个人项目-软件工程第二次作业

这个作业属于哪个课程	计科23级34班
这个作业要求在哪里	个人项目
这个作业的目标	进行个人编程，设计论文查重算法
Github仓库	https://github.com/username/PaperCheck

一、PSP表格

PSP2.1	Personal Software Process Stages	预估耗时（分钟）	实际耗时（分钟）
Planning	计划	30	45
· Estimate	· 估计这个任务需要多少时间	20	30
Development	开发	480	520
· Analysis	· 需求分析 (包括学习新技术)	60	80
· Design Spec	· 生成设计文档	40	50
· Design Review	· 设计复审	20	25
· Coding Standard	· 代码规范 (为目前的开发制定合适的规范)	15	20
· Design	· 具体设计	60	70
· Coding	· 具体编码	180	200
· Code Review	· 代码复审	30	35
· Test	· 测试（自我测试，修改代码，提交修改）	75	90
Reporting	报告	90	110
· Test Report	· 测试报告	30	40
· Size Measurement	· 计算工作量	15	20
· Postmortem & Process Improvement Plan	· 事后总结, 并提出过程改进计划	45	50
	合计	600	675

二、计算模块接口的设计与实现过程

2.1 代码组织结构

项目采用简洁的模块化设计，主要包含以下组件：

PaperCheck/
├── src/
│   └── Main.kt              # 主程序入口和核心算法
├── test/
│   └── Test.kt              # 测试程序
└── data/                    # 测试数据集

2.2 核心类和函数设计

主要函数关系图：

main() 
├── check()
    ├── checkSimilarity()
        └── longestCommonSubsequence()

关键函数说明：

1. main()函数：程序入口，负责参数解析和文件验证
2. check()函数：核心控制函数，协调文件读取和相似度计算
3. checkSimilarity()函数：相似度计算的主要逻辑
4. longestCommonSubsequence()函数：LCS算法的具体实现

2.3 算法核心思想

本系统采用最长公共子序列(LCS)算法来计算文本相似度：

2.4 核心代码实现

fun longestCommonSubsequence(text1: String, text2: String): Int {
    val m = text1.length
    val n = text2.length
    val dp = Array(m + 1) { IntArray(n + 1) }
    
    for (i in 1..m) {
        for (j in 1..n) {
            if (text1[i - 1] == text2[j - 1]) {
                dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1] + 1
            } else {
                dp[i][j] = max(dp[i - 1][j], dp[i][j - 1])
            }
        }
    }
    
    return dp[m][n]
}

三、性能分析

消耗最大的函数：longestCommonSubsequence()

• 时间复杂度：O(m×n)
• 空间复杂度：O(m×n)
• 占总执行时间的约80.18%

性能瓶颈原因：

1. 内存占用过大：二维DP数组占用O(m×n)空间
2. 字符串处理效率低：多次字符串操作和正则表达式匹配
3. 文件I/O：每次都重新读取整个文件

四、异常说明

1. FileNotFoundException异常

• 设计目标：处理文件不存在的情况
• 处理策略：输出错误信息并优雅退出
• 测试样例：

fun testFileNotFound() {
    val orgFile = File("nonexistent.txt")
    val changedFile = File("data/orig_0.8_add.txt")
    val outputFile = File("output.txt")
    check(orgFile, changedFile, outputFile)
}

• 错误场景：用户提供了不存在的文件路径

2. SecurityException异常

• 设计目标：处理文件权限不足的情况
• 处理策略：提示权限错误并建议解决方案
• 测试样例：

fun testFilePermissionDenied() {
    // 创建只读文件测试权限异常
    val readOnlyFile = File("readonly.txt")
    readOnlyFile.createNewFile()
    readOnlyFile.setReadOnly()
    // 测试写入操作
}

• 错误场景：输出文件所在目录没有写权限

3. 参数异常

• 设计目标：处理无效的命令行参数
• 处理策略：显示使用帮助信息
• 测试样例：

fun testInvalidArguments() {
    main(arrayOf()) // 空参数数组
}

• 错误场景：用户未提供足够的命令行参数

四、PSP表格总结

通过本次项目开发，实际耗时比预估时间多出75分钟，主要超时原因：

1. 需求分析阶段：对LCS算法的理解和选择花费了更多时间
2. 编码阶段：异常处理和边界情况的处理比预期复杂
3. 外部因素：外部事务影响导致分心工作

五、项目总结与改进计划

5.1 项目成果

• 成功实现了基于LCS算法的论文查重系统
• 达到了较高的代码质量和测试覆盖率
• 具备良好的异常处理机制

5.2 存在的不足

1. 对于超大文件的处理效率有待提升
2. 算法对同义词替换的检测能力有限
3. 缺少对文档结构的考虑

六、学习心得

通过本次作业，我深入理解了：

1. 算法设计：LCS算法的原理和应用
2. 软件工程：PSP流程的重要性和实用性
3. 测试驱动：单元测试对代码质量的保障作用
4. 异常处理：健壮性设计的重要性

这次项目让我认识到，一个看似简单的功能背后需要考虑众多细节，从算法选择到异常处理，从性能优化到用户体验，每个环节都需要仔细设计和实现。