201871030103-陈荟茹 实验二 个人项目―《D{0-1}KP问题》项目报告

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我的课程学习目标	1.理解掌握软件设计的过程中的各个环节 2.掌握github的使用，将自己的项目上传至githu中
这个作业在哪些方面帮助我实现学习目标	1.通过模块化的原则，让我逐步理解掌握软件设计的过程中的各个环节 2.通过查阅资料，了解掌握github的使用
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任务1：点评班级博客中已提交作业

评论1:201871030106-陈鑫莲

评论2:201871030101-包凤梅

评论3:201871030122-牛建疆

评论4:201870020103-崔梦涛

评论5:201871030102-崔红梅

评论6:201871030108-冯永萍

任务2：掌握PSP流程

通过阅读《构建之法》一书中的第1章、第2章，我大致了解了PSP的基本概念与用法。

概念

    个人软件过程(Personal Software Process，PSP)是一种可用于控制、管理和改进个人工作方式的自我持续改进过程，是一个包括软件开发表格、指南和规程的结构化框架。PSP与具体的技术（程序设计语言、工具或者设计方法）相对独立，其原则能够应用到几乎任何的软件工程任务之中。PSP能够说明个体软件过程的原则； 帮助软件工程师作出准确的计划；确定软件工程师为改善产品质量要采取的步骤；建立度量个体软件过程改善的基准；确定过程的改变对软件工程师能力的影响。

PSP相关

PSP	任务内容
. Planning     Estimate . Development     Analysis     Design Spec     Design Review     Coding Standard     Design     Coding     Code Review     Test . Record Time Spent . Test Report . Size Measurement . Postmortem . Process Improvement Plan	. 计划     估计这个任务需要多少时间 . 开发     分析需求     生成设计文档     设计复审（和同事审核设计文档）     代码规范（为目前的开发制定合适的规范）     具体设计     具体编码     代码复审     测试（包括自测，修改代码，提交修改） . 记录用时 . 测试报告 . 计算工作量 . 事后总结 . 提出过程改进计划

任务3：个人项目开发

1.需求分析

    背包问题(Knapsack problem)是一种组合优化的NP完全问题。通过不同的方法（如回溯法，动态规划法）来解决背包问题。问题可以描述为：给定一组物品，每种物品都有自己的重量和价格，在限定的总重量内，我们如何选择，才能使得物品的总价格最高。问题的名称来源于如何选择最合适的物品放置于给定背包中。现在，我使用动态规划算法来解决0-1背包问题，在这次的个人项目中，可以在项目中实现从文件中读入需要的数据，可以用散点图表示价值与重量之间的关系，将控制台上的所有内容导出到文本文档中。

2.功能设计

    1.可正确读入实验数据文件的有效D{0-1}KP数据；
    2.能够绘制任意一组D{0-1}KP数据以重量为横轴、价值为纵轴的数据散点图；
    3.能够对一组D{0-1}KP数据按项集第三项的价值:重量比进行非递增排序；
    4.用户能够自主选择动态规划算法、回溯算法求解指定D{0-1} KP数据的最优解和求解时间（以秒为单位）；
    5.任意一组D{0-1} KP数据的最优解、求解时间和解向量可保存为txt文件或导出EXCEL文件。

3.设计实现

Task1类：

    这个类是为了实现正确读入实验数据文件的有效D{0-1}KP数据

所使用的函数:

• currentTimeMillis():
  
        该方法的作用是返回当前的计算机时间，时间的表达格式为当前计算机时间和GMT时间(格林威治时间)1970年1月1号0时0分0秒所差的毫秒数。
• 字符流LineNumberReader():
  
        LineNumberReader是BufferedReader的子类, 具有相同的功能, 并且可以统计行号

Task2类：

    能够绘制任意一组D{0-1}KP数据以重量为横轴、价值为纵轴的数据散点图

所使用的函数:

• JPanel
  
        JPanel 是 Java图形用户界面(GUI)工具包swing中的面板容器类，包含在javax.swing 包中，是一种轻量级容器，可以加入到JFrame窗体中。JPanel默认的布局管理器是FlowLayout，其自身可以嵌套组合，在不同子容器中可包含其他组件(component),如JButton、JTextArea、JTextField 等，功能是对窗体上的这些控件进行组合，相当于C++和C#中的Panel类。

Task3类：

    对一组D{0-1}KP数据按项集第三项的价值:重量比进行非递增排序

所使用的函数:

• Quicksort
  
        快速排序由C. A. R. Hoare在1960年提出。它的基本思想是：通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分，其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小，然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序，整个排序过程可以递归进行，以此达到整个数据变成有序序列。

Task4类：

    用户能够自主选择动态规划算法、回溯算法求解指定D{0-1} KP数据的最优解和求解时间（以秒为单位）

所使用的函数:

• currentTimeMillis():
  
        该方法的作用是返回当前的计算机时间，时间的表达格式为当前计算机时间和GMT时间(格林威治时间)1970年1月1号0时0分0秒所差的毫秒数。
• 动态规划算法：
  
        动态规划算法通常用于求解具有某种最优性质的问题。在这类问题中，可能会有许多可行解。每一个解都对应于一个值，我们希望找到具有最优值的解。动态规划算法与分治法类似，其基本思想也是将待求解问题分解成若干个子问题，先求解子问题，然后从这些子问题的解得到原问题的解。与分治法不同的是，适合于用动态规划求解的问题，经分解得到子问题往往不是互相独立的。若用分治法来解这类问题，则分解得到的子问题数目太多，有些子问题被重复计算了很多次。如果我们能够保存已解决的子问题的答案，而在需要时再找出已求得的答案，这样就可以避免大量的重复计算，节省时间。我们可以用一个表来记录所有已解的子问题的答案。不管该子问题以后是否被用到，只要它被计算过，就将其结果填入表中。这就是动态规划法的基本思路。

Task5类：

    将前四项所实现的功能放在这个类中
    任意一组D{0-1} KP数据的最优解、求解时间和解向量可保存为txt文件或导出EXCEL文件

控制台显现的结果保存为TXT文件方法:

• 选择目标的Java文件，右击，选择Run->Run Configurations->Common->Standard input and output
• 在File选择你想要保存的文件，或者一个新文件（在这里：我将结果保存到了“C:\Users\Administrator\eclipse-workspace\HomeWork03\Task5.txt”中）

4.测试运行

Task1类：

运行测试（由于读取数据过多，这里呈现部分结果）:

Task2类：

运行测试（散点图）:

运行测试（坐标显示，由于数据过多，这里只显示部分数据）:

Task3类：

运行测试（数组方式呈现。由于读取数据过多，这里呈现部分结果）:

Task4类：

运行测试（由于读取数据过多，这里呈现部分结果）:

Task5类：

运行测试（控制台的数据以文本文档的方式呈现。由于读取数据过多，这里呈现部分结果）:

5.比较独特的满意的代码片段

Task1类：

File file = new File( "C:\\Users\\Administrator\\eclipse-workspace\\work02\\src\\txts\\idkp1-10.txt" ); //文件路径
         System.out.println("读取IDKP0:");
         FileReader fR = new FileReader(file);//文件读取
         LineNumberReader reader = new LineNumberReader(fR);//统计行号
         int now1 = 0 ;
         int number1 = 6 ; //设置指定行数（价值）
         String txt= "" ;      //用来存储得到的不同的价值
         while (txt != null ) {
        	 now1++;
             txt = reader.readLine();//按行读取：读取每一行
             if (now1 == number1) {//当读取的行数=指定的行数，则输出改行的内容
                 System.out.println( "The profit of itmes are（读取的价值如下）:" +"\n"+  txt + "\n" );
             }
         }
         reader.close();
         fR.close();//关闭文件

