[软件构造]实验回顾：Lab1

实验目标：Fundamental Java Programming and Testing

本次实验通过求解四个问题，训练基本Java编程技能，能够利用Java OO开发基本的功能模块，能够阅读理解已有代码框架并根据功能需求补全代码，能够为所开发的代码编写基本的测试程序并完成测试，初步保证所开发代码的正确性。另一方面，利用Git作为代码配置管理的工具，学会Git的基本使用方法。
⚫ 基本的Java OO编程
⚫ 基于Eclipse IDE进行Java编程
⚫ 基于JUnit的测试
⚫ 基于Git的代码配置管理

这个实验属于非常基础的Java编程问题，虽然需要做的事情看起来不少，但是难度、代码量都是很低的。然而做这个实验的过程中，养成良好的习惯是很重要的。所以，这个实验中不是很关键、不能体现方法与技巧的东西，我就省略掉了，免得连篇累牍。

第一部分：Magic Square问题

isLegalMagicSquare()

先判断所给文件中有没有非法内容（非正数，小数，非法的分隔符等），再判断能否构成方阵，最后检验行、列、对角线的和，判断是不是幻方。

这里需要注意，在以后的学习过程中，在所有处理I/O的时候（包括文件输入、控制台输入等等）都要判断输入是否合法。在实验1中，由于当时还没有学习异常处理的内容，就只能先用输出错误信息+退出函数的方法来处理不合法的输入了。

if (k != strings.length) {//判断每行数据个数是否相等，若不相等，则不是矩阵
  System.out.println("It is not a square matrix.");
  myReader.close();
  return false;
}
for(int j = 0; j < k; j++) {
  matrix[i][j] = Integer.valueOf(strings[j]);  
  if (matrix[i][j]==0) {
      System.out.println("Contains zero, or it is not a square matrix.");
      myReader.close();
      return false;
  }
}

由于从实验4开始，已经学习了异常等内容，编写程序的时候就要多注意，可能会发生哪些异常，如何去处理。具体的处理过程，下面紧接着有个例子，是因为实验里边要求抛出异常，就用了一下。

generateMagicSquare()

根据实验的要求，编写了异常相关代码。

try {
  if (n < 0)
    throw new NegativeArraySizeException();
  if (n % 2 == 0)
    throw new ArrayIndexOutOfBoundsException();
} catch (NegativeArraySizeException ex) {
  System.out.println("Invalid input: negative number");
  return false;
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException ex) {
  System.out.println("Invalid input: even number");
  return false;
}

剩下的也没什么好写的，把流程图放在这里。

第二部分：Turtle Graphics

这是MIT软件构造课程的一个实验，目标是培养基础Java编程能力。饰演的大多数内容都很简单，这里就不说了。下面说点重要的东西。

Problem 6: Calculating Bearings

计算转角，非常简单，按照公式编程即可。
注意：此处需要注意Java给的arctan算法的返回值与实际需要的转角的区别，使用计算结果的时候，需要根据实际情况进行相应的处理。

if (((double)targetX - (double)currentX)>=0)
  rad = Math.atan(k);
else
  rad = Math.atan(k) + Math.PI;

Problem 7: Convex Hulls

现在我们需要用刚刚编写的方法来解决一个实际问题：凸包问题。
因为Problem 6已经让我们设计了计算转角的方法，我们就顺水推舟，利用这个方法，设计出一个求凸包的算法。

具体步骤如下：
1.将所有顶点放入一个数组。
2.可以证明，离原点最远的点一定是凸包的顶点，那就以它为起点，保存起来，并开始用包装法画凸包。
3.包装法的实现：
（1）初始化起始角度：原点到起点的方向对应角度+90度
（2）找出下一个点：逐个遍历点数组并计算转角和距离，找出转角最小的一个（或几个）点；转角相同的时候，根据凸包定义，找出距离最远的点。
（3）迭代：把下一个点加入凸包，在下一次循环作为起始点，重复（2）（3）
（4）循环退出条件：下一个点就是起点的时候，凸包完成。

计算机行业讲究“复用”，自己以前辛辛苦苦做出来的没有Bug的程序、方法，为什么不多用几次呢？复用不是复制粘贴，而是根据实际需要，让以前的代码继续发挥作用，减少开发时间。购买一件商品，使用的次数越多，平均每次的成本就越低。正是这个原理，复用能够大大降低软件开发成本，被复用的次数多的、有实际应用价值的东西，就被打包成了库。在以后的学习过程中，复用的机会还很多，后面的实验回顾会提到对于前面实验代码的复用。

第三部分：Social Network

这是CMU软件构造课的实验。这个实验的核心内容，是设计实现一个无向社交关系图，实现基本功能：添加人和关系，并设计计算距离功能（简单的BFS算法实现）。

设计/实现FriendshipGraph类和Person类

FriendshipGraph类非常简单，存储点（人）和边（关系）就可以了。
Person类只需要存个名字。然而由于实验里边的要求：
Use proper access modifiers (public, private, etc.) for your fields and methods. If a field/method can be private, it should be private.
所以我们把名字都限制为private。

访问限制是Java的核心思想之一。后续实验中，为了防止表示泄露（rep exposure）和多线程编程中出现的同步问题，会经常用到private，final这类限定符。

设计测试文件

测试是编程的重要环节，编写对ADT和方法的测试，也是贯穿于本学期的实验中。这也是我们软件构造课程将Testing and Test-First Programming章节拿到前面来奖的原因。每次编写完一个ADT，就编写一些简单而又有效的测试用例去测试一下，看看会不会出现潜在的问题。有了JUnit工具，我们的测试文件编写就省去了很多main函数和判断的编写，使用JUnit的各种assert就可以判断了。

第四部分：Tweet Tweet

这是MIT的一个实验，形式为给出方法和Javadoc，让你来编写具体实现。
这个实验大部分内容都是简单的流程化操作，要编写的东西不少，但是都不难，只要程序设计基本功扎实，认真一点，做的会很顺利。总的来说，这一块没有什么需要特别注意的地方。