个人项目开发PSP实践-MyWCprj

水深无声 2021-12-17 00:53 178阅读 0赞

# MyWCprj.exe #

[Github仓库地址][Github]

## 1. What is MyWCprj.exe? ##

`wc`是linux下一个非常好用的代码统计小工具，可以通过 `-c` 、`-w` 、`-l`等选项分别进行对指定文件的代码字符数、词组数、行数统计。

应学校软件工程课程的PSP个人项目开发实践需要，特此尝试自己写一个用c++实现的`wc`(`MyWCprj.exe`)。

该程序仅能确保统计.c .cpp .h文件代码数的正确性。

### 语法 ###

MyWCprj.exe \[parameter\] \[fileOrDir\_name1\] \[fileOrDir\_name2\] ……

### 功能参照 ###

MyWCprj.exe -c file.c　　　　//输出文件 file.c 的字符数

MyWCprj.exe -w file.c　　　　//输出文件 file.c 的词的数目

MyWCprj.exe -l file.c　　　　//输出文件 file.c 的行数

MyWCprj.exe -a file.c　　　　//输出文件 file.c

MyWCprj.exe -s fileDir　　　　//递归处理目录fileDir及其子目录中代码文件，无其他参数时仅列举目录fileDir及其子目录中代码文件(.c .cpp .h),可配合一个或多个 -c -w -l -a 一起处理。

MyWCprj.exe -l file1.c file2.c file3.c　　　//输出file1.c、file2.c、file3.c的行数

MyWCprj.exe -s -l DirPath1 DirPath2 DirPath3　　//递归输出DirPath1、DirPath2、DirPath3目录及其子目录下所有代码文件的行数

### 测试示例 ###

参考中典型的源代码文件 CommonSrcCode.cpp：

1 #include"WChead.h"
 2 
 3 
 4 int main(int argc,char *argv[])
 5 {
 6 /*cout << "ar num=" << argc << endl;
 7 for (int i = 0; i < argc; i++)
 8 {
 9 cout << "No." << i << " ";
 10 cout << "ar =" << argv[i] << endl;
 11 }
 12 system("PAUSE");*/
 13 
 14 if (argc < 2)
 15 {
 16 cout << "" << endl;
 17 return -1; 18 } 19 20 class_WordCal myWC; 21 myWC.workMain(argc, argv); 22 23 //system("PAUSE"); 24 return 0; 25 }

测试：

# 运行环境：windows 10 pro,ver 1803,powershell
    # 使用 dir 命令，可看出 I:\TmpCode 下的示例代码文件
    PS ..\MyWCprj\Debug> dir I:\TmpCode
    Directory: I:\TmpCode
    Mode                LastWriteTime         Length Name
    
