交點計數 軟工個人專案作業

2022-09-04 03:39:12 字數 2951 閱讀 7331

psp2.1

personal software process stages

預估耗時(分鐘)

實際耗時(分鐘)

planning

計畫· estimate

· 估計這個任務需要多少時間

1010

development

開發· analysis

· 需求分析 (包括學習新技術)

3060

· design spec

· 生成設計文件

3030

· design review

· 設計複審 (和同事審核設計文件)00

· coding standard

· **規範 (為目前的開發制定合適的規範)

1010

· design

· 具體設計

3050

· coding

· 具體編碼

6090

· code review

· **複審

6060

· test

· 測試(自我測試,修改**,提交修改)

120120

reporting

報告· test report

· 測試報告

2020

· size measurement

· 計算工作量

1010

· postmortem & process improvement plan

· 事後總結, 並提出過程改進計畫

3040

合計400

500基本問題

直線公式

對於複雜問題而言,我們首先尋求將問題簡化。我們將問題簡化到求兩條直線的交點。

由解析幾何的知識我們知道,通過兩條直線的公式可以求出他們的交點。為了簡化問題,我使用直線的一般式來表示直線: ax+by+c = 0.

a,b,c 可以由題目中給定的兩點座標計算得出(設兩點為 (x_1,y_1),(x_2,y_2) ):

交點的計算方法

通過聯立上述直線公式,我們可以得到兩條直線的交點。

交點x = /

交點y = /

儲存方法

我們選用vector儲存過程中產生的交點。在所有交點計算完畢後,我們對陣列內元素排序,並去重。

複雜度由於在獲得直線交點時,需要列舉兩條直線的所以可能。所以時間複雜度為o(n^2)

本設計中包含兩個類(直線、圓)和乙個結構體(座標)。結構體作為座標的資料結構,具有比較等功能。而兩個類中都有和其他物件判斷交點的方法。主函式通過對每個直線、每個圓建立相應物件,再列舉呼叫交點計算方法即可找出所有的交點。

交點

stuct position ;
由於我們在後續需要對交點進行排序去重處理,所以我構造和poscompare,posequal兩個函式來比較兩個交點的大小和是否相等。

直線:在直線類中我們儲存直線一般式的三個引數\(a,b,c\)。

直線可以相交,我們為直線構造相交方法,返回交點結構體。

class line

在圓的類中,我們儲存能夠定位乙個圓的三個引數:\(x,y,r\),即圓心和半徑。

同時圓的類中,包含圓與直線相交、圓與圓相交的方法。

class circle 

;

在計算直線和圓的交點時,我們採用了點到直線的距離公式。distance = |ax0+by0+c| / sqrt(a2+b2),如果點到直線的距離大於半徑,則不會有交點,如果小於或等於半徑,則會有0或1個交點。而圓和圓之間的交點,我們採用了向量公式法來進行計算。

在本節中我們對**進行了效能分析。通過隨機生成的2000條直線進行測試。從圖中可以看出,我們**的主要耗時部分在於去重時對**進行的排序操作,佔到了所有消耗的80%左右。對於重複結點的刪除,我們有兩種可以選擇的方法,一種是進入時檢查,即使用set等維護乙個互不重複的結點結合,另一種是輸出時檢查,此時我們需要額外進行去重處理。二者都需要消耗額外的時間,目前還沒有乙個很好地降低時間複雜度的方法。

單元測試設計

單元測試主要針對結點的比較函式和交點的計算方法進行。主要的要求是要考慮所有的情況,例如,要考慮結點比較時可能出現的大於、小於、等於等情況,直線交點計算時的相交、平行、垂直等情況,圓和圓之間的相切、相交、相離等其情況。

消除 code quality analysis 中的所有警告

交點計算方法

這裡直接呼叫公式即可。注意到筆者在這裡整數型別都選取的是long long型,雖然我們的座標值等變數都不會超過int的範圍,但是在整數進行乘法運算時,可能有溢位的風險,所以使用long long能夠更保證程式的正確性。

結構體(位置)比較函式

我們使用結構體struct position來儲存交點的座標。由於在最後我們需要對這些座標進行去重操作,所以我們需要設定座標的比較函式,判斷二者的大小和相等性。

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