实验目标概述
本次实验通过求解四个问题（其中一个可选），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
实验环境配置
简要陈述你配置本次实验所需开发、测试、运行环境的过程，必要时可以给出屏幕截图。
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。
1）从助教给的压缩包中下载eclipse并安装，在使用Eclipse进行Junit单元测试时先右键项目->Build Path->Add Library并选择junit，导入junit4。
2）重新注册Git账号，并绑定Classroom建立自己的仓库，并将其clone到本地。
3）P1的MagicSquare.java中的main方法读取txt包下的测试文件时读取不到，使用相对路径读取文件总是找不到文件，使用绝对路径会由于项目提交之后路径发生改变而出错。所以，读取目录即可采用相对项目根目录读取的方式，用new File(“”).getCanonicalPath()获取项目的根目录，然后拼接字符串“/src/P1/txt/1.txt”即可获取src下P1包中 的txt文件夹下的1.txt测试文件。
在这里给出你的GitHub Lab1仓库的URL地址（Lab1-学号）。
https://github.com/ComputerScienceHIT/Lab1-1170300503
实验过程
请仔细对照实验手册，针对四个问题中的每一项任务，在下面各节中记录你的实验过程、阐述你的设计思路和问题求解思路，可辅之以示意图或关键源代码加以说明（但无需把你的源代码全部粘贴过来！）。
为了条理清晰，可根据需要在各节增加三级标题。
Magic Squares
在这里简要概述你对该任务的理解。
该实验是判断一个矩阵是否是由正整数组成的方阵，并且文件中数字存储用“\t”划分，每行、每列及对角线数字之和均相等，如果是，则该矩阵是MagicSquare，否则不是。判断过程中，主要步骤是读取文件并分割字符串，判断输入是否合法，其次是对每行每列及对角线数字之和是否相等进行判断。
isLegalMagicSquare()
按步骤给出你的设计和实现思路/过程/结果。
1） 根据参数filename判断文件是否存在，如果不存在，返回false，结束；
2） 按行读取文件，记录读取行数；
3） 读取的每行数据按照“\t”分割，并判断分割后的每部分是否是数字，如果是数字，接着判断是否正整数，将每一个数字依次存入数组numbers，记录每行读取数字个数即列数并存入数组cols，否则返回false，结束；
4） 判断是否是方阵，若否，否则返回false，结束；
5） 记录对角线数字之和，并比较是否相等，若否，否则返回false，结束；
6） 判断每行每列数字之和是否都相等，若否，否则返回false，结束；
7） 返回true，结束。
结果：1.txt和2.txt矩阵以及生成的矩阵是MagicSquare，其余的不是。
generateMagicSquare()
按步骤给出你的设计和实现思路/过程/结果。
设计思路流程图如下：
该方法生成MagicSquare，如果输入的参数为偶数，在循环过程中会出现数组下标越界，抛出java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException异常，如果输入参数为父，则开始建立大小为负的数组，会抛出java.lang.NegativeArraySizeException异常。
Turtle Graphics
在这里简要概述你对该任务的理解。
通过控制乌龟的转向和划线的距离完成图形的绘制，相当于整个图形由一笔完成，绘图过程中只要控制好划线的方向和转向即可。其中两个坐标间距离的只需要套用公式，但是计算转向还要考虑到当前乌龟的方向。
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。
由于无法连接MIT的didit服务器，所以只能从：https://github.com/rainywang/Spring2019_HITCS_SC_Lab1/tree/master/P2获取代码。
打开git控制台，使用命令 git clone “https://github.com/rainywang/Spring2019_HITCS_SC_Lab1.git”
Problem 3: Turtle graphics and drawSquare
首先，乌龟前行一段距离，即正方形的边长，然后转90，接着再爬行正方形的边长距离，转90度，爬行正方形的边长距离，转90度，最后爬行正方形的边长距离即可得到一个正方形。
Problem 5: Drawing polygons
