本次实验通过求解三个问题，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。

l 基本的 Java OO 编程

l 基于 Eclipse IDE 进行 Java 编程

l 基于 JUnit 的测试

l 基于 Git 的代码配置管理

2 实验环境配置

首先按照Lab0实验指导的提示，安装好JDK-11、Eclipse、IDEA和Git。然后再本地配置JDK环境变量，打开高级系统设置查看环境变量，再系统变量中新建环境变量JAVA_HOME，并将值链接到jdk-11.0.15所在的路径；再在Path变量中新建一个值，链接到%JAVA_HOME%\bin。

在了解了一些Java特性和Git的常用命令后，使用IDEA创建了新的项目，并书写了第一个Helloworld程序，初始化了本地仓库，跟踪并提交了文件并Push到了GitHub上。

按照实验指导配置下载Junit所需的jar包，并添加到测试类路径，按指导配置好Maven后，书写自己的test文件，对一个简单的数值返回函数进行测试。

特别是要记录配置过程中遇到的问题和困难，以及如何解决的。

由于之前安装过JDK-8，并且距本次实验时间较长，忘记了其安装路径，开始的时候不知道该先卸载JDK-8或者该怎么覆盖安装。通过查询资料得知，IDEA/Eclipse在开始一个工程的时候可以选择不同的JDK，所以只需要在环境变量增加对应的JDK即可，具体JDK的使用可以在创建工程或之后调整。

指导中关于Java的教学都是英文，对于初学者不是很友好，可以自己借阅其他Java的指导书学习。

Git本地在与GitHub关联的时候，由于对命令掌握的不够，导致无法clone

首先需要在终端执行ssh-keygen命令按几次回车生成公私钥，将.ssh/id_rsa.pub 文件中的公钥内容复制出来，在GitHub网页上添加公钥。然后够我们就可以克隆Github上的仓库到本地了。

在这里给出你的GitHub Lab1仓库的URL地址。

https://github.com/ComputerScienceHIT/HIT-Lab1-120L052314

3 实验过程

3.1 Magic Squares

Magic Squares是一个正整数组成的正方形，其每行、每列以及对角线的数字之和都相等。本次实验需要实现两个任务。

其一，编写一个函数来检查一个矩阵是否是Magic Squares，能将文本文件当作参数输入，并得到输出。并且能够处理输入文件的各种特殊情况并给出错误提示信息。

其二，对代码原本提供的generateMagicSquare函数进行扩写，使其能够产生一个MagicSquare并将其输出到6.txt文件中，

3.1.1 isLegalMagicSquare()

首先对行数和列数进行判断，创建两个BufferedReader对象来分别从文件中读取行数和列数。对于每一行使用String类的split方法，将分隔符设置为”\t”，来获取列数，如果行列数不同，返回false输出提示信息。

然后对每个元素进行判断，设置正则表达式match=”[\d](file://d)”来匹配整数，如果元素不匹配match或者小于0则返回false输出提示信息。

如果匹配都相等则将矩阵记录在二维数组中，分别计算行、列的和，以及对角线的和，如果出现不相等，返回false输出提示信息。

如果都相等则输出正确提示信息，返回true。

3.1.2 generateMagicSquare()

在理解了生成MagicSquare之后，添加写入文件步骤，加入try{}catch(){}语句处理异常，创建一个File对象，输入文件路径名。创建BufferWriter来写入文件，并使用”\t”来分隔数字，每行输入结束后使用”\n”换行。

3.2 Turtle Graphics

使用Turtle Graphics绘图工具，完成四个任务：绘制一个正方形；完善计算正多边形的函数，实现从内角到变数，从边数到内角的计算，并绘制正多边形；计算一系列点的凸包；绘制一个自定义绘画。

3.2.1 Problem 1: Clone and import

如何从GitHub获取该任务的代码、在本地创建git仓库、使用git管理本地开发。

从GitHub获取该任务的代码：在GitHub打包下载代码。

在本地创建git仓库：

git init初始化本地仓库
git add remote添加远程库源
在远程仓库创建master分支
git pull origin master将远程仓库同步到本地
git add . 、git commit -m “” 、git push将本地文件加入到本地仓库，将本地仓库同步到远程仓库。