    ------
    #典型的源代码文件 CommonSrcCode.cpp    
    -a----        9/14/2018   9:34 AM            384 CommonSrcCode.cpp    
    #空代码文件 EmptyCode.cpp
    -a----        9/14/2018   7:29 PM              0 EmptyCode.cpp    
    #仅有字符'a'的代码文件 Onechar.cpp
    -a----        9/14/2018   7:32 PM              1 Onechar.cpp    
    #仅有字符串“#pragma once”的代码文件 Oneline.cpp    
    -a----        9/14/2018   7:34 PM             12 Oneline.cpp
    #仅有字符串“#define” 的代码文件 Oneword.cpp    
    -a----        9/14/2018   7:32 PM              7 Oneword.cpp # 使用 .\MyWCprj.exe -s -w -c -l -a I:\TmpCode 组合 # 可看出 MyWCprj.exe 递归输出当前目录下的代码文件对应信息 PS ..\MyWCprj\Debug> .\MyWCprj.exe -s -w -c -l -a I:\TmpCode list_size: 5 No.0 I:\TmpCode\CommonSrcCode.cpp: The Num of chars: 360 I:\TmpCode\CommonSrcCode.cpp The Num of words: 45 I:\TmpCode\CommonSrcCode.cpp The Num of Lines: 24 I:\TmpCode\CommonSrcCode.cpp The Num of Effective lines: 8 I:\TmpCode\CommonSrcCode.cpp The Num of Empty lines: 9 I:\TmpCode\CommonSrcCode.cpp The Num of Comment lines: 8 I:\TmpCode\CommonSrcCode.cpp No.1 I:\TmpCode\EmptyCode.cpp: The Num of chars: 0 I:\TmpCode\EmptyCode.cpp The Num of words: 0 I:\TmpCode\EmptyCode.cpp The Num of Lines: 0 I:\TmpCode\EmptyCode.cpp The Num of Effective lines: 0 I:\TmpCode\EmptyCode.cpp The Num of Empty lines: 1 I:\TmpCode\EmptyCode.cpp The Num of Comment lines: 0 I:\TmpCode\EmptyCode.cpp No.2 I:\TmpCode\Onechar.cpp: The Num of chars: 1 I:\TmpCode\Onechar.cpp The Num of words: 1 I:\TmpCode\Onechar.cpp The Num of Lines: 0 I:\TmpCode\Onechar.cpp The Num of Effective lines: 1 I:\TmpCode\Onechar.cpp The Num of Empty lines: 0 I:\TmpCode\Onechar.cpp The Num of Comment lines: 0 I:\TmpCode\Onechar.cpp No.3 I:\TmpCode\Oneline.cpp: The Num of chars: 12 I:\TmpCode\Oneline.cpp The Num of words: 2 I:\TmpCode\Oneline.cpp The Num of Lines: 0 I:\TmpCode\Oneline.cpp The Num of Effective lines: 1 I:\TmpCode\Oneline.cpp The Num of Empty lines: 0 I:\TmpCode\Oneline.cpp The Num of Comment lines: 0 I:\TmpCode\Oneline.cpp No.4 I:\TmpCode\Oneword.cpp: The Num of chars: 7 I:\TmpCode\Oneword.cpp The Num of words: 1 I:\TmpCode\Oneword.cpp The Num of Lines: 0 I:\TmpCode\Oneword.cpp The Num of Effective lines: 1 I:\TmpCode\Oneword.cpp The Num of Empty lines: 0 I:\TmpCode\Oneword.cpp The Num of Comment lines: 0 I:\TmpCode\Oneword.cpp

## 2. PSP实践 ##

PSP2.1表格

<table> 
 <thead> 
 <tr> 
 <th>PSP2.1</th> 
 <th>Personal Software Process Stages</th> 
 <th>预估耗时（分钟）</th> 
 <th>实际耗时（分钟）</th> 
 </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td>Planning</td> 
 <td>计划</td> 
 <td>430</td> 
 <td>120</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>Estimate</td> 
 <td>估计这个任务需要多少时间</td> 
 <td>30</td> 
 <td>15</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>Development</td> 
 <td>开发</td> 
 <td>400</td> 
 <td>300</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>Analysis</td> 
 <td>需求分析 (包括学习新技术)</td> 
 <td>150</td> 
 <td>45</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>Design Spec</td> 
 <td>生成设计文档</td> 
 <td>20</td> 
 <td>40</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>Design Review</td> 
 <td>设计复审 (和同事审核设计文档)</td> 
 <td>20</td> 
 <td>60</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>Coding Standard</td> 
 <td>代码规范 (为目前的开发制定合适的规范)划</td> 
 <td>10</td> 
 <td>85</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>Design</td> 
 <td>具体设计</td> 
 <td>30</td> 
 <td>120</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>Code Review</td> 
 <td>代码复审</td> 
 <td>30</td> 
 <td>60</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>Test</td> 
 <td>测试（自我测试，修改代码，提交修改）</td> 
 <td>30</td> 
 <td>120</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>PReporting</td> 
 <td>报告</td> 
 <td>110</td> 
 <td>50</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>Test Report</td> 
 <td>测试报告</td> 
 <td>30</td> 
 <td>60</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>Size Measurement</td> 
 <td>计算工作量</td> 
 <td>20</td> 
 <td>40</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>Postmortem &amp; Process Improvement Plan</td> 
 <td>事后总结, 并提出过程改进计划</td> 
 <td>60</td> 
 <td>70</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>合计</td> 
 <td>计划</td> 
 <td>430</td> 
 <td>680</td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 3. 分析思路 ##

由于曾经有过在linux上逆向分析二进制程序的经验，对于`ltrace` 、`wc`、`objdump`、`ptrace`、`gdb`等二进制分析与调试工具有一定的了解与使用经历，所以对于`wc`功能也有一定的了解。

于是乎，去`GNU`找`WC`命令行工具的[C源码][C]，简洁且优雅，在性能与可读性上有非常好的平衡。据其分析之，于是就以C++的方式实现了`-c`、`-w`、`-l`的功能，并初步封装入c++自定义的类`class_WordCal`中。

