软工实践第二次作业-sudoku

说明

• Github项目地址
• 作业题目

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解题思路

• 一开始拿到的时候，有一个思路，可以先填写全盘的“1”，然后在插空填满全盘的“2”。后来觉得自己理不清那个思路。遂放弃。
  
  参考思路：(http://blog.csdn.net/nibiewuxuanze/article/details/47679927)
• 第二个思路，是在一个博客上看到的，博主是把第一行随机打散然后第二行开始，从1-9测试哪一个数能填入此空，继续往下。但是这个思路是有问题的，因为选择填入的数字是一个循环，从1-9，也就是就是一旦第一行确定了，下面的数独只有一个唯一解了，重复率极高。
• 后来改进了，通过rand( )函数随机生成数字然后测试能否填入该空格。测试条件三个：行、列、3x3小方格。
• 为了随机性更强，又改进了一种方式：每次都随机打乱一个初始数组，然后从这个数组里抽选数字考虑是否填入。

random_shuffle(&(vi[1]), &(vi[10]));//vi一维数组打乱1-9

• 对于左上角固定数字的思路，一开始是打算等数独终盘生成后，找到第一个3x3方格里的需要的数字，把该行该列换到第一个。后来觉得这种方法花费的时间很多，修改成了一开始就固定sudoku[1][1]=x。从第二个数开始填写，加快了运行速度，缩短时间。
  
  参考思路：(http://blog.jobbole.com/108488/?utm_source=tuicool&utm_medium=referral)
  
  注意：
• 第一行除了第一个固定，其他地方都通过find(i,j)取得k值
• 在选取k值的时候，用一个数组先打乱，再按序从中选取

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关键代码

• 除了主函数外只有两个函数
  
  bool isNUM(string str)//用于判断输入的是否是纯数字
  
  bool find(int i, int j)//搜索(i,j)可以存储的数字
  
  几乎把所有功能都堆在了find(i,j)……发现后面的分析等等很不好做，下一次会注意书写的时候把不同功能拆开，模块化处理。

• Bool型函数，返回true or false，用sign标识简单明白体现是否能放在某个位置

• 每次都随机打散数组vi，从随机数组vi中循环挑选数字填写，然后三个判断条件：这一行是否有这个数字、这一列是否有这个数字、这一个3x3小矩阵是否有这个数字。如果都符合，就继续find下一个位置能填入的数字。如果1-9全部尝试了都不符合，就退回上一步。

bool find(int i, int j)//搜索(i,j)可以存储的数字
{
	int vi[10];
	for (int i1 = 1; i1 <= 9; ++i1)
		vi[i1] = i1;
	random_shuffle(&(vi[1]), &(vi[10]));//vi一维数组打乱1-9

	for (int s = 1; s <= 9; s++)//循环数组取数字
	{
		int k = vi[s];//取k为数组中第一位数
		bool sign = true;//sign标记能否将k放在(i,j)处

		for (int m = 1; m < i; m++)
			if (sudoku[m][j] == k)//检查同一列是否出现过数字k
			{
				sign = false;
				break;
			}

		if (sign == true)
		{
			for (int n = 1; n < j; n++)
				if (sudoku[i][n] == k)//检查同一行是否出现过数字k
				{
					sign = false;
					break;
				}

		}

		if (sign == true)
		{
			int imax = (i / 3) * 3 + 3;//(i,j)所在的3x3小方格的最大行数
			int jmax = (j / 3) * 3 + 3;//(i,j)所在的3x3小方格的最大列数

			if (i % 3 == 0)
				imax = i;
			if (j % 3 == 0)
				jmax = j;

			for (int p = imax - 2; p <= imax; p++)//检查3x3小方格
			{
				if (sign == false)
					break;

				for (int q = jmax - 2; q <= jmax; q++)
					if (sudoku[p][q] == k)
					{
						sign = false;
						break;
					}
			}
		}

		if (sign == true)
		{
			sudoku[i][j] = k;
			if (j < 9)
			{
				if (find(i, j + 1) == true)//搜索本行右边的位置
					return true;
			}
			else
			{
				if (i < 9)
				{
					if (find(i + 1, 1) == true)//搜索下一行
						return true;
				}
				else
					return true;//i>=9，j>=9，搜索结束

			}
			sudoku[i][j] = 0;//找不到要清0
		}
	}
	return false;//本位置1-9都不能填，返回上一步
}

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测试运行

• 错误指令/结果
  
  sudoku.exe -o 1
  
  Sudoku.exe -c abc
  
  Sudoku.exe -c 0
  
  

• 正确结果
  
  Sudoku.exe -c 3
  
  
  
  

• (9.10更新)发现还要考虑如果传入的参数不等于3个的情况
  
  sudoku.exe -c -c 1
  
  

ps：后来发现改成Release的状态下运行速度更快，但是之前测试的版本是Debug的，所以上述的截图上在Debug的文件夹下。

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效能分析与改进

• n=1000000
• 解决了大部分的奇奇怪怪的输入输出问题，但是1000000的运行时间还是太久，需要15分钟左右，但是没有想到更好更快的改进方法。并且没有进行重复判断，完全是依赖随机性来避免重复。
• （9.10更新）修改了输出之后，不用ofstream类，用输出重定向，数独缩短了将近一半，现在只需要497s，在十分钟以内。
• （再更新）一开始没有把编译的版本改为Release，所以跑的非常慢，多达857s，超出十分钟。后来优化了一点点的代码，达到497s。将版本改为release之后，速度达到63s。
  
  

（舍友的电脑左下角会显示函数名但是我的全都是工程的名字……不知道为什么……）

• 本次作业，自己的代码不够模块化，所有的东西都往一个函数里放，好像这个功能很强大似得。但是其实后面效能分析的时候就比较不容易改进，所以下次码代码的时候，要分块分清楚，更加规范。这次由于在修改输入输出的一些问题花费了很多时间，遂没有去修改函数方面的问题。
  
  命令行执行EXE参考材料：(http://blog.csdn.net/txl199106/article/details/44703489)

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PSP表格

PSP2.1	Personal Software Process Stages	预估耗时（分钟）	实际耗时（分钟）
Planning	计划	20	20
· Estimate	· 估计这个任务需要多少时间	20	20
Development	开发	660	1800
· Analysis	· 需求分析 (包括学习新技术)	60	60
· Design Spec	· 生成设计文档	60	120
· Design Review	· 设计复审 (和同事审核设计文档)	60	60
· Coding Standard	· 代码规范 (为目前的开发制定合适的规范)	60	120
· Design	· 具体设计	60	180
· Coding	· 具体编码	180	240
· Code Review	· 代码复审	60	300
· Test	· 测试（自我测试，修改代码，提交修改）	120	720
Reporting	报告	60	60
· Test Report	· 测试报告	0	0
· Size Measurement	· 计算工作量	0	0
· Postmortem & Process Improvement Plan	· 事后总结, 并提出过程改进计划	60	60
合计		740	1880

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遇到的困难及解决方法

- 困难描述

1.遇到的最大的困难就是太久没有接触代码了，一开始的时候，简直无从下手，从书柜里翻出了c语言和c++的书，稍微翻了一下，看了几眼头文件什么的。而且，很久没有打代码，思路很混乱，很难切入这个问题，想到核心，进入状态需要很久。

2.二是不熟悉VS。安装花了很长时间在捣鼓，然后关于新建的东西也比较不熟悉，后来是向同学请教了之后才明白具体如何新建。不然之前一直在报错“找不到EXE文件”，搜遍了百度都没法解决……原来是新建的时候建错了文件。并且，对于测试等等，也是第一次接触，一头雾水。一些名词，比如“代码覆盖率”等等都是第一次听说，感觉高大上了不少……

3.对于命令行运行EXE也是第一次接触，花了很多时间看相关的知识，修改主函数。

4.对于单元覆盖率、单元测试还是不熟悉。比起一些大一就用过Github的同学而且我完全是纯新手……一开始有点茫然

- 做过哪些尝试

1.看其他同学写的博客，有的同学会写教程，感觉很赞，比如VS安装教程等等，虽然可能大部分人都会但是……对于比较菜鸟的我还是挺有用的T T。。

2.还有的同学会把觉得不错的教程链接贴出来，我就进去看看，感觉有的写得简单易懂，能一下子理解很多。

3.感觉现在的自己还处于“拿轮子造车”的阶段，还有很多东西不是真正属于自己的，还需努力。

- 有何收获

1.熟悉了对于命令行运行exe的主函数写法，文件的输出，输出重定向，最重要的是重新拾起了打代码的思维。

2.本次的习题，我觉得和之前上c++的作业还是有很大区别的，因为c++只需要打一个代码就好了，而本次作业，就更接近真正的程序员要做的事了，包括各种测试等等，完成度更高，更完善了，更像是一个项目而不是一段代码了。