软件工程实践：结对作业（第二次作业）

作业地址

结对第二次作业

结对成员

  • 李鸣, 031502316.
  • 陈翔, 031502209;

Github

  • Deputy: Department-to-Student bidirectional selection;
  • Deputy-generator:generate corresponding input JSON file for Deputy.

数据生成程序, Deputy-generator

一个生成的数据：input_data.json.

数据生成原理

部门：
1.部门编号；
2.部门纳新上限；
3.部门固定活动时间；
4.部门的兴趣标签

学生：
1.学号；
2.选择的部门；
3.业余时间；
4.兴趣标签；
5.是否被部门选中

生成过程：
学生：
（第一步：生成除部门意愿以外的基本信息）

  • 按序生成学生学号(001-300)；
  • 对于每一个学生，生成总数在范围[2, 8]之间的空闲时间段，分布一周7天，每个空闲时间段不超过3个小时，空闲时间段开始时间在[480, 1260]，即早上八点到晚上九点之间；避免一天之内的空闲时间段的重叠，方法是将之前的时间段作为约束来生成下一时间段；
  • 随机选择兴趣标签数目，不作约束；
  • 生成数量在范围[1, 5]之间的部门意愿数目。
    （第二步：生成部门意愿）
    -首先生成热门部门的数量，经过商量确定为i【24】个，热门的占比为10，剩下的普通部门占比为4，这样我们就可以的到区间为【010i+4(20-i)】（作用在后面体现）
    -然后生成该学生一共选k个部门（k的范围是【1~5】）
    -最后依次生成k个部门，生成的方法是生成一个随机数，其范围是【0~10i+4(20-i)】（从第一步可以得到），然后根据生成的数我们就可以推出时选哪个部门，同时我们会生成一个数据用来存储前面选过的部门，避免重复选择。

部门：

  • 按序生成部门编号(01-20)；
  • 对于每一个部门，生成总数在范围[2, 5]之间的空闲时间段，分布一周7天，每个空闲时间段不超过3个小时，空闲时间段开始时间在[480, 1260]，即早上八点到晚上九点之间；避免一天之内的空闲时间段的重叠，方法是将之前的时间段作为约束来生成下一时间段；
  • 随机生成范围在[10, 15]之间的人员限制；
  • 选择数目在[2, 5]之间的兴趣标签。

考虑的因素

1.热门部门的占比不同，会有更多的人去报名该部门。

2.一周之内部门的活动时间最多不超过5次，每一天的活动次数不超过2次，每一次的活动时间不超过3个小时。

3.学生的兴趣标签可以比较多，因为现在学生的特长更加广泛，但是部门的标签不能太多，因为部门本身就有自己的特色，倾向，这已经使其标签范围不可能太广。

4.部门的活动时间是早上八点到晚上九点（符合实际，不可能大清早去活动）

5.每个人分配一到两个部门，这样更加符合学生的实际状况，不会太过劳累，

数据建模及匹配程序的思路及实现方式

数据建模

部门选择学生要考虑三个因素：学生选该部门是第几个志愿（同时也要考虑学生一共有几个志愿），学生兴趣标签和部门标签的匹配程度，学生的业余时间和部门固定活动时间的匹配程度。

第一个因素（学生选该部门是第几个志愿（同时也要考虑学生一共有几个志愿））：
显然越前面的志愿分值越高，学生选的志愿越少分值也会越高，同时为了使志愿之间的占比不是线性的（因为线性的区分度太低），这里就采用了取平方的方法。而学生志愿越少得分越高则想到了利用倒数的方法，而经过多次计算不同的值得到的结果，确定分子为2的时候，结果比较满意。
所以得到这部分的计算公式：
value1=(2/student_instance.applications_department_number)(5-k)(5-k)
（其中student_instance.applications_department_number就是学生总得志愿数，k是该志愿是学生的第几志愿）

