寒假作业2/2

作业基本信息

这个作业属于哪个课程	2021春软件工程实践\|W班(福州大学)
这个作业要求在哪里	作业要求
这个作业的目标	阅读构建之法，提出5-10个问题词频统计程序的编程
其他参考文献	无

任务一：阅读《构建之法》并提出问题

问题一：

在2.1.2中，作者认为，单元测试必须由最熟悉代码的人，也就是程序的作者来编写，从大体上来讲，我是支持这个想法的，毕竟代码的作者是最了解代码的目的、特点、流程的人。但是，有时候可能往往因为这代码是自己写的，自己的想法就已经局限在这里面了，就没有意识到某些问题。比如这次作业的单元测试环节，我在编写写测试样例的时候，能想到的例子往往都是在编写代码时候有考虑到的情况了，而一些潜在的易错的点往往自己却不容易发现，因此我认为作者该处的说法并不完全正确。

问题二：

在4.5.2中，作者提出了结对编程的协助模式，每人在各自独立设计、实现软件的过程中不免要犯这样那样的错误。在结对编程中，因为有随时的复审和交流，程序各方面的质量取决于一对程序员中各方面水平较高的那一位。这样，程序中的错误就会少很多，程序的厨师质量就会高很多，这样会省下很多以后修改、测试的时间。书中介绍了不少关于结对编程所带来的好处，这里就不详细列举。不过，在我看来，作者的想法是否过于理想化？如果回归到现实，在一些相对极端的情况下如两个同学编程经验都不多，这样是不是就等于一对跨了呢？又或者出现"一神带一坑"的情况，编程能力高的人是否会被拖后腿，编程能力低的是不是就可以"躺赢"呢？

问题三：

在5.3.6中，作者介绍了一种名为MVP（Minimum Viable Product）——最小功能集的方法，它的具体做法是把产品最核心的功能用最小成本实现或描绘出来，然后快速征求用户意见。诚然，该开发方法符合敏捷思想，它适用于市场不确定的情况下，通过设计实验来快速检验产品是否可行。
但是，MVP这种方法是任何时候都可行的吗？如果乔布斯发布的是最小可用的 iPhone，我们是不是会得出结论说大家更喜欢键盘？如果 Tesla（电动车）制造的是最小可用汽车，还有没有人去开它？带着我的疑惑我上网查找了资料，有人解释到，这不是“最小可用”理念本身的问题，硬件不是免费的而且也不能方便快速更新，所以说只是有些市场不合适。但是我还是不太懂，就好比饿了么跟美团两家公司，如果它们只是把最核心的功能——"点外卖"（我个人理解是这样）做出来，在市场上他们会不会失去竞争的能力？所以，MVP的方法在什么情况下最适用呢？

问题四：

在12.2中，作者在介绍用户体验设计和步骤时讲到，用户体验设计的一个重要目的就是降低用户的认知阻力，即用户对软件界面的认知和实际结果的差异。
读完这段话我产生了一些思考，是不是说认知阻力极大的软件会降低用户的体验感？这里举一个关于自己的例子，曾经有段时间我的同学强烈给我推荐vim编辑器，据说各种便捷、强大、无所不能、不可思议、上天入地等等等等，当时我就兴致勃勃地去学习了各个命令并且在常用的IDE里面安装了插件强迫着自己去使用，但是对于刚入门的我来说这个认知过程总感觉磕磕绊绊，甚至在赶作业ddl的时候心中有了卸载的冲动。对此我想问的是，针对这种专业性较强的软件来讲，降低认知阻力还是用户体验设计的一个重要目的吗？还是说在一些情况下，总有一些软件是开发给那些需要功能强大，忽略认知阻力的受用团体的？

问题五：

在17章人、绩效和职业道德中，这里讲到对于创造性思维的活动来说，创造力的激发和金钱成反比。对此我存在疑惑，为何两者会形成负相关的关系？在我上网查阅资料之后，了解到，参考的文献中通过一个实验说明了虽然基础良好的待遇的工作环境，是基本的保障，人们在良好的基础保障上在发挥创造力，就是现实的可操作的。但是人脑其实非常孱弱，因此要好好发挥其灵光闪耀，则必须提供和营造良好的分享氛围，强调和激励工作人员去关注创造力本身，而不去纠结奖金激励。我对此想法是赞同的，但是我认为作者观点中金钱与创造力不是简单的形成反比，它们一个是有一个临界条件的。