对于`-a`功能，要求分析出待统计代码文件的空行、注释行、有效代码行。先是与室友沟通，结果很天马行空，基于字符判断的分析模式利用代码实现很困难且可读性不佳，于是在google中查阅与编译原理、代码预处理相关的网页与资料，结果在csdn论坛中获得启发。[依然是源码注释行统计.请进来看看，感谢之至！][.]。可利用状态机的思想:

假定一开始是非注释状态，读入一个字符，如果不是/，保持非注释状态继续读入字符，
    如果字符是/，读入下一个字符，如果不是*，保持非注释状态，如果是*，进入注释状态；
    在注释状态，类似的读入字符，如果不是*，保持注释状态继续读入字符，
    如果字符是*，读入下一个字符，如果不是/，保持注释状态，如果是/，退出注释状态进入非字符状态。

于是自己依据该思想创建了一个结构体：

1 typedef struct {    
    2     bool bEffective;        //有效行标识
    3     bool bComm1;            //    "//"    注释行标识
    4     bool bComm2;            //    "/**/"    注释行标识
    5 }AllStatus;    //高级统计状态标识结构体

具体的功能思路的代码实现见Github代码有。

至于`-s`功能，由于对windows的文件操作不算太熟悉，于是在网上查找目录递归遍历的思路，基本上就是调用诸如`_findfirst` 、`_findnext`的库函数，逐个获取目录下的子目录或文件的路径并存之于对应的`string`类的`vector`，遇到子目录则对子目录路径进行递归遍历。如此反复，最终可获得一个关于所有子目录路径的`vector<string>`,和关于所有代码文件路径的`vector<string>`。然后根据每一个代码文件路径实现指定的分析与信息输出功能即可。难点在于如何实现递归遍历上，这对于提升编程能力与启发编程思想来说是一个很好的实践。

## 4. 大体设计 ##

1. 高级统计(-a)状态结构体`AllStatus：`
 
 1 typedef struct {
 2 bool bEffective; //有效行标识
 3 bool bComm1; // "//" 注释行标识
 4 bool bComm2; // "/**/" 注释行标识
 5 }AllStatus; //高级统计状态标识结构体
2. 数据统计类 `class_data`:
 
 1 class class_Data
 2 {
 3 public:
 4 int iNumOfChar; //存储当前文件的字符数
 5 int iNumOfWord; //存储当前文件的单词数
 6 int iNumOfLine; //存储当前文件的行数
 7 int iNumOfEffectiveLine; //存储当前文件的有效代码行数
 8 int iNumOfEmptyLine; //存储当前文件的空行数
 9 int iNumOfCommentLine; //存储当前文件的注释行数
 10 string strTmpRowStr; //临时存储刚从文件读入的一行代码
 11 AllStatus allStatus; //高级统计状态机
 12 
 13 class_Data()
 14 {
 15 iNumOfChar = 0; 16 iNumOfWord = 0; 17 iNumOfLine = 0; 18 iNumOfEffectiveLine = 0; 19 iNumOfEmptyLine = 0; 20 iNumOfCommentLine = 0; 21 allStatus.bComm1 = false; 22 allStatus.bComm2 = false; 23 allStatus.bEffective = false; 24 allStatus.bEmpty = false; 25 } 26 27 ~class_Data() 28 { 29 30 } 31 32 };
3. 总功能类设计class\_WordCal:
 