第二因素（学生兴趣标签和部门标签的匹配程度）：
学生与部门标签的匹配度乘上某个数就是该部分的得分，而考虑了第一因素，发现第一因素的最高分为50，所以给第二因素的常量也为50。
所以得到这部分的计算公式：
value2=(match_tags/department_instance.tag_number)*50
（其中match_tags是学生与部门标签的匹配的条数，department_instance.tag_number是部门总的标签数）

第三因数（学生的业余时间和部门固定活动时间的匹配程度）：
根据现实情况，学生的业余时间越多越好，这样部门能更好的管理部员，而这个因素不能占太多的比重，毕竟头两个因素才是重点，所以这个因素是用来当做附加分的，分值也不高，大概在5分左右。
所以得到这部分的计算公式：
value3=times*stu_weekday_num/dep_weekday_num
（其中times是学生与部门的时间匹配数，stu_weekday_num是学生的课余时间总数，dep_weekday_num是部门的固定活动时间总数）

因此我们可以知道匹配值value=value1+value2+value3

匹配程序的思路及实现方式

具体方法定义看：matchAlgorithmTools.cpp
具体实现过程看：matchAlgorithm.cpp

下面是对过程的一个步骤分解

第一步：
将学生分为两类（有选志愿的和没选志愿的）
调用matchAlgorithmTools.cpp的void deliverStudent()函数

第二步：
记录部门被学生选择的次数（分为0~4个志愿）

（其中currentDepartment是当前部门，k是第几志愿）

第三步：
计算学生的权值（用于部门选择学生）
调用matchAlgorithmTools.cpp的
int matchedLevelValue(int k, students student_instance, departments department_instance)函数

第四步：
将部门按照受欢迎程度进行排序（之后热门部门将优先选择学生）
调用matchAlgorithmTools.cpp的void calculateDepOrder()函数

（计算的数组是由第二步得到algorithmTool.studentWishes二维数组）

第五步：
部门选择学生
根据学生的value排序，拿出前department[currentDepartment].member_limit（就是部门收取人数的上限）个没被其他部门选走的学生加入当前的部门，完成分配。

代码规范

本次项目统一使用Github进行源代码管理，两人统一使用Wasdns账号进行提交。我们在结对过程中遵循以下规范：

  • 1.良好的注释习惯：对于每一个代码模块(一行或者多行，函数或者类)都进行详细的注释，保证队友能够理解
  • 2.参考"驼峰命名法"对变量进行命名，要求每一个变量的命名都是有意义的，且能够清楚地通过变量名了解该变量的作用
  • 3.进行异常的判断及处理

代码佐证：

	 /*
	 * The following codes are used to: 
	 *
	 * 1.update studentWishes to calculate the order among departments.
	 *
	 * 2.calculate studentDepValues(student vs department) to find out
	 *   that if the student is matched against the department or not.
	 *   And for the following codes(i.e.L79), the studentDepValues is
	 *   used to help the department choose students.
	 * 
	 */
	
	for (int i = 0; i < algorithmTool.eagerStudentNumber; i++) {
		// current index of eagerStudents
		int currentStudent = i;

		// the total number of departments 
		// that chosen by the current student
		int depTotal = algorithmTool.eagerStudent[currentStudent].applications_department_number;
		
		// j: the number of departments
		// k: the number of student wishes

		// for each of the departments
		for (int j = 0; j < 20; j++) {
			int currentDepartment = j;
			// the number of current department 
			string currentDepartment_str = department[currentDepartment].department_number;

			// check if the department 
			// is the chosen one or not
			for (int k = 0; k < depTotal; k++) {
				// the k wish of current student
				string kwish = algorithmTool.eagerStudent[currentStudent].applications_department[k];
				
				// if matched, means that 
				// the student want this department
				if (kwish == currentDepartment_str) {
					// add 1 to studentWishes[department_number: currentDepartment][wishes: k]
					algorithmTool.studentWishes[currentDepartment][k]++;

