软件工程第二次作业-第一次个人编程作业

个人编程作业

项目	内容
这个作业属于哪个课程	[软件工程](首页 - 计科23级12班 - 广东工业大学 - 班级博客 - 博客园)
这个作业要求在哪里	[作业要求](个人项目 - 作业 - 计科23级12班 - 班级博客 - 博客园)
这个作业的目标	训练个人项目软件开发能力，学会使用性能测试工具和实现单元测试优化程序

代码仓库: https://github.com/maple525866/3123004566-PaperplagiarismCheck/tree/master

PSP2表格

PSP2.1	Personal Software Process Stages	预估耗时（分钟）	实际耗时（分钟）
Planning	计划	10	15
Estimate	估计这个任务需要多少时间	60	90
Development	开发	200	220
Analysis	需求分析 (包括学习新技术)	30	40
Design Spec	生成技术文档	30	30
Design Review	设计复审	20	20
Coding Standard	代码规范 (为目前的开发制定合适的规范)	10	10
Design	具体设计	30	40
Coding	具体编码	150	250
Code Review	代码复审	30	30
Test	测试（自我测试，修改代码，提交修改）	20	30
Reporting	报告	60	100
Test Repor	测试报告	20	10
Size Measurement	计算工作量	60	45
Postmortem & Process Improvement Plan	事后总结，并提出过程改进计划	40	30

计算模块接口的设计与实现过程

代码组织结构设计

1.1 类结构设计

目前系统采用单一主类设计模式，所有核心功能集中在PlagiarismChecker类中：

PlagiarismChecker (主类)
├── main() # 程序入口，处理命令行参数
├── readFile() # 文件读取模块
├── writeResult() # 结果输出模块
├── calculateSimilarity() # 相似度计算核心算法
└── longestCommonSubsequence() # LCS算法实现

1.2 函数关系层次

Level 1: main()
├── 参数验证
└── 异常处理框架

Level 2: readFile() + calculateSimilarity() + writeResult()
├── 文件I/O操作
├── 核心算法逻辑
└── 格式化输出

Level 3: longestCommonSubsequence()
└── 底层算法实现

1.3 模块职责分离

输入模块：readFile() - 负责UTF-8文件读取和内容处理
计算模块：calculateSimilarity() + longestCommonSubsequence() - 核心算法逻辑
输出模块：writeResult() - 结果格式化和文件写入
控制模块：main() - 流程控制和异常处理

关键函数流程图

2.1 主程序流程

2.2 相似度计算流程

算法设计

3.1.核心算法设计 - LCS（最长公共子序列)

选择理由：

顺序保持：LCS算法保持字符的相对顺序，更符合文本相似性判断
容错性强：对文本中的插入、删除、替换操作具有很好的容错能力
语义保持：即使有词汇替换，核心语义结构仍能被识别

3.2.独到之处

对称性：交换两个文本位置，结果不变
归一化：结果范围固定在[0, 1]
平衡性：考虑两个文本的平均长度，避免长度偏差

3.3 文本预处理策略

智能空格处理：

消除格式影响：不同的空格、换行、制表符不影响相似度
专注内容：只关注实际文字内容的相似性
中文友好：适合中文文本的特点（词汇间不需要空格分隔）

3.4 性能优化考量

动态规划优化：

时间复杂度：O(m×n)，其中m、n为文本长度
空间复杂度：O(m×n)，使用二维DP表
实际优化：可进一步优化为O(min(m,n))空间复杂度
内存友好：
使用StringBuilder进行文件读取，避免字符串频繁拼接
DP表按需创建，处理完成后自动回收

单测代码

单测覆盖率

package com.code;

import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.AfterEach;
import org.junit.jupiter.api.DisplayName;
import org.junit.jupiter.api.io.TempDir;

import java.io.*;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Path;

import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;

/**
 * 论文查重系统单元测试类
 * 覆盖各种边界情况和正常情况，确保程序稳定性
 */
public class PlagiarismCheckerTest {
    
    @TempDir
    Path tempDir;
    
    @Test
    @DisplayName("测试1: 完全相同的文本应该返回100%相似度")
    void testIdenticalTexts() {
        String text1 = "今天是星期天，天气晴，今天晚上我要去看电影。";
        String text2 = "今天是星期天，天气晴，今天晚上我要去看电影。";
        
        double similarity = PlagiarismChecker.calculateSimilarity(text1, text2);
        assertEquals(1.0, similarity, 0.01, "完全相同的文本相似度应该为1.0");
    }
    
