范說明的
代碼設計是否考慮周全？	考慮周全
代碼可讀性如何？	可以順利讀下去
代碼容易維護么？	比較容易維護
代碼的每一行都執行並檢查過了嗎？	是的,都可以執行
設計規范部分
設計是否遵從已知的設計模式或項目中常用的模式？	遵從
有沒有硬編碼或字符串/數字等存在？	沒有
代碼有沒有依賴於某一平台，是否會影響將來的移植？	沒有，不會影響移植，任何平台都可以
開發者新寫的代碼能否用已有的Library/SDK/Framework中的功能實現？	可以用 存在，有些代碼是可以調用的
有沒有無用的代碼可以清除?	沒有
代碼規范部分
修改的部分符合代碼標准和風格嗎？	符合，全都按照代碼標准修改的
具體代碼部分
有沒有對錯誤進行處理?對於調用的外部函數，是否檢查了返回值或處理了異常?	使用回溯求解大數據時會出現內存溢出的異常
參數傳遞有無錯誤,字符串的長度是字節的長度還是字符(可能是單/雙字節)的長度是以0開始計數還是以1開始計數?	沒有
邊界條件是如何處理的? switch語句的default分支是如何處理的?循環有沒有可能出現死循環?	沒有出現死循環
有沒有使用斷言（ Assert）來保證我們認為不變的條件真的得到滿足?	沒有
數據結構中有沒有用不到的元素?	沒有
效能
代碼的效能（Performance）如何?最壞的情況是怎樣的?	達到了具體任務的要求
代碼中，特別是循環中是否有明顯可優化的部分(string的操作是否能用StringBuilder來優化）?	沒有，已經比較優化了
對於系統和網絡的調用是否會超時?如何處理?	目前沒有出現超時的現象。假如出現了我們會殺毒；整理系統，減少運行的進程，釋放內存、cpu，釋放c盤空間；
可讀性
代碼可讀性如何?有沒有足夠的注釋?	可以順利閱讀 有足夠的注釋
可測試性
代碼是否需要更新或創建新的單元測試?	可以繼續開發，測試數據庫的復雜性操作

（3）依據復審結果嘗試利用github的Fork、Clone、Push、Pull request、Merge pull request等操作對同伴個人項目倉庫的源碼進行合作修改。

• 我對結對隊友的實驗二項目進行了克隆
  

• fork:fork是復制、打分支倉庫的意思
  要Fork一個人的代碼倉庫，fork操作會復制一份目標倉庫（包括文件，提交歷史，issues，和其余一些東西），復制后的倉庫在你自己的GitHub帳號下，這個操作是在github服務器上完成的，和本地計算機的倉庫沒有關系。