附加题：关于著名的计算机科学家Donald E. Knuth和他的排版软件TeX的趣事

Donald E. Knuth在写完《计算机程序设计艺术》（The Art of Computer Programming，TAOCP）第三卷后，由于对当时粗糙的排版技术忍无可忍，开始开发排版软件TeX。他原本以为只需要半年时间就能完成，但最终用了超过十年时间，直到1989年TeX才最终停止修改。
TeX的版本号码十分有趣。从TeX第三版开始，之后的升级是在小数点后加入一个新数位，使之越来越接近圆周率π的值。当前版本的TeX是3.14159265，它的最后更新时间是2014-01-12。这显示了TeX已经十分稳定，任何的升级都十分细微。高德纳曾表示“最后一次升级是（于我过世后）将版本数改为π，那时任何余下的漏洞将被看作程序的功能。”
TeX是非常稳定的程序，高德纳悬赏奖励任何能够在TeX中发现程序漏洞（bug）的人。每一个漏洞的奖励金额从2.56美元开始，并每年翻倍，直到目前的327.68美元封顶。然而高德纳从未因此而损失大笔金钱，因为TeX中的漏洞少之又少，而真正发现漏洞的人在获得支票后，宁愿将其裱起来留作纪念也不愿拿去兑现。
引用链接click here

任务二：WordCount编程

github地址

PersonProject--Java

PSP表格

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	15	20
Development	开发
• Analysis	• 需求分析 (包括学习新技术)	60	90
• Design Spec	• 生成设计文档	30	30
• Design Review	• 设计复审	20	30
• Coding Standard	• 代码规范 (为目前的开发制定合适的规范)	120	90
• Design	• 具体设计	30	40
• Coding	• 具体编码	300	360
• Code Review	• 代码复审	20	20
• Test	• 测试（自我测试，修改代码，提交修改）	40	30
Reporting	报告
• Test Repor	• 测试报告	30	40
• Size Measurement	• 计算工作量	20	15
• Postmortem & Process Improvement Plan	• 事后总结, 并提出过程改进计划	15	15
	合计	700	780

解题思路

在阅读完任务儿WordCount的需求说明后，首先对需求做了分析，任务主要做的是对文件文本的一些指标的统计，当时大致的思路就是先使用java的IO工具，对文件的文本进行获取，然后在核心Core中分别实现各个统计功能，通过IO工具将文本处理后交付给核心Core处理。处理完之后将统计信息通过IO工具写入输出文件。
该任务主要的是核心部分的实现，具体思路如下：

字符数可以通过逐个读取字符进行累加；
单词数的统计首先需要剔除非法的分隔符，然后对各个字符子串进行正则匹配；
行数也可以利用正则表达式；
词频统计通过对存在map中的"单词：数量"键值对进行自定义排序，排序规则为——value大的优先，value相等的按key的字典序前的优先。

代码规范制定链接

codestyle.md

设计与实现过程

模块划分

在做完需求分析之后，我将该任务划分为三个模块，分别是:程序入口，文件IO模块，计算统计模块。
因此我的项目目录结构为

函数及其关系

FileIO
- public static BufferedReader readFromFile(File inputFile)对输入文件进行读取操作
- public static void writeToFile(File outputFile, String content)将处理的结果写入到输出文件中
WordCount
- public static void main(String[] args)项目程序的入口，调用readFromFile方法获得BufferedReader对象，作为参数传递给CountCore.java, 在CountCore.java中调用它内部的函数进行统计计算，并且得到其返回的结果。将结果按需求中的结构组织好之后，调用writeToFile方法，将内容写入到文件中。
CountCore
- public static int characterCount(BufferedReader bufferedReader) 对字符进行统计
- public static boolean isWord(String string) 判断字符子串是否是合法的单词
- public static Map<String,Integer> wordStore(BufferedReader bufferedReader)对每一个合法的单词进行存储，结果以单词名-单词数量形式的键值对存进map集合
- public static int wordCount(BufferedReader bufferedReader)调用wordStore方法得到map，对map进行遍历，对单词总数进行统计
- public static int lineCount(BufferedReader bufferedReader)对文本的行数进行统计
- public static List<Map.Entry<String,Integer>> sortByFrequency(Map<String,Integer> map)对存在map中的"单词：数量"键值对进行自定义排序，排序规则为——value大的优先，value相等的按key的字典序前的优先