    @Test
    @DisplayName("测试2: 完全不同的文本应该返回较低相似度")
    void testCompletelyDifferentTexts() {
        String text1 = "今天天气很好";
        String text2 = "明年计划去旅行";
        
        double similarity = PlagiarismChecker.calculateSimilarity(text1, text2);
        assertTrue(similarity < 0.3, "完全不同的文本相似度应该很低");
    }
    
    @Test
    @DisplayName("测试3: 部分相似文本的相似度计算")
    void testPartiallySimilarTexts() {
        String text1 = "今天是星期天，天气晴，今天晚上我要去看电影。";
        String text2 = "今天是周天，天气晴朗，我晚上要去看电影。";
        
        double similarity = PlagiarismChecker.calculateSimilarity(text1, text2);
        assertTrue(similarity > 0.5 && similarity < 1.0, 
                "部分相似文本的相似度应该在0.5-1.0之间，实际值: " + similarity);
    }
    
    @Test
    @DisplayName("测试4: 空字符串处理")
    void testEmptyStrings() {
        // 两个都为空
        double similarity1 = PlagiarismChecker.calculateSimilarity("", "");
        assertEquals(1.0, similarity1, 0.01, "两个空字符串应该相似度为1.0");
        
        // 一个为空，一个不为空
        double similarity2 = PlagiarismChecker.calculateSimilarity("", "测试文本");
        assertEquals(0.0, similarity2, 0.01, "空字符串和非空字符串相似度应该为0.0");
        
        double similarity3 = PlagiarismChecker.calculateSimilarity("测试文本", "");
        assertEquals(0.0, similarity3, 0.01, "非空字符串和空字符串相似度应该为0.0");
    }
    
    @Test
    @DisplayName("测试5: null值处理")
    void testNullValues() {
        double similarity1 = PlagiarismChecker.calculateSimilarity(null, null);
        assertEquals(0.0, similarity1, 0.01, "两个null值应该返回0.0");
        
        double similarity2 = PlagiarismChecker.calculateSimilarity(null, "测试文本");
        assertEquals(0.0, similarity2, 0.01, "null和文本应该返回0.0");
        
        double similarity3 = PlagiarismChecker.calculateSimilarity("测试文本", null);
        assertEquals(0.0, similarity3, 0.01, "文本和null应该返回0.0");
    }
    
    @Test
    @DisplayName("测试6: 只包含空格的字符串")
    void testWhitespaceOnlyStrings() {
        String text1 = "   ";
        String text2 = "  \t  ";
        
        double similarity = PlagiarismChecker.calculateSimilarity(text1, text2);
        assertEquals(1.0, similarity, 0.01, "只有空格的字符串应该被认为相同");
        
        String text3 = " 测试 ";
        String text4 = "测试";
        double similarity2 = PlagiarismChecker.calculateSimilarity(text3, text4);
        assertEquals(1.0, similarity2, 0.01, "去除空格后相同的文本应该相似度为1.0");
    }
    
    @Test
    @DisplayName("测试7: 单字符文本")
    void testSingleCharacterTexts() {
        double similarity1 = PlagiarismChecker.calculateSimilarity("a", "a");
        assertEquals(1.0, similarity1, 0.01, "相同单字符相似度应该为1.0");
        
        double similarity2 = PlagiarismChecker.calculateSimilarity("a", "b");
        assertEquals(0.0, similarity2, 0.01, "不同单字符相似度应该为0.0");
    }
    
    @Test
    @DisplayName("测试8: 包含特殊字符的文本")
    void testTextsWithSpecialCharacters() {
        String text1 = "Hello, World! @#$%^&*()";
        String text2 = "Hello, World! @#$%^&*()";
        
        double similarity = PlagiarismChecker.calculateSimilarity(text1, text2);
        assertEquals(1.0, similarity, 0.01, "包含特殊字符的相同文本相似度应该为1.0");
        
        String text3 = "测试：文本！？";
        String text4 = "测试：文档！？";
        double similarity2 = PlagiarismChecker.calculateSimilarity(text3, text4);
        assertTrue(similarity2 > 0.7, "包含特殊字符的部分相似文本相似度应该较高");
    }
    
    @Test
    @DisplayName("测试9: 中英文混合文本")
    void testMixedChineseEnglishTexts() {
        String text1 = "今天我要学习Java编程language";
        String text2 = "今天我要学习Python编程language";
        
        double similarity = PlagiarismChecker.calculateSimilarity(text1, text2);
        assertTrue(similarity > 0.7, "中英文混合的相似文本相似度应该较高，实际值: " + similarity);
    }
    
