BUAA2020软工作业（三）—

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。