软件构造Lab1过程中一些问题和解决方法
1.第一部分：准备工作
首先，一定要先阅读，并且理清楚整个实验的大体流程，实验需要做什么，需要什么工具，这些工具怎么下载、安装并且使用，然后把任务过程分析一下，把需要做的事情先后顺序分清楚才不会乱。我一开始因为有规划好，所以实验到后半部分也分不清自己做了什么，没做什么，因此，提前规划很重要。我的实验过程如下：
2. 第二部分：实验环境配置部分
2.1.下载和安装JDK：这次实验应老师要求，需要下载JDK11版本。下载过程中如果不知道怎么安装，就可以去CSDN搜索如何下载安装JDK以及环境变量的配置等，有很多前辈详细的解答和过程。
2.2.下载和安装Eclipse：过程与上一步相同。可以根据自己的需求，也可以去看看相关介绍该软件的教程，会更加清晰。
2.3.注册Github账号，并且根据老师发布的实验要求，把名称以及仓库等信息设置好。同时，需要用老师在实验要求里面发布的班级进入，并且创建自己的仓库，按实验要求设置好相关信息，最后提交到该仓库中。第一个仓库是个人仓库，是开放的，可以在实验完成之后把代码等放入里面，第二个仓库是学校为了查看实验而设置的，是私有的，除了老师和自己是看不到的。
2.4.Git的下载和使用：由于以前没有接触过Git，所以很陌生。我自己去网站上找了一些视频教程，学习了Git的使用方法以及其作用。
3.第三部分：Junit测试
Junit测试过程老师在课堂上也讲解过一些，如果还不知道怎么办，就需要自己去找相关资料了解并且学会使用，因为测试方法贯穿整个课程，非常重要，对于以后的工作以及其他方面都很有帮助。
4.第四部分：实验过程
4.1 由于这些题目来自于MIT的作业，因此，我们需要去阅读英文的题目要求，在这里不得不说，学好英语真的很重要，如果学不好，只靠机器翻译，将会非常的狼狈。
4.2 阅读好题目，了解相关要求之后，需要根据题目要求进行做题。在做题之前，需要从老师给的地址中下载相关代码到自己创建的Git仓库中，并且用该代码框架进行补充，从而完成实验。
4.3第一个实验：Magic Squares
A magic square of order n is an arrangement of n×n numbers, usually distinct integers, in a square, such that the n numbers in all rows, all columns, and both diagonals sum to the same constant .
根据题意，n阶幻方是n×n数在方格中的排列，通常是独立的，使得所有行中的n个数、所有列的n个数以及两者对角线都等于同一个常数。
根据题意，首先输入文件给出的n阶矩阵，判断该矩阵是否合法，若合法，判断是否是幻方。其次，输入一个正整数，如果是奇数，生成一个n阶矩阵，使其满足幻方性质，并保存到输出按文件中；如果是偶数，或者不是正整数，提示输入非法。然后判断生成的矩阵是否是幻方。
4.3.1 isLegalMagicSquare()
该函数要判断一个矩阵是否为幻方。
首先读入文件：创建FileReader、BufferReader、StringBuilder对象，初始化line。然后逐行将字符串转换为整型矩阵存储，将非空readline的字符串分割
并去除头尾空格后转换为数字存储到二维数组中，再存储时判断该数字是否出现过，如果出现过就报错，否则用Boolean表标记。再然后，判断行列长度是否相等，计算两条斜线的和并比较，分别得出主对角线和次对角线的和，比较后若相等则记录，作为基准值；若不相等则报错。再计算每条纵线和横线和和并比较。（分别计算第i条横线和纵线的和，与基准值比较，若不相等则报错）。最后，确定是否为幻方。
4.3.2 generateMagicSquare()
该函数要实现生成一个边长为奇数的幻方。
首先进行初始化，生成空矩阵。然后循环n*n次填充矩阵。最后打开文件，打印结果。
具体过程如下：把1放在第一行正中，按以下规律排列剩下的(n×n－1)个数：每一个数放在前一个数的右上一格，如果这个数所要放的格行数小于1，则放在底行，仍然要放在上一个放置的数的右一列；如果这个数所要放的格列数大于n，则放在第1列，仍然要放在上一个放置的数的上一行；如果这个数所要放的格行数小于1，且列数大于n，那么就把它放在第n行第1列；如果这个数所要放的格已经有数填入，那么就把它放在上一个放置的数的下一行同一列。
4.4第二个实验：Turtle Graphics
该任务需要我们clone已有的程序后，利用turtle按照要求画图，其中需要利用几何知识设计一些函数简化编程，最后可以发挥想象力进行Personal Art。首先分析turtle的package组成，了解类成员。
4.4.1 Problem1:Clone and import
(1)如何从GitHub获取该任务的代码：在进行第一项任务时利用Eclipse的import功能，把老师给的代码从Github中获取成功，在这次任务中继续使用即可。