					// calculate the value between current student 
					// and current department based on k
					// (the current number of wishes), the student instance 
					// and the department instance  
					int stuDepValue = algorithmTool.matchedLevelValue(k, algorithmTool.eagerStudent[currentStudent], department[currentDepartment]);
					assert(stuDepValue != -1);
					// record the stuDepValue 
					// calculated by matchedLevelValue(...)
					// in studentDepValues[student_instance_index][department_instance_index]
					algorithmTool.studentDepValues[currentStudent][currentDepartment] = stuDepValue;
					break;
				}
			}
		}
}

结果评估

运行了助教给的输入样例，结果如下：

  • 1.未匹配人数：190人，占比63%；
  • 2.未匹配部门：2个，占比10%；
  • 3.部门最多招纳人数：10人；
  • 4.部门平均招纳人数：5.5人。

通过估算，平均每个部门收人上限为10~15个，最多要收取240人左右，而我们运行的结果显示有110人被部门收走，也就是收取人达到百分五十左右，去除和部门不匹配的人，百分五十是可以接受的数据。

结对感受

(1)结对感受：

李鸣：这次结对作业，刚好我和我翔（队友）都是莆田人，所以就算是国庆放假也能够面基结对，整个国庆我们面基了5次，同时还语音结对了3次，可以说是整个国庆都是在结对中度过了，基本上也没消停过，说实话是很难受，毕竟是今年的最后一个法定节假日。但是，在和我翔的结对中也不乏乐趣，经我翔介绍发现了一家很有情趣的咖啡馆，听我翔说买上一杯咖啡可以在这度过一个下午，结对的过程中有让我印象最深的就是我翔的代码规范，真的做的很好，比起我的一团糟代码简直天差地别，这也让我明白了代码规范的重要性，在作业刚开始的时候我翔就自己做好了输入输出的工作，而我的工作主要就是想如何匹配，其他的部分则是我们一起思考，敲代码弄好的，这过程中也发现了结对带来的一个好处就是，敲代码的人头脑可能不会那么清晰，有时候一些小错误发现不了，而一旁的队友一般都会很容易发现这种小错误，节省了很多的时间。总得来说，这次结对是一次不错的体验，唯一的代价估计就是少了个国庆。

陈翔：我能够深深体会到这两次结对的作业量，在多件事情并行的情况下国庆假期等于没放假了。这次结对，几天内近几k行的代码量，近百余次的Github项目管理记录(不算什么但是我觉得还是要列一下:D)，和我鸣多次的电话讨论确定算法模型，见面敲定解决方案。虽然不是第一次和别人合作完成项目，但是本次结对依然获益颇多：一是收获了结对编程的经验，有旁边人实时code review的感觉还是很良好的，因为一个人的时候经常是这种情况："写bug五分钟，debug两小时"，在结对编程中就不会有这种情况的发生，避免了大量不必要时间的浪费，提高了整体效率，此外作为一个小团队也学习了一些团队协作的知识，比如编码规范，模块对接等等；二是充实(填满)了整个假期，提升了整体的编码水平，巩固了(再一次预习了)C++的知识，让我了解到很多Linux下编译、编程的知识以及之前未曾涉及到的JSON的解析方法；三是在结对过程中与我鸣多次交流结下了深厚(?)的友谊，虽然不时会被他和他的小可爱虐一脸，可是他幽默风趣、细心可爱、阳光帅气、有担当负责任，是一个不可多得的好搭档，编码过程中思路清晰，纠正了我不少的问题。

我对于我鸣的建议有以下两点：

  • 1.编码过程中要时刻注意写注释和代码规范，变量命名时要合理清晰；
  • 2.Github commit的习惯，当你上手学会了Github之后，它会是一个非常棒的工具；
  • 3.好好珍惜女朋友，工作的时候女朋友的电话还是要接的。

贴上我翔拍摄的咖啡馆（搞基好去处）：

以及店内一只猫（阿布，可撸！！），看见我的电脑包就坐上去了？？？？

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