首先，计算出该多边形的外角，然后乌龟爬行多边形的边长距离，接着进行（n-1）次下列循环（n为多边形边数）：转一个外角的度数，然后爬行一个多边形的边长距离。
Problem 6: Calculating Bearings
（1）calculateBearingToPoint（）：这个函数相对繁琐，因为需要分情况讨论，针对当前点和目的点的相对位置，分为横坐标相等、大于、小于三种情况，每种情况内又分别讨论纵坐标的相对情况，根据不同的相对位置关系，分别计算需要返回的转角度数。
（2）calculateBearings（）：循环（n-1）次（n为所有点的个数）：调用calculateBearingToPoint（）方法，计算转角，其中角度为当前乌龟的角度；然后更新当前乌龟的角度，计算方法是：上一次乌龟的角度加上转角度数，如果结果度数大于360度，则减去360度即可。
Problem 7: Convex Hulls
如果点的个数小于4，则所有点都是要找的点，否则：
1） 找到当前最左下的点为起始点和终结点，并加入结果集
2） 执行如下循环，直到终结点等于起始点：
计算当前点到其余每个点的转角度数，然后遍历，找出转角度数相同的点，如果转角度数相同的点不止一个，先将这些点加入temPoints集合，然后遍历该集合，找出距离当前点最远的那个点即为下一个要找的点，将其更新为当前点，并加入结果集。
Problem 8: Personal art
首先进行三次循环，每次划线距离60，转角120度，画出一个三角形；然后循环六次，每次划线120，转角60度，画出一个边长2倍的六边形；然后为了效果更佳美观，循环上述操作59次，每一遍循环转角62.11度，防止线的重合。
Submitting
如何通过Git提交当前版本到GitHub上你的Lab1仓库。
首先，将eclipse文件中的P2包复制更新到本地仓库，然后右键运行Git Bash here，依次输入下列三行命令：
git add .
git commit -m “lab1_P3”
git push origin master
Social Network
在这里简要概述你对该任务的理解。
将每个人看做一个点，有关系的人用线（有向或无向）连接，模拟社交网络。其中比较有难度的是两个人之间最短距离getDistance（）函数的编写，这里用到的广度优先算法，并在循环中记录每一层关系中人的个数以判断广搜的层数即距离。
设计/实现FriendshipGraph类
给出你的设计和实现思路/过程/结果。
首先定义ArrayList<ArrayList
设计/实现Person类
给出你的设计和实现思路/过程/结果。
这里设计较为简单，只用名字来唯一标识每个人，然后设计了参数为name的默认构造方法，以及getName()和setName()方法。
设计/实现客户端代码main()
给出你的设计和实现思路/过程/结果。
首先，new 一个FriendshipGraph对象，接着new四个不同名字的Person并以此添加到FriendshipGraph网络社交图中，然后根据设计的社交网络图，调用addEdge（）方法添加有向边，最后调用getDistance函数计算并输出人与人之间的距离。
设计/实现测试用例
给出你的设计和实现思路/过程/结果。
测试用例为实验指导文档给出的测试用例，创建了四个姓名不同的Person对象，然后分别调用了addVertex(); addEdge() 和graph.getDistance()方法，结果测试完美通过。
Tweet Tweet
请自行组织子目录结构。
Eclipse中为方便测试，将Test.java文件一并放入了同一个包下，目录结构如下：
然后，各个函数完成后，在本地仓库下建立test文件夹，在该文件夹下建立P3文件夹，将所有的Test.java文件复制到该文件夹下，目录结构如下：
src
P3
FriendshipGraph.java
Person.java
test
P3
FriendshipGraphTest.java
Problem 1: Extracting data from tweets
（1） getTimespan()：如果tweets为空，则返回null，结束，否则：
定义minTweet和maxTweet，初值均设置为第一个Tweet，然后遍历Tweet集合，得到每一个Tweet的Timestamp()，分别和minTweet、maxTweet比较，找出最早和最晚的Tweet；循环结束后，最晚的Tweet时间和最早Tweet时间跨度即为结果。
（2） getMentionedUsers():如果tweets为空，则返回null，结束，否则：
建立Set\
Problem 2: Filtering lists of tweets
（1） writtenBy()：建立ArrayList\