 1 class class_WordCal : public class_Data
 2 {
 3 public:
 4 bool bOpChar; //字符统计输出开关 
 5 bool bOpLine; //行数统计输出开关
 6 bool bOpWord; //词组统计输出开关
 7 bool bOpRecursion; //递归统计开关
 8 bool bOpAll; //更复杂数据统计开关
 9 int iFileNameIndex; //存储文件名的stringVector中带操作的文件名下标
 10 ifstream tmpifs; //存储当前打开文件的文件读操作类
 11 vector<string> vStrFileOrDirName; //存储当前文件名的stringVector
 12 vector<string> vStrCodeFilePath; //存储文件或目录路径的stringVector
 13 string strFilePath; //存储当前文件的路径
 14 
 15 
 16 void Option(int argc, char *argv[]); //功能选择函数
 17 void Display(int Index); //统计输出函数
 18 void StringSkip(string s, int &pos); //当s中存在' ' '\t' '\n' '\r'时，将pos置于该字符之后
 19 void myFileFind(string DirPath); //对传入目录路径下的所有代码文件(.c .cpp .h) 录入至 vStrCodeFilePath 中
 20 void DirList(vector<string> &vStr, const string strPath); //从strPath指定的路径中递归查找代码文件，并录入至vStrCodeFilePath中
 21 
 22 int getword(FILE *fp); //从输入流中获取下一个词组，读取至文件结尾或异常情况出现时返回0，返回1则为其他情况
 23 Status SetIfstream(vector<string> vStr, int Index); //设置打开文件的文件读操作类
 24 //Status CountFromFile(int Index); //(旧代码，不兼容-s统计功能)对vStrFileOrDirName中第Index个文件名对应文件进行代码统计(-l -w -c)
 25 //Status CountFromFileAll(int Index); //(旧代码，不兼容-s统计功能)对vStrFileOrDirName中第Index个文件名对应文件进行高级代码统计(-a)
 26 
 27 Status CountFromDir(int Index); //对vector<string>中第Index个目录下的所有代码文件进行递归统计(-s)
 28 Status CountFromFile(vector<string> vStr, int Index);//对vector<string>中第Index个文件名对应文件进行代码统计(-l -w -c)
 29 Status CountFromFileAll(vector<string> vStr, int Index);//对vector<string>中第Index个文件名对应文件进行高级代码统计(-a)
 30 void Display(vector<string> vStr, int Index); //vector<string>中第Index个文件名输出统计函数
 31 Status EmptyCheck(string s, int pos); //空行检查与统计
 32 
 33 void CountMain(); //统计功能入口
 34 void workMain(int argc, char *argv[]); //类主功能函数入口
 35 
 36 };
 
 ## ##

## 5. 关键功能伪码 ##

1. -c -w -l :

1 wc_basic_function(FileName)
     2 {
     3     File *fp = fopen(FileName, "r");
     4     char c;
     5     bool bEnd = false;
     6     while(bEnd != true) 7  { 8 while ((c = getc(fp)) != EOF) 9  { 10 if (isalpha(c)) //调用stdarg.h中的isalpha(),判断是否为词组，是则词组数++； 11  { 12 iNumOfWord++; 13 break; 14  } 15 iNumOfChar++; 16 if ((c) == '\n') 17  { 18 iNumOfLine++; 19  } 20  } 21 while (c != EOF) //由于词组判断完后上一个循环结束，此循环将继续统计行数及字符数。 22  { 23 iNumOfChar++; 24 if ((c) == '\n') 25  { 26 iNumOfLine++; 27  } 28 if (!isalpha(c)) 29  { 30 break; 31  } 32 c = getc(fp); 33  } 34 bEnd = (c != EOF); 35  } 36 }

2. -a:

1 function_GetFileAllInfo()
      2 {
      3     Status tmpStatus;
      4     allStatus.bComm1 = allStatus.bComm2 = allStatus.bEffective = false;    //高级统计状态机初始化
      5     iNumOfEffectiveLine = iNumOfEmptyLine = iNumOfCommentLine = 0;    //代码行数、空行数、注释行数置零初始化
      6     while (!tmpifs.eof())
      7     {
      8         pos = 0; 9 allStatus.bEffective = false; 10 getline(tmpifs, strTmpRowStr); //读取文件中的一行代码 11 12  StringSkip(strTmpRowStr, pos); 13 14 tmpStatus = EmptyCheck(strTmpRowStr, pos); //空行检查与统计 15 if (en_true == tmpStatus) 16  { 17 continue; 18  } 19 else if (en_fail == tmpStatus) 20  { 21 return en_fail; 22  } 23 24 while (1) 25  { 26 if (false == allStatus.bComm2 27 && '/' == strTmpRowStr[pos] 28 && '/' == strTmpRowStr[pos + 1]) //读取到"//"的情况 29  { 30 if (false == allStatus.bEffective) 31  { 32 iNumOfCommentLine++; 33  } 34 else 35  { 36 iNumOfEffectiveLine++; 37  } 38 break; 39  } 40 41 if (false == allStatus.bComm2 42 && '}' == strTmpRowStr[pos] 43 && '/' == strTmpRowStr[pos + 1] 44 && '/' == strTmpRowStr[pos + 2]) