软件构造Lab1记录

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软件构造Lab1记录

实验目标概述

本次实验通过求解三个问题，训练基本 Java 编程技能，能够利用 Java OO开发基本的功能模块，能够阅读理解已有代码框架并根据功能需求补全代码，能够为所开发的代码编写基本的测试程序并完成测试，初步保证所开发代码的正确性。另一方面，利用 Git 作为代码配置管理的工具，学会 Git 的基本使用方法。
* 基本的 Java OO 编程
* 基于 Eclipse IDE 进行 Java 编程
* 基于 JUnit 的测试
* 基于 Git 的代码配置管理。

实验环境配置

实验过程

Magic Squares

第一，设计算法来识别输入的矩阵是否是幻方，要保持正确性和健壮性；
第二，分析所给代码，画流程图，找出偶数负数报错的原因，并且把输入的矩阵保存为 6.txt，再用第一个问题中所设计的矩阵进行测试。

isLegalMagicSquare()

过程：

  1. 读取文件，如果找不到文件，提示错误信息，返回 false
  2. 判断文件中的元素是否用\t 分开，如果不是，提示错误信息，返回 false
  3. 判断元素是否全是正整数，如果不是，提示错误信息，返回 false
  4. 判断矩阵行列数是否相等，如果不相等，提示错误信息，返回 false
  5. 判断矩阵是否完整，如果缺项，提示错误信息，返回 false
  6. 累加各个行、列、对角线的所有元素和，比较是否相等：如果其中两个不相等，提示错误信息，返回 false；如果全相等，提示是幻方，返回 true
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src/P1/txt/1.txt中的矩阵是幻方
src/P1/txt/2.txt中的矩阵是幻方
src/P1/txt/3.txt中的第19行未被\t分割为21部分
故其不是幻方
src/P1/txt/4.txt中的-35<0
故其不是幻方
src/P1/txt/5.txt中的第121行未被\t分割为121部分
故其不是幻方
请输入正奇数n，用以生成一个n*n的幻方

generateMagicSquare()

过程：

  1. 解释该函数如何生成 n×n 的幻方
  2. 给出注释

  3. 分析为何输入负数或者偶数时，会提示错误

  4. 在输入负数或者偶数时，提示错误信息，并返回 false

  5. 将生成的矩阵保存为 6.txt，并用 3.1.1 设计的函数中测试它。

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请输入正奇数n，用以生成一个n*n的幻方
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幻方生成成功！生成的幻方为:
68	81	94	107	120	1	14	27	40	53	66
80	93	106	119	11	13	26	39	52	65	67
92	105	118	10	12	25	38	51	64	77	79
104	117	9	22	24	37	50	63	76	78	91
116	8	21	23	36	49	62	75	88	90	103
7	20	33	35	48	61	74	87	89	102	115
19	32	34	47	60	73	86	99	101	114	6
31	44	46	59	72	85	98	100	113	5	18
43	45	58	71	84	97	110	112	4	17	30
55	57	70	83	96	109	111	3	16	29	42
56	69	82	95	108	121	2	15	28	41	54
正在生成文件6.txt以储存幻方
幻方储存成功！已写入6.txt！
src/P1/txt/6.txt中的矩阵是幻方

Turtle Graphics

该任务分为几个部分：首先要求学会从 github 上下载代码，然后要求利用已有的方法来绘画，包括画正方形，画正多边形，已知当前角度、起点、终点判断需要转过的角度，凸包问题，画出自己想画的图形。最后要求提交代码到 github上。

Problem 1: Clone and import

  1. 从 GitHub 获取该任务的代码：通过实验指导手册找到该任务的网站然后点击 Clone or download 后，再点击Download ZIP 即可

    1. 在本地创建 git 仓库、使用 IDEA 集成的 git 管理本地开发。

Problem 3: Turtle graphics and drawSquare

利 用 Turtle 类 中 给 的 forward(units) 和 turn(degrees) 方 法 ， 来 完 成 drawSquare(Turtle turtle, int sideLength)方法，最后的输出要是一个正方形。实现方法很容易，先走 sideLength，顺时针转向 90，再走 sideLength，顺时针转向 90，然后走 sideLength，顺时针转向 90，最后走 sideLength 即可。

Problem 5: Drawing polygons

  1. double calculateRegularPolygonAngle(int sides)；
这个方法是根据正多边形的边数计算出多边形的内角公式是 double angle = 360 – 180/sides;

  2. int calculatePolygonSidesFromAngle(double angle)；这个方法是根据正多边形的内角计算出边数
公式是 int sides = Math.rint(180/(360 – angle));

  3. void drawRegularPolygon(Turtle turtle, int sides, int sideLength)；这个方法是根据给定的多边形边数与边长画出一个正多边形

Problem 6: Calculating Bearings

  1. 实现 calculateBearingToPoint 方法题意是：给定当前的转角（与 y 轴正向夹角，顺时针为正），当前位置，目标位置，求出到目标位置所需要的转角。

    1. 实现 calculateBearings 方法 题意是：给定一个 x 坐标的列表，y 坐标的列表，组合为一些坐标位置，求出从上一个坐标位置到下一个坐标位置所需要的转角。

Problem 7: Convex Hulls

给定一些点的集合，求出这些点的凸包。通俗来讲，就是求出包围所有点的最小点集合。

Problem 8: Personal art

题目要求是：画一个自己想要的图形

Submitting

将本地项目文件连接到 github 指定仓库后，通过 IDEA 的提交与推送上传至github。

Social Network

建立一个图，来搭建社交网络，能实现添加点、边、求最短路径等操作。设计并实现 java 程序，包括 FriendshipGraph 类，Person 类，main()以及测试用例。

设计/实现 FriendshipGraph 类

  1. addvertex 函数：需要注意的是重复添加人名要返回错误信息；在此函数中扩展人名列表；图的矩阵要扩展，新的一列和新的一行除了对角线为 0，其他全为-1。

  2. addEdge 函数：需要注意自身不能与自身建边；两个人重复建边以最新的为准；不能与不存在的人建边。

  3. getDistance 函数：需要用 bfs（宽度优先搜索）来对两个人之间求距离，注意与不存在的人之间距离为-1；不可达的两个人之间距离为-1；自身到达自身距离为 0；

设计/实现 Person 类

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public class Person {
    private final String Name;
    public Person (String Name) {
        this.Name = Name;
    }
    public String getName() {
        return this.Name;
    }
    public boolean isSameName(String Name) {
        return this.Name.equals(Name);
    }
}

设计/实现客户端代码 main()

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public class FriendshipGraph {
    public static void main(String[] args) {
        FriendshipGraph graph = new FriendshipGraph();
        Person rachel = new Person("Rachel");
        //Person ross = new Person("Rachel");
        Person ross = new Person("Ross");
        Person ben = new Person("Ben");
        Person kramer = new Person("Kramer");
        graph.addVertex(rachel);
        graph.addVertex(ross);
        graph.addVertex(ben);
        graph.addVertex(kramer);
        graph.addEdge(rachel, ross);
        graph.addEdge(ross, rachel);
        graph.addEdge(ross, ben);
        graph.addEdge(ben, ross);
        System.out.println(graph.getDistance(rachel, ross));  //should print 1
        System.out.println(graph.getDistance(rachel, ben));  //should print 2
        System.out.println(graph.getDistance(rachel, rachel));  //should print 0
        System.out.println(graph.getDistance(rachel, kramer));  //should print -1
    }
}

设计/实现测试用例

  1. 对于 addvertex 函数要测试正常添加一个人（true）与重复添加一个人（false）；

  2. 对于 addEdge 函数要测试两个人正常建立关系（true）、一个人与自己建立关系（false）、两个人重复建立关系（以最新关系为准）、不存在的人名(false)；

  3. 对于 getDistance 函数要测试不可达关系、自身到达自身的距离、一个可达关系的距离、不存在的人名(false)。

实验过程中收获的经验和教训

  • 学习新的编程语言时候，要学会与之前学过的语言进行类比
  • 遇到不会的英文单词一定要立马查，不要靠猜词义，很容易理解错误