(2)在本地创建git仓库：通过使用Git Bash命令窗口，根据视频教程在本地创建了git仓库，命名为xxx（自己的学号）；
（3）使用git管理本地开发：根据教程，可以通过命令行来管理开发。
4.4.2 Problem 3: Turtle graphics and drawSquare
问题：给定爬行长度sideLength，使little turtle画一个边长为sideLength的正方形。
解决思路：画正方形，相当于先向前平移sideLength个单位，然后转90°，重复四遍即可。
代码如下：
public static void drawSquare(Turtle turtle, int sideLength) {
turtle.color(PenColor.BLACK);
for (int i = 0; i < 4; i++) {
turtle.forward(sideLength);
turtle.turn(90);4.4.3 Problem 5: Drawing polygons
（1）
public static double calculateRegularPolygonAngle(int sides)问题：给出正整数sides（>2），返回正sides边形的内角度数。
public static double calculateRegularPolygonAngle(int sides) {
return (double) 180.0 - (double) 360.0 / sides;解决办法：用公式给出正整数sides（>2），返回正sides边形的内角度数。
（2）public static int calculatePolygonSidesFromAngle(double angle)
问题：给出浮点数angle（0 解决办法：多边形外角和=360°，所以正n边形边数公式为：sides=360/(180-angle)。 (3)public static void drawRegularPolygon(Turtle,int sides,int sideLength) 问题：给出边数、边长，画一个正多边形。 解决办法：调用3.2.3.（2）的函数，求出正多边形的内角度数，然后用画正方形的方法画正多边形，只不过循环的次数改为sides次，turn的角度改为算出的角度。 4.4.4 Problem6:Calculating Bearings (1)Public static doublecalculateBearingToPoint(double currentBearing,int currentX,int currentY,int targetX,int targetY) 问题：计算当前向量与目标向量的夹角（当前向量转过多少度后达到目标向量）。其中当前向量由当前点、当前方向决定，目标方向由当前点、目标点决定，当前方向由当前方向与竖直向上方向（y轴正方向）的夹角表示，目标向量的方向由当前点与目标点的连线与竖直向上方向（y轴正方向）的夹角表示。 解决办法：目标向量的求法如下：先求当前点与目标点的连线与y轴夹角的正切值，tan=(targetX-currentX)/(targetY-currentY)，然后调用Math库中的atan将其转化为弧度，再由公式——角度=弧度*180/PI——求得角度值，即为当前向量与y轴正方向的夹角，与currentBearing（当前方向）作差，得解。 （2）public static List 问题：以列表形式给出一系列点的横纵坐标。假设海龟从给出的第一点开始，面朝上(即0度)。对于其后的每一点，假设海龟在移至前一点时仍朝其所面对的方向前进。 解决办法：对相邻两个点调用函数求夹角，保存在列表中，返回该列表。 4.4.5 Problem 7:Convex Hulls 问题：凸包问题，给出一组点的坐标，求最少的点的集合，使其他所有点都在这些点围成的闭合凸多边形内。 解决办法：使用gift-wrapping算法。 以任意凸包上的点建立一个极角坐标系，该点连结其它所有点的极角中，该点逆时针方向的第一凸包点到该点极角最小。首先找到最左边的点，这个点必然在凸包上，然后计算该点连接点极角最小的，这里计算有技巧，算法中进行toright测试,直到找到到最右端的点，找到P1后，就可以从P1开始，接着顺次找到P2，又以P2为起点一直进行到最后一个点为止。 4.4.6 Problem 8:Personal art 任务：自己画出一种图形。 思路：利用JAV画图turtle彩螺旋线。 4.4.7 ：Submitting 在安装好Git，注册好Github账号并且创建仓库的基础上，利用Git bash来初始化Git,再添加远程仓库的URL，（命令行为：git remote add origin https://github.com/.../x...x.git）。然后再用命令行git pull添加上传文件，并且添加修改日志，用命令行：git commit -m "Initial commit"。最后用命令行git push -u origin master进行PUSH操作，然后刷新Github网页便能看见上传文件。其他具体操作可通过视频教程或者CSDN博客等方式进行自学。 4.5 Social Network 设计一张社交网络图，基于连接人与人，并且能计算任意两人之间的联系情况。网络图基于两个类，分别是FriendshipGraph类和Person类。 4.5.1 设计/实现FriendshipGraph类 存储结构：Set 用HashSet存放Graph里的节点（人）。 4.5.1.1.public void addVertex(Person person); 作用：将person这个节点添加到HashSet中，相当于在图中插入一个独立的节点。 PS：如果有一个节点的name属性与待插入节点的name属性相同，就抛出重名提示，不插入这个节点。 4.5.1.2.public void addEdge(Person p1,Person p2); 作用：在p1到p2节点之间连一条单向边。用邻接表的方式存储边， Person类的add_friend方法，在p1的friends集合里加入p2这个节点。 （为了避免重边，插入边之前先扫描p1的friends集合，判断是否有一个集合内的点，其name属性与p2相同，如果有，证明p1与p2之间已经存在这样的单向边，抛出重边提示，不插入这条边。） 4.5.1.3.public int getDistance(Person p1,Person p2); 作用：对给定的两个节点，求两点间的最短路。 实现过程：用BFS实现最短路。 (1)初始化图中的每个点的vis属性为false； (2)新建一个队列，用来存放已搜索过的节点。 (3)p1作为根节点，p1.vis置为true，p1加入队列； (4) 搜索p1的friends集合中未访问过的节点（vis属性为false），如果有一个满足要求的子节点等于p2，即找到一条最短路，结束搜索，返回当前路径长度distance；否则，将满足要求的子节点依次加入队列，修改其vis属性值为true； (5)所有满足条件的子节点扫描完之后，当前路径++； (6)取出队首节点，重复第3、4、5步操作，直到队列为空，或找到最短路径。 (7)值得注意的一点是存在p1和p2不相连的情况，这时BFS搜索到最后队列为空，扔找不到一条最短路径，因此需要在一开始设置一个标记变量flag，初始化为false，找到子节点为p2时修改flag的值为true，这样搜索结束时，如果flag的值没有发生变化，就说明两个节点不连通，返回值设为-1。 4.5.2 设计/实现Person类 （1）public String Name;存放当前节点的名字； （2）HashSet<String> NameSet = new HashSet<>();：存放以当前节点为起点的所有边的终点； （3）private boolean vis;在BFS中标记当前节点是否被访问过； （4）public void addVertex(Person newPerson)向当前节点的friends集合中添加一个新节点，即在当前节点与目标节点之间添加一条单向边； 4.5.3 设计/实现客户端代码main() 调用FriendshipGraph类的正确方法：FriendshipGraph graph = new FriendshipGraph(); 得到的graph相当于一张完整的有向图，可调用内部方法来实现节点的插入、边的插入和两点间最短路径的查询。 4.5.3 设计/实现测试用例 设计思路： （1）测试新创建的图是否为空，初始化检测； （2）插入新节点，测试addVertex方法是否能够实现功能； （3）插入name属性相同的节点，测试addVertex方法是否按约定抛出提示； （4）插入新的有效边，测试addEdge方法是否能够实现功能 （5）插入重复边，测试addEdge方法是否按约定抛出提示； （6）选取两个连通点，测试getDistance方法是否返回正确结果； （7）选取两个非连通点，测试getDistance方法是否返回-1； 总的来说，实验过程差不多就这样，其中有很多细节和问题还有待商榷。 private JPanel contentPane;
public static void drawRegularPolygon(Turtle turtle, int sides, int sideLength) {
turtle.color(PenColor.BLACK);
for (int i = 0; i < sides; i++) {
turtle.forward(sideLength);
turtle.turn((double) 180.0 - calculateRegularPolygonAngle(sides));}