3.2.2 Problem 3: Turtle graphics and drawSquare

通过四次循环，每次使用forward前进，并使用turn旋转90°即可得到正方形

3.2.3 Problem 5: Drawing polygons

首先根据公式，正多边形的内角等于180-(360/边数)补全函数calculateRegularPolygonAngle。注意，返回值为double类型，应将180和360变为180.0和360.0

补全函数calculatePolygonSidesFromAngle，由上边的公式逆向递推即可，但应注意对double类型小数部分的处理

最后，补全drawRegularPolygon，根据输入多边形的边数，如果边数小于等于2或者边的长度为负，直接返回，否则循环sides次，每次向前sideLength，然后旋转内角180-内角的度数。

3.2.4 Problem 6: Calculating Bearings

首先，补全calculateBearingToPoint函数，通过调用Math类中的atan2来计算前进方向与x轴正向夹角，并把该角度转换为y轴正向的夹角，如果角度为负数的话，加上360来使度数处于0-360的范围。

然后补全函数calculateBearings，计算输入的列表中的每两个相邻点的夹角，保存在列表angle并返回

3.2.5 Problem 7: Convex Hulls

使用 gift-wrapping algorithm算法来计算给定集合的凸包，当点集中只有两个点、一个点或者没有点，直接返回点集。首先寻找最左侧的点，然后寻找该点到剩余点中偏转角度最小的一个点 (如果两个点偏转角度相同，则选取距离最远的那个)，将找到的点作为下一个基点，直到下一个基点为最左侧的点，过程结束。

3.2.6 Problem 8: Personal art

通过循环，改变每次前进的距离和每次画笔的颜色画出多个不同大小的五角星，重叠在一起

3.2.7 Submitting

在HIT-Lab1-120L052314文件夹目录下打开git-bash
git add . 对所有文件添加追踪
git commit -m “P2” 提交到本地仓库并备注P2
git push 同步到远程仓库

实现FriendshipGraph类和Person类来表示一个社交网络中的无向图，图中每个节点代表一个人，每条边代表两个人之间具有社交关系，并且两个人之间应该有两条相互的边以便未来扩展到有向图。需要实现增加节点（即向社交网络中加入一个人）、增加边（即增加两个人的社交关系）、求两个人之间的距离对应的三个函数。

3.3.1 设计/实现FriendshipGraph类

FriendshipGraph类中首先要有一个列表用来存储Person节点，可以使用ArrayList类来实现，将变量名命名为Vertex。

实现FriendshipGraph类的第一个函数addVertex，输入一个Person对象，判断此对象中的人名是否在图中，如果在图中，抛出异常。否则使用List接口中的add方法将此对象添加到列表中。

然后实现函数addEdge，如果输入的Person对象是同一个，则抛出异常，否则调用Person对象的addFriend方法，将B添加为A的朋友，即在A对象的成员变量List Friends 中添加B。

最后实现函数getDistance函数，该函数输入两个Person对象，根据图中的距离返回一个整数。在查阅资料的过程中，发现接口List和Queue的实现类LinkedList可以实现双向队列，而接口List的实现类Stack在Java中使用的并不多，所以采用LinkedList来实现先广遍历来获取距离，并用HashMap类的键对值来记录距离。先将第一个对象加入LinkedList队列personQueue。当队列不为空时，将队列头元素删除，并将值赋给变量topPerson，遍历topPerson的friends，如果其friends未被访问，将其和此时的tempDis+1记录到HashMap中，并将此节点加入到遍历队列，如果这个过程中找到第二个对象，就根据键值对返回距离。遍历后如果没有找到第二个对象，返回-1。

为了便于添加测试范例，加入existP方法来判断Person对象是否在其中。

3.3.2 设计/实现Person类

首先很容易想到添加一个name成员变量，并就此创建一个构造函数来初始化。将name定义为private类型，所以添加了getName方法。最初考虑在FriendshipGraph类中添加Edge成员变量来记录社交关系，但其类型和维护以及距离的获取不容易实现，所以Person类中添加LinkList Friends成员对象，并添加getFriends方法来获取其Friends成员对象，添加addFriends方法来为对象添加朋友。

3.3.3 设计/实现客户端代码main()