（2） inTimespan()：建立List\
（3） containing()：建立List\
Problem 3: Inferring a social network
（1） guessFollowsGraph()：建立Map<String, Set\
（2） influencers():建立Map<String, Integer> influenceMap，遍历followsGraph：将username先加入influenceMap，然后得到 该Tweet的followers集合并统计人数，最后将结果更新到influenceMap中；遍历完成后创建Comparator对象，遍历influenceMap根据每个tweet的followers人数比较影响力大小并排序，最后将排序结果加入结果集并返回即可。
Problem 4: Get smarter
这里判断每一个tweet用户的followers时除了直接添加@到的人之外，还根据Triadic closure原则和是否有Common hashtags添加followers。前者的判断是每次在循环内部增加一次循环搜索，后者主要是用正则表达式提取text里的hashtags，然后判断是否和当前tweet用户有相同的，如果有，则该tweet用户是当前tweet用户的follower。
实验进度记录
请使用表格方式记录你的进度情况，以超过半小时的连续编程时间为一行。
| 日期 | 时间段 | 任务 | 实际完成情况 |
|---|---|---|---|
| 2019-02-26 | 14:00-18:32 | 完成整个P1和P2的Problem1-4 | 延期一个小时半完成 |
| 2019-02-26 | 18:35-19：03 | 编写P2的Problem5 | 按计划完成 |
| 2019-02-26 | 19:15-19:46 | 编写P2的Problem6 | 按计划完成 |
| 2019-02-28 | 前天19:30-10:12 | 编写P3 | 延期半天完成 |
| 2019-02-28 | 19:20-20:48 | 编写P4的Problem1 | 按计划完成 |
| 2019-03-02 | 10:00-14:40 | 编写P4、完善P2 | 推迟一天完成 |
| 2019-03-04 | 16:30-17:04 | Lab1代码的完善及个别方法的优化 | 按计划完成 |
实验过程中遇到的困难与解决途径
| 遇到的难点 | 解决途径 |
|---|---|
| P1实验中测试文件的读取以及生成矩阵写入文件 | 采用相对项目根目录读取的方式，用new File(“”).getCanonicalPath()获取项目的根目录，然后拼接src下具体文件路径 “/src/P1/txt/1.txt” |
| P2 Convex Hulls中对凸包上同一条直线出现多个点情况的处理 | 如果出现最少角度的直线上出现多个点，则先将这些点加入一个暂存的集合，循环完毕，遍历该集合，找出该集合中这些点到当前点的距离最大的那个点，即为下一个要找的点。 |
| P4中对每一个Tweet用户的求followers方法及其改进 | 首先提取text中符合要求的followers用户名需要使用正则表达式，由于之前没学习过正则表达式，所以在这里花了一晚上的时间先补充了这部分的知识；其次是求解followers方法的改进中，在根据Triadic closure原则添加用户时，需要在当前循环内再次遍历tweets集合，构建正则表达式，根据text的内容再次匹配。 |
实验过程中收获的经验、教训、感想
实验过程中收获的经验和教训
利用一些工具如：Git、eclipse、Junit单元测试等能够显著的提高编程效率，熟悉工程的管理、了解Git的运作方式也至关重要。
针对以下方面的感受
(1) Java编程语言是否对你的口味？yes
(2) 关于Eclipse IDE:
自认为Eclipse 是一个比较上手的免费IDE，平时写java代码时基本都是使用的eclipse，所以相对来说，对eclipse的使用已经相对熟练。
(3) 关于Git和GitHub
之前没有使用过Git，对其还是相对陌生的，但是实验要求不高，只需要 掌握git的几个比较常用的命令即可；github平时接触过，但运用也不是 特别熟练，还需要课下勤于使用。
(4) 关于CMU和MIT的作业
由于已经有了java语言基础，所以这次实验感觉不是很难，方法的解决 思路也都基本清晰明了，只是个别问题的细节处理还需要注意。
(5) 关于本实验的工作量、难度、deadline
第一次实验的安排很合理，难度适合，时间充足。
(6) 关于初接触“软件构造”课程
对最近课程讲解的都是一些理论知识内容比较感兴趣，希望进一步学习 更多具体的相关知识。