关键代码

          ...
            String str;
            while((str=bufferedReader.readLine())!=null){
                str=str.toLowerCase().replaceAll(splitRegex," ");
                //将分隔符全部替换成" "
                StringTokenizer stringTokenizer=new StringTokenizer(str);
                while(stringTokenizer.hasMoreTokens()) {
                    String substring = stringTokenizer.nextToken();
                    if (isWord(substring) && result.containsKey(substring)) {
                        int frequency = result.get(substring);
                        result.put(substring, frequency + 1);
                    } else if (isWord(substring) && (!result.containsKey(substring))) {
                        result.put(substring, 1);
                    }
                }
            }
        ...

public static List<Map.Entry<String,Integer>> sortByFrequency(Map<String,Integer> map){
        List<Map.Entry<String,Integer>> list=new ArrayList<>(map.entrySet());
        Collections.sort(list, new Comparator<Map.Entry<String, Integer>>() {
            @Override
            public int compare(Map.Entry<String, Integer> o1, Map.Entry<String, Integer> o2) {
                return  o1.getValue().equals(o2.getValue())?
                        o1.getKey().compareTo(o2.getKey()):o2.getValue()-o1.getValue();
            }
        });
        return list;
    }

性能改进

本次作业中，性能改进的思路主要是从IO方向入手，一开始想选用的是FileReader和FileWriter进行文件的读写，原因是之前学习的过程中运用得比较多，相对不陌生。但经过上网查阅了多数资料后，了解到BufferedReader和BufferedWriter在内存中会自带一个8kb的字节缓冲区，并且他提供了一个程序员比较喜欢用的方法readLine();方法,它更加方便且效率更高
对于字符串的处理，之前常常是使用String,此作业中使用到了StringBuilder，它的对象表示的字符串是可以改变的，能够动态创建string，以克服string对象恒定性带来的性能影响。

单元测试

测试覆盖率截图
部分单元测试代码如下

@Test
public void testWordCount() throws Exception { 
//TODO: Test goes here...
    File file=new File("testInput.txt");
    BufferedReader bufferedReader=FileIO.readFromFile(file);
    int result= CountCore.wordCount(bufferedReader);
    Assert.assertEquals(4300,result);
}

测试思路
- 4+个纯字母的合法单词如abcd、software
- 小于4个纯字母的非法单词如aaa
- 数字与字母混合，非连续4个字母开头如abc1de23
- 数字与字母混合，连续4+个字母开头如hello123
- 相同词频不同字典序
- 仅有空白字符
- 多行换行
  ...
  总之，就是将文中能够出现的字符的类型进行排列组合，构造出尽量涵盖可能出错的范围，不重不漏

异常处理

本次作业中可能遇到的异常如下：

文件不存在异常，所做处理如下

try {
   ...
} catch (FileNotFoundException e) {
  System.out.println("文件不存在");
  e.printStackTrace();
}

参数输入有误，所做处理如下

if(args.length!=2){
    System.out.println("输入的参数个数有误,请检查后重写输入！");
    return;
}

心路历程与收获

刚开始阅读完题目题目的需求时，并没有很认真去思考其中的细节，大部分的时间都花在构思如何架构这个项目，使得Core核心模块能够独立地分离出来。再确定了大致的模块划分之后又陷入到了IO工具的选择，应该选择什么样的IO工具类才能更方便、更高效呢？这也是当时犹豫许久的一个问题。在刚开始对于合法单词、空行等一些指标的判断，我仍然停留在用较为直接粗暴的if-else分支+.equals()特判的方法进行处理，在同学热心的帮助指导下，我学习了解了正则表达式，简单明了地实现了匹配规则，简化了不少代码。
本次作业中，我巩固了github的使用，相比与之前只是单纯地将一整个项目写好提交上去，这次的多次commit和最后的pull request，让我慢慢体会到了它协同工作时发挥的作用。本次作业中我也重新对自己之前代码风格做了更深刻的规范和调整，希望自己以后能够严格遵守规范，让自己的代码可阅读性提高。除此之外，我还学习到了之前所忽视的单元测试，使我们的工作完成得更轻松，而且会令我们的设计变得更好，甚至大大减少花在调试上面的时间。
总之，本次作业带给了我不少成长，让我认识到了即使一项小的任务，想要把它做得完美也是很难的一件事，它不仅需要逻辑思路，还需要综合考虑多个方面的指标，如性能、耦合性、实现可行性等等。

posted @ 2021-03-05 22:44 不到65kg不改名阅读(115) 评论(5) 编辑收藏举报

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