| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 这个作业属于哪个课程 | 2020春季计算机学院软件工程(罗杰 任健) |
| 这个作业的要求在哪里 | 个人项目作业 |
| 我在这个课程的目标是 | 进一步提高自己的编码能力，工程能力 |
| 这个作业在哪个具体方面帮助我实现目标 | 学习c++，掌握测试方法，掌握软件工程开发规范和相关工具的使用 |
| 其他参考文献 | 博客1 |
| 教学班级 | 006 |
| 项目地址 | https://github.com/Michael-Steven/BUAA-software-engineering-personal-project.git |
一、写在前面
本次作业内容比较简单，比较适合软件工程入门，由于之前没有用c++写过程序，所以这次写起来不算是特别顺利，出过很多玄学bug，不过借助搜索引擎的帮助，我的问题都解决了。通过这次作业我也正好入门了c++的面向对象机制，为以后的作业打下基础。
下述 PSP 表格记录了我在程序的各个模块的开发上耗费的时间：
| 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 | 20 | 20 |
| Development | 开发 | ||
| · Analysis | · 需求分析 (包括学习新技术) | 60 | 60 |
| · Design Spec | · 生成设计文档 | 30 | 50 |
| · Design Review | · 设计复审 (和同事审核设计文档) | 20 | 20 |
| · Coding Standard | · 代码规范 (为目前的开发制定合适的规范) | 20 | 10 |
| · Design | · 具体设计 | 30 | 30 |
| · Coding | · 具体编码 | 240 | 300 |
| · Code Review | · 代码复审 | 30 | 20 |
| · Test | · 测试（自我测试，修改代码，提交修改） | 180 | 240 |
| Reporting | 报告 | ||
| · Test Report | · 测试报告 | 50 | 30 |
| · 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 | 10 | 10 |
| 合计 | 700 | 800 |
二、解题思路
拿到这个题之后，首先明白这是一道求交点的题，根据数学知识即可得出求交点的公式：
- 两直线的交点：直接联立两个直线的方程即可得解；
- 直线与圆的交点：参考博客1，采用辅助线的方法进行求解，比直接联立方程组求解简单得多；
- 两个圆的交点：将两个圆的标准方程相减得到两个圆交点所在直线的方程，然后根据直线与圆的交点算法进行求解。
三、实现过程
算法选择
采用O(n^2)的算法，每新增一条直线或者一个圆，就和之前输入的所有直线和圆进行交点计算，并存储到相应容器中，最后统计存储的交点数量。
类和方法的设计
本代码共有4个类：
- Point：存储交点坐标；
- Line：存储直线方程的参数；
- get_line_line_intersect()：求直线和直线交点
- get_line_circle_intersect()：求直线和圆的交点
- Circle：存储圆方程的参数；
- get_circle_line_intersect()：求圆和直线的交点
- get_circle_circle_intersect()：求圆和圆的交点
- Intersect：存储所有直线、圆和交点。
- add_line()：新增直线
- add_circle()：新增圆
容器的选择
采用STL中的Set存储，Set中的Insert方法可以在插入新元素的同时自动去除重复的元素，由于本次作业的交点是浮点数，所以在代码中重载了Set中的<运算符，在进行浮点数比较时忽略极小的数值差异，达到去重的目的。
单元测试
对于以下每种情况分别手动编写测试数据：
- 多个直线相交于一个点；
- 直线和圆相切；
- 圆和圆内切/外切；
- 多个圆相交于一个点；
- 一条直线和多个圆相交于一点；
- 多条直线和一个圆相交于一点；
- 其他普通情况。
四、性能改进
本次作业我在算法上没有什么改进的地方，主要是一些细节的改善，比如减少重复的函数调用等等。
性能分析
Code Quality Analysis工具分析
五、关键代码
直线和直线的交点
这里是直接套公式计算交点坐标并存储在intersect中。
直线和圆的交点
直接翻译上面提到的算法就可以，这里要注意的是，答案可能是两个相同的点也可能是两个不同的点，由于Set有去重的功能，这里统一按两个不同点的情况来计算。
圆和圆的交点
在计算出交点连线的方程后直接调用直线和圆的交点方法即可。