将实验指导中的案例复制到main方法中。

3.3.4 设计/实现测试用例

创建对象测试，调用exitsP方法和assertTrue检测是否成功创建。

加入社交关系测试，在一个图中添加几个节点，使用addEdge添加社交关系，创建一个LinkedList<Person>的临时变量，将一个对象的friends添加进去，调用getFriends和assertEquals方法来测试是否相同。

获取距离测试，添加不同的节点，使用assertEquals方法来测试同一个顶点的距离、两个相邻顶点之间及其反过来的距离，两个不相邻顶点之间及其反过来的距离，两个不连通的顶点之间的距离。

4 实验进度记录

日期	时间段	任务	实际完成情况
2022-04-29	18:30-19:30	初步尝试编写isLegalMagicSquare函数	延期1小时完成
2022-04-29	19:45-21:30	继续编写isLegalMagicSquare函数并对其进行测试	按计划完成
2022-04-29	22:00-23:00	编写generateMagicSquare函数并完成测试	按计划完成
2022-04-30	19:00-20:00	完成P2中的Problem0-5	延期半小时完成
2022-04-30	20:45-23:45	完成P2中剩下的problem并完成测试	延期一个小时完成
2022-05-01	22:45-0:00	编写FriendshipGraph类	遇到困难，没有完成
2022-05-05	20:00-21:00	编写Person类和FriendshipGraph类	按计划完成
2022-05-06	16:00-17:00	优化上边两个类并编写test测试用例	按计划完成

5 实验过程中遇到的困难与解决途径

遇到的困难	解决途径
读入/写入操作	借阅相关Java指导书，学习相关类和方法
Git相关操作	在蓝桥云网站中，进行了学习和应用演练
对Java中的集合了解不够	借阅相关Java指导书，学习了接口和集合的相关知识，能初步应用List接口、Queue接口和Map接口以及对应的实现类和方法。
对于数学知识的补充	查询相关网站，复习了相关算法

6 实验过程中收获的经验、教训、感想

6.1 实验过程中收获的经验和教训（必答）

本次实验收获了许多宝贵的经验，了解了Java的一些特性、方法与类库。逐渐熟悉了环境的配置与Git的使用，打开了我一直想去探索而没有走出去的领域。

同时也获得了许多教训。在编程知识方面，一定要多多阅读，全面地掌握其用法不能想当然地应用某个东西，非常容易出错。在环境配置和使用一个新工具时，也要多查阅资料，并学会取其精华去其糟粕，对比地去吸收知识。

6.2 针对以下方面的感受（必答）

(1) Java编程语言是否对你的口味？与你熟悉的其他编程语言相比，Java有何优势和不足？

非常对味，我觉得Java用起来非常方便而且简洁明了，相比之下，之前学的C++给我一种庞大而复杂的感觉，不是说C++不好，许多功能在Java中都能更简易并且高效地实现，比如本次实验进行过程中阅读资料习得的泛型、接口和集合，在C++中也有对应的模板和多重继承等等，但是在C++的学习过程中，感觉到这些内容非常晦涩而不近人情，应用起来比较难，而Java则很形象地阐明了这些操作以及其用途。

(2) 关于Eclipse或IntelliJ IDEA，它们作为IDE的优势和不足；

非常好用，尤其是自动提示与纠错功能，对于初学者十分友好。

但是由于其功能强大，刚开始的时候会给人一种眼花缭乱之感，还需进一步地学习

(3) 关于Git和GitHub，是否感受到了它在版本控制方面的价值；

对于命令的掌握还不够，目前只是感觉到Git在远程上传和管理方面的价值，能较为便捷地上传和载入一个仓库来进行编程，并没有感受到版本控制的便捷。Github本身并没有给我太深刻的印象，我将其当作一个存储代码和代码版本控制的云端服务器，但是其社区让我感觉非常强大，我像是打开了新世界一般，畅游在这个社区，汲取着知识。

(4) 关于CMU和MIT的作业，你有何感受；

有一种循序渐进的过程，但是英文教程的障碍确实不小。

(5) 关于本实验的工作量、难度、deadline；

适中

(6) 关于初接触“软件构造”课程；

感觉就是从冰冷的代码逐渐变得生动，变得有意思，能够亦步亦趋地去应用这个东西，期待后面的课程与实验。

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来源： https://www.cnblogs.com/hit-rhino54/p/16354000.html