20200917-3 白名单

作业要求参见：https://edu.cnblogs.com/campus/nenu/2020Fall/homework/11207

作业0（5分）

修改create.cpp文件，改成由命令行参数确定生成的数据的数据量。修改readme.md的对应部分。（要求贴出修改之后的代码和read.md。）

查找C++命令行参数相关介绍：参数argc就代表启动程序时，命令行参数的个数，argv是一个数组，其中的每个元素都是一个char*类型的指针，该指针指向一个字符串，这个字符串里就存放着命令行参数。查找atoi()函数含义：将数字格式的字符串转换为整数类型。

修改后的代码：

//create.cpp
#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
    int n = atoi(argv[1]);
    srand((unsigned)time(NULL));
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        cout << rand() << "\n";
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

修改后的ReadMe.md

作业1（10分）

对上面两段老杨写的代码任选其一进行profile，观察现象（要求有截图记录）。

选择对brute.cpp程序进行profile，性能分析图如下：

分析：发现brute.cpp程序中的输入、输出CPU使用占比较大，尤其是输出，导致brute.cpp程序运行缓慢。

你是一个好人，为了让老杨知道为什么要对代码进行profile，于是你在原来的题目的基础上做出了修改，修改之后的题要求如下：

1） 读入两个文件，一个用控制台，一个用命令行参数指出文件名。

文件 biggerwhitelist，包含1列整数1M个，随机生成（要求老杨自己想办法），通过命令行参数指出文件名。

设置命令行参数截图：

结果截图：

文件 biggerq，包含1列整数10M个，随机生成（也要求老杨自己想办法），通过控制台读入。

控制台读入截图：

结果截图：

2） 在文件biggerq中查找所有不在biggerwhitelist中的整数，重定向输出到一个文件中。

控制台截图：

结果截图：

3） 写一份如何部署运行代码的readme。

作业2（10分）

以biggerwhitelist和biggerq作为输入，对作业1中选择的代码再次进行profile，找到代码执行最“慢”的地方，截图为证并文字说明。

对作业1选择的文件brute.cpp代码（原基础上有做修改---is_match函数）再次profile，性能分析图如下：

运行时间截图：

分析：从性能分析图中可以看到is_match函数占用CPU很大，达到94.52%，从运行时间截图中可以看出用了17:47min，时间很长。所以is_match函数处是执行最慢的地方。具体到相应代码位置，得出结论是：is_match函数中的for循环CPU占比较大，所以下一步应该对is_match函数进行优化。

作业3（10分）

根据作业2找到的最慢的地方，优化作业1中你选择的代码，在保证输出结果正确的前提下，减少老杨程序运行的时间。（优化后的代码需要你提交到git上，作为教师的判断依据。优化后的程序的名字应该是better.cpp或者better.cs。）

对brute.cpp文件代码的is_match函数部分使用二分法查找进行优化，可以大大提高查找的速度。

优化后的重要代码：

bool is_match(int t, int w[], int w_length)
{    
    int left = 0, right = w_length - 1, mid;
    while (left < right)
    {
        mid = (left + right) / 2;
        if (t == w[mid])
            return false;
        else if (t < w[mid])
        {
            right = mid - 1;
        }
        else if (t > w[mid])
        {
            left = mid + 1;
        }
    }
    return true;
}

coding.net代码地址：https://zhangwenyan1.coding.net/public/writelist/brute/git

作业4（5分）

对作业3优化后的代码进行profile，结果与作业2的结果做对比。画表格并文字说明。

对优化后的代码进行profile，性能分析图如下： 

运行时间截图：

分析：从性能分析图中可以看出better.cpp程序中的is_match函数执行过程中CPU占比是1.14%，比较上次profile的结果，明显优化成功。从运行时间截图中可以看出用了2:54min，时间相比优化前缩短很多。

优化前后表格对比：

分析：优化前后，is_match函数CPU占比大大减小，减少了93.38%，且运行时间也明显缩短，缩短了14:53min。因此我认识到了profile的重要性，以及优化代码所起到的作用，可以减小CPU占比，提高程序运行效率。

做业5（5分）

你觉得老杨的文档（readme），注释和代码风格又哪些问题，该如何改进？

• 文档（readme）中不够详细。

例如这句：执行“create 10>whitelist”生成文件whitelist；

我认为可以写成这样：执行“create 10>whitelist”调试create.cpp文件生成whitelist文件；可能更易让读者清楚其中的过程。

• 文档（readme）中有错误。

例如这句：执行“brute -w q < whitelist > output”

根据功能要求应改为：执行“brute -w whitelist < q > output”

• 程序中的注释不规范，且有多余，建议规范代码，删除多余处。

例如这部分代码：

// init w
////    for(int i=0;i<w_1m)
////    {
////        w[i]=-1; //填充非法数据
////    }

多行注释可用：/* 注释 */    如下图所示：

• 在原brute.cpp文件中，发现is_match函数代码与程序要求不匹配，需要进行修改，修改前后代码如下：

修改前is_match函数代码：

bool is_match(int t, int w[], int w_length)
{
    for(int i=0;i<w_length;i++)
    {
        if(t！=w[i])
        {
            return true;
        }
    }
    return false;
}

且修改之前的brute.cpp中这段代码中!=中的!使用了中文！导致程序错误。

修改后is_match函数代码：

bool is_match(int t, int w[], int w_length)
{
    for(int i=0;i<w_length;i++)
    {
        if(t==w[i])
        {
            return false;
        }
    }
    return true;
}