    @Test
    @DisplayName("测试10: 数字和文字混合")
    void testTextsWithNumbers() {
        String text1 = "版本1.0发布于2023年";
        String text2 = "版本2.0发布于2024年";
        
        double similarity = PlagiarismChecker.calculateSimilarity(text1, text2);
        assertTrue(similarity > 0.5, "包含数字的相似文本相似度应该合理，实际值: " + similarity);
    }
    
    @Test
    @DisplayName("测试11: 长文本性能测试")
    void testLongTextPerformance() {
        StringBuilder longText1 = new StringBuilder();
        StringBuilder longText2 = new StringBuilder();
        
        String baseText = "这是一个测试文本段落。";
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            longText1.append(baseText).append("第").append(i).append("段。");
            longText2.append(baseText).append("第").append(i).append("节。");
        }
        
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        double similarity = PlagiarismChecker.calculateSimilarity(longText1.toString(), longText2.toString());
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        
        assertTrue(similarity > 0.8, "长文本相似度计算应该正确，实际值: " + similarity);
        assertTrue(endTime - startTime < 5000, "长文本处理时间应该在合理范围内: " + (endTime - startTime) + "ms");
    }
    
    @Test
    @DisplayName("测试12: LCS算法基本功能")
    void testLCSAlgorithm() {
        int lcs1 = PlagiarismChecker.longestCommonSubsequence("ABCDGH", "AEDFHR");
        assertEquals(3, lcs1, "ABCDGH和AEDFHR的LCS长度应该为3(ADH)");
        
        int lcs2 = PlagiarismChecker.longestCommonSubsequence("AGGTAB", "GXTXAYB");
        assertEquals(4, lcs2, "AGGTAB和GXTXAYB的LCS长度应该为4(GTAB)");
        
        int lcs3 = PlagiarismChecker.longestCommonSubsequence("", "ABC");
        assertEquals(0, lcs3, "空字符串的LCS长度应该为0");
        
        int lcs4 = PlagiarismChecker.longestCommonSubsequence("ABC", "ABC");
        assertEquals(3, lcs4, "相同字符串的LCS长度应该等于字符串长度");
    }
    
    @Test
    @DisplayName("测试13: 文件读写功能")
    void testFileOperations() throws IOException {
        // 测试文件写入和读取
        Path testFile = tempDir.resolve("test_output.txt");
        String filePath = testFile.toString();
        
        // 测试写入结果
        PlagiarismChecker.writeResult(filePath, 0.856);
        
        // 验证写入的内容
        String content = Files.readString(testFile, StandardCharsets.UTF_8);
        assertEquals("85.60%", content, "写入的百分比格式应该正确");
        
        // 测试读取功能
        Path inputFile = tempDir.resolve("input.txt");
        Files.writeString(inputFile, "测试文本内容", StandardCharsets.UTF_8);
        
        String readContent = PlagiarismChecker.readFile(inputFile.toString());
        assertEquals("测试文本内容", readContent, "读取的文件内容应该正确");
    }
    
    @Test
    @DisplayName("测试14: 边界相似度值格式化")
    void testSimilarityFormatting() throws IOException {
        Path testFile = tempDir.resolve("format_test.txt");
        
        // 测试0%
        PlagiarismChecker.writeResult(testFile.toString(), 0.0);
        String content1 = Files.readString(testFile, StandardCharsets.UTF_8);
        assertEquals("0.00%", content1, "0%应该格式化为0.00%");
        
        // 测试100%
        PlagiarismChecker.writeResult(testFile.toString(), 1.0);
        String content2 = Files.readString(testFile, StandardCharsets.UTF_8);
        assertEquals("100.00%", content2, "100%应该格式化为100.00%");
        
        // 测试小数
        PlagiarismChecker.writeResult(testFile.toString(), 0.12345);
        String content3 = Files.readString(testFile, StandardCharsets.UTF_8);
        assertEquals("12.35%", content3, "小数应该正确舍入到两位");
    }
    
    @Test
    @DisplayName("测试15: 文件不存在异常处理")
    void testFileNotFoundException() {
        String nonExistentFile = tempDir.resolve("non_existent.txt").toString();
        
        assertThrows(IOException.class, () -> {
            PlagiarismChecker.readFile(nonExistentFile);
        }, "读取不存在的文件应该抛出IOException");
    }
}

代码运行命令

java -jar target/main.jar orig.txt orig_0.8_add.txt result.txt

posted @ 2025-09-21 20:50 高圣凯阅读(51) 评论(0) 收藏举报

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