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2018软工实践第二次作业

comeony 2018-09-12 21:17 原文

Github项目地址 :https://github.com/comeony/personal-project/tree/master/Cplusplus

PSP 表格

PSP2.1 Personal Software Process Stages 预估耗时（分钟） 实际耗时（分钟）
Planning 计划 60 60
· Estimate · 估计这个任务需要多少时间 60 60
Development 开发 300 600
· Analysis · 需求分析 (包括学习新技术) 300 400
· Design Spec · 生成设计文档 30 30
· Design Review · 设计复审 30 30
· Coding Standard · 代码规范 (为目前的开发制定合适的规范) 30 20
· Design · 具体设计 60 120
· Coding · 具体编码 120 150
· Code Review · 代码复审 120 300
· Test · 测试（自我测试，修改代码，提交修改） 180 240
Reporting 报告 60 80
· Test Repor · 测试报告 20 20
· Size Measurement · 计算工作量 10 10
· Postmortem & Process Improvement Plan · 事后总结, 并提出过程改进计划 30 20
合计 1410 2140

环境

  • 操作系统 ：Windows 10
  • IDE : Visual Studio Community 2017
  • 开发语言 ：C++

解题思路

  • 统计文件中的字符：这个功能利用文件流读取计数即可。代码详见：CharNum.cpp

  • 统计文件中的有效行数：行数的标志就是换行符（‘\n’），考虑到空白符的问题，不能简单的计算换行符的数量。我的方法是先让flag=0，遇到非空白符就让flag=1,读到换行符之后看flag是否为1就可以了，flag==1则行数加一。之后都将flag=0用于判断下一行。代码详见：LineNum.cpp

  • 统计文件的单词总数：在这之前应该先对字符进行处理，由于题目要求大写看成小写，所以应该先把大写字母转换后小写，当然这个很简单。主要是判别单词，利用有穷自动机能有效的解决这个问题。代码详见：WordNum.cpp状态转换图如下：

  • 统计文件中各单词的出现次数，并且输出频率最高的10个：用第三点的方法来判别单词，通过map<string,int>可以有效的记录单词的频率，再将map复制到vector后，进行sort排序即可，按顺输出即可。代码详见：Word_Fre.cpp

具体设计

为了独立每个功能，我将上述对应的4个功能分别封装到不同的cpp文件中，同时在main（）函数中调用调用这个4个函数。

函数关系如下

关键代码

判别单词及统计单词频率（模拟有穷自动机）

设置一个flag变量，通过flag从0到4的变换来模拟自动机的4个状态。初始状态为flag=0

设置一个string类型的变量word来记录读到的单词，初始状态word=“”为空。

  • 一开始flag=0（表示位于P0状态），读到一个字母，就让flag=1（表示进入P1状态），同时把word +=char（表示把这个字母连接到word后）

  • 当flag=1（表示此时为状态P1）时,读到一个字母，就让flag=2（表示进入P2状态），同时把word +=char（表示把这个字母连接到word后），如果读到的不是字母就将flag=0（回归状态P0)，同时把Word清空。

  • 当flag=2和flag=3与上面类似，就不重复了

  • 当flag=4时，读到字母或者数字就在这个状态停留，同时把word +=char，如果读到是其他字符就将flag=0（回归状态P0)，map[word]++(储存到map中)同时把Word清空。

    代码如下：

    for (; (ch = fgetc(file)) != EOF;)		//Determine the word and insert map
	{
		if ('A' <= ch && ch <= 'Z')
			ch = ch + 32;
		if (flag == 0) {
			if (ch >= 'a'&&ch <= 'z') { flag = 1;	word = word + ch; }
		}
		else if (flag == 1) {
			if (ch >= 'a'&&ch <= 'z') { flag = 2;	word = word + ch; }
			else { flag = 0; word = ""; }
		}
		else if (flag == 2) {
			if (ch >= 'a'&&ch <= 'z') { flag = 3;	word = word + ch; }
			else { flag = 0; word = ""; }
		}
		else if (flag == 3) {
			if (ch >= 'a'&&ch <= 'z') { flag = 4;	word = word + ch; }
			else { flag = 0; word = ""; }
		}
		else if (flag == 4) {
			if (ch >= 'a'&&ch <= 'z' || (ch >= '0'&&ch <= '9')) { word = word + ch; }
			else {
				Word_Num_map[word]++;
				word = "";
				flag = 0;
			
			}
		}
	}

单词频率排序

排序用sort函数，但是我们发现map不能直接用sort，于是现将map复制到vector，在用sort排序，如何大于10个单词就输出前10个，反之全部输出。

具体代码如下：

struct CmpByValue {				//排序用的
	bool operator()(const PAIR& lhs, const PAIR& rhs) {
		return lhs.second > rhs.second;
	}
};


map<string, int> Word_Num_map;  //定义map

typedef pair<string, int> PAIR;
vector <PAIR> Word_Num_vec(Word_Num_map.begin(), Word_Num_map.end()); //map复制

sort(Word_Num_vec.begin(), Word_Num_vec.end(), CmpByValue()); //排序

分析与改进

测试文本

aaa123123 df aa df

123aaa AAaa123123 ffff
FFff qqq7789 123 dddd
DDdd dddd fffff sadqwe 
/
abcabc ABCabc
8888
		fff

CPU性能分析

  • 采用VS自带的CPU性能分析

  • 选用的测试文本如上

  • 在测试之前将main（）函数循环10000次

  • 总时间消耗了30.978s

    结果如下：

  • 可以看到主要耗时在Word_Fre.cpp，具体发现主要耗费在文件打开和输出，我们将输出函数改为fprintf同时改进优化了有穷自动机，可以看到性能有不错的提升，时间降到了13.848s

单元测试

设定了3个单元测试，分别测试3个模块，如下

测试名 单元测试内容 测试模块 结果
UnitTestCharNum 统计字符数量 CharNum.cpp 通过
UnitTestLineNum 统计行数量 LineNum.cpp 通过
UnitTestWordNum 统计单词数量 WordNum.cpp 通过

代码覆盖率

  • 代码不能全覆盖的主要出现在WordNum.cpp和Word_Fre.cpp中，主要是因为自动机和输出if else的判断。

异常处理

  • 输入文件为空异常提醒
  • 输入文件不能打开或不存在提醒
if (argv[1] == NULL)
	{
		
		printf("please input file!\n");
		return -1;

	}
	std::fstream file;
	file.open(argv[1]);
 if (!file) {
		
		printf("the file cannot open or no exist!\n");
		return -1;
	}

整体运行结果

总结和感想

  • 先构思在下笔写代码，效率会提高很多
  • 空想和实践还是有很大差距的，刚拿到题目的时候感觉这题不难，但是动笔的时候才发现有太多知识欠缺，又自学了map和vector
  • 第一次学习git，感受到了github的好处。
  • 本次收获最大的是写代码更有条理，体会了一次软件工程的设计开发流程
  • 本次仍有很多不足，要注重提高效率

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