• push:將本地倉庫中的項目推送到雲端

• Pull request:請求別人pull自己的倉庫。

任務3：采用兩人結對編程方式，設計開發一款D{0-1}KP 實例數據集算法實驗平台，使之具有以下功能：

一、需求分析

在上次實驗項目的基礎上進行改進，以下是我基於springboot+vue的網站技術做出的的需求分析：

1. 后台要能夠從給定的文件中讀取出正確的數據並保存到數據庫
   
   
2. java后端給前端傳遞正確的數據，前端根據后端傳的數據繪制散點圖
   
   
3. java后端實現對自定義數據類型的列表的排序（實現Comparator接口），並向前端傳數據
   
   
4. 實現java后台解決D{0-1}背包問題的動態規划和回溯算法
   
   
5. 后台將求解后的數據寫入文件並保存，前端展示文件下載閱覽
   
   
6. 后台接收用戶發送的算法文件並運行，將運行結果保存到文件然后返回前端
   
   
7. 后台編寫遺傳算法求解D{0-1}KP

開發環境

名稱	版本
jdk	1.8.0
vue-cli	3.12.1
node.js	14.15.0
git	2.29.1.windows.1

二、功能設計

• D{0-1}KP數據可以保存到數據庫，也可以從數據庫中清除
  
  
• 平台可繪制任意一組D{0-1}KP數據以重量為橫軸、價值為縱軸的數據散點圖
  
  
• 平台可對任意一組D{0-1}KP數據按項集第三項的價值:重量比進行非遞增排序；
  
  
• 在平台上，用戶能夠自主選擇動態規划算法、回溯算法求解指定D{0-1} KP數據的最優解和求解時間（以秒為單位）
  
  
• 在平台上，任意一組D{0-1} KP數據的最優解、求解時間和解向量可保存為txt文件或導出EXCEL文件
  
  
• 平台可動態嵌入任何一個有效的D{0-1}KP 實例求解算法，並保存算法實驗日志數據
  
  
• 平台可使用遺傳算法求解D{0-1}KP

三、設計實現

1. 主要類

2. 數據庫中表的設計

file_data表

volume表

3.關鍵方法代碼

代碼測試功能模塊中，后台調用命令行運行java代碼

//run.bat文件的目錄
String publicFilePath=System.getProperty("user.dir")+System.getProperty("file.separator")
                +"code";
String batFilePath=publicFilePath+System.getProperty("file.separator")+"run.bat";
//調用cmd窗口的命令
String command = "cmd.exe /c start /b "+batFilePath;
//run.bat文件對象
File file1 = new File(publicFilePath);
Process p;
try {
  //執行命令
  p = Runtime.getRuntime().exec(command,null,file1);
  endTime=System.currentTimeMillis();
  //取得命令結果的輸出流
  InputStream fis=p.getInputStream();
  //用一個讀輸出流類去讀
  InputStreamReader isr=new InputStreamReader(fis);
  //用緩沖器讀行
  BufferedReader br=new BufferedReader(isr);
  String line=null;
  //直到讀完為止
  while((line=br.readLine())!=null) {
  //取出運行結果
      Judge judge = new Judge();
      boolean bool = judge.isNumeric(line);
      if(bool){
          currentAnswer=line;
          break;
      }
  }
  br.close();
  isr.close();
  fis.close();
} catch (IOException e) {
  e.printStackTrace();
}

將數據保存到數據庫的代碼

for (String profit : result.getProfits()) {
    //創建一個數據表對應的類對象
    FileData fileData = new FileData();
    fileData.setData(profit);
    fileData.setType(1);
    fileData.setTeam(result.getProfits().indexOf(profit)+1);
    fileData.setFile(result.getFileName());
    //執行數據庫保存操作
    fileDataService.save(fileData);
}

四、程序運行

1. 數據存儲和數據清空

• 數據庫存儲

• 數據表的狀態

• 數據庫清空

• 數據表的狀態

2. 散點圖繪制

3. 數據排序

4.算法求解

• 動態規划算法

• 回溯算法

5.結果文件存儲

• 保存為txt文件

• 查看txt文件

• 保存為execl文件

• 查看execl文件

6.代碼測試

• 提交本地算法代碼

• 選擇數據進行測試

• 查看保存的實驗日志數據

• 查看平台提供的示例代碼

7.下載遺傳算法代碼文件，去6進行測試

• 下載遺傳算法代碼

• 查看下載的遺傳算法

• 上傳代碼進行測試

• 查看測試結果

五、結對編程

• 結對過程描述

  1、項目剛開始我們在討論是使用哪種人機交互界面，最終出於頁面效果和開發時間進度方面我們選擇javaWeb頁面，並且使用Springboot+vue的開發方式（因為在上次項目我就使用的網站開發，這次只需要在上次的基礎上進行功能擴展）；

  2、在項目的具體開展過程中，我們各司其職，我負責網站開發，，劉佳華負責算法設計，網站開發完畢后，劉佳華將項目克隆下來，將算法嵌入到后台代碼中，再push上去等等。最終在我們兩個人的合作之下，完成了本次項目開發

• 結對編程討論照片（部分截圖）

六、本次項目的PSP

PSP	任務內容	計划共完成需要的時間(h)	實際完成需要的時間(h)
·Estimate	估計這個任務需要多少時間，並規划大致工作步驟	0.5	1
Development	開發	36.8	38.4
·Analysis	需求分析 (包括學習新技術)	1	1
·Design Spec	生成設計文檔和思路	1	2
·Design Review	設計復審	0.5	0.6
·Coding Standard	代碼規范 (為目前的開發制定合適的規范)	0.3	0.3
·Design	具體設計	1	1
·Coding	具體編碼	30	30
·Code Review	代碼復審	2	2
·Test	測試（自我測試，修改代碼，提交修改）	1	1.5
Reporting	博客	4	8

七、GitHub推送記錄

• 后台推送

• 前台推送

八、小結感受

1、結對編程有利有弊，但是總的來說是利大於弊的，1+1的效果>2。

2、結對編程也是一次互相學習的過程，在結對的過程中，我們可以互相幫助，分享學習資源，出現問題也可以一起討論解決，大大加快了項目的開展進度。而且我們分工明確，我負責編寫網站，我的結對隊友（劉佳華）負責編寫算法，我們各司其職，互相交流，一起合作，最終很好的完成了本次項目。

3、在項目開展過程中，我們也會遇到很多的問題，例如網絡質量不佳，GitHub官網進不去，克隆項目也會出現網絡超時的情況，我們只能下載zip包，在本地運行項目；還有遺傳算法求解D{0-1}KP，我們經過查閱資料，最終只做出了遺傳算法求解0-1問題，項目在這方面還有所欠缺。

4、在結對過程我也看到了自己能力上的缺陷，以前學習的時候重視理論課而疏於實踐課，導致和別人在動手實踐上面的差距，需要及時的彌補自己。同時算法方面我真是欠缺太多，在面對這樣的問題時缺乏思路，因此今后我需要補習算法方面的知識，加強軟件課程的學習，在遇到任何問題時都能有一個正確的思路。