Task2类：

                //设置窗体
                JFrame dd = new JFrame();//JFrame是构造一个初始时不可见的新窗体
		dd.setVisible(true);//设置窗体可见，没有该语句，窗体将不可见，所以此语句必须存在
		dd.setSize(300,300);//设置窗体的大小为300*300像素大小
		dd.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);//用户单击窗口的关闭按钮时程序执行的操作
		dd.setLocation(200,200);//离显示屏上边缘200像素，里显示屏左边缘200像素
		dd.add(new Task2());//操作

                //画点
                for(int i = 0; i < shuju.length; i++) {
			double x = ctd + i*han;
			double y = h - ctd - gui*shuju[i];
			g2.fill(new Ellipse2D.Double(x-2, y-2, 4, 4));
			Label xy=new Label();
//			xy.fill = "x="+x+", y="+y;
			System.out.print("(");
			System.out.print(x);
			System.out.print(",");
			System.out.print(y);
			System.out.println(")");
		}
	}

Task3类：

         //两个数组【价值】/【重量】的结果：
         for(int i=0;i<value.length;i++){
			double jiazhi = value[i]/weight[i];
			rate[i] = jiazhi;
		}

        //快速排序具体的过程
	public static void quick(double rate[], double value[], double weight[], int sta, int end){
		if(sta<end){
			int cent = partition(rate, value, weight, sta, end);//在数组中的中心位置的点：cent
			quick(rate, value, weight, sta, cent-1);//对数组中的前半部分进行排序
			quick(rate, value, weight, cent+1, end);//对数组中的后半部分进行排序
		}
	}
	//快速排序交换过程
	public static int partition(double rate[], double value[], double weight[], int sta, int end){
		double temp ;
		for(int i=sta;i<=end;i++){
			if(rate[i]>rate[end]){
				temp = rate[i];
				rate[i] = rate[sta];
				rate[sta] = temp;
				sta ++;
			}
		}
		temp = rate[sta];
		rate[sta] = rate[end];
		rate[end] = temp;

		return sta;
	}

Task4类：

         for(c=0;c<3;c--) {//只在背包中放入三个物品
			while (a > 0 && b > 0) {
				if (wup[a][b] == 1) {
					System.out.println("将第" + a + "个商品放入了背包");
					 b=b- weight[a - 1];
				}
				a--;
			}
		}

         //计算时间
                long start = System.currentTimeMillis();//计算导入数据的时间
		long timeEnd = System.currentTimeMillis();
		System.out.println( "总共花费：" + (timeEnd - timeStart)/1000+ "s" );

6.总结

“模块化”原则就是把软件整体划分,划分后的块组成了软件。这些块都相对独立，之间用接口(协议) 通信,每个块完成一个功能，多个块组合可以完成一列功能。

我是将任务1，任务2完成以后，对于任务3，将它划分为几个小块，然后逐一解决问题，从而完成任务3。这样，让我提高了工作效率。

7. 展示PSP

PSP	任务内容	计划共完成需要的时间(min)	实际完成需要的时间(min)
Planning	计划	8	6
Estimate	估计这个任务需要多少时间，并规划大致工作步骤	8	30
Development	开发	820	880
Analysis	需求分析 (包括学习新技术)	6	15
Design Spec	生成设计文档	5	6
Design Review	设计复审 (和同事审核设计文档)	4	8
Coding Standard	代码规范 (为目前的开发制定合适的规范)	3	50
Design	具体设计	10	16
Coding	具体编码	60	120
Code Review	代码复审	7	8
Test	测试（自我测试，修改代码，提交修改）	13	21
Reporting	报告	90	100
Test Report	测试报告	3	2
Size Measuremen	计算工作量	2	5
Postmortem & Process Improvement Plan	事后总结 ,并提出过程改进计划	3	5

• 任务完成时间与预期不相符的原因：
  
  由于代码出现bug，导致任务完成时间与预期不相符。

任务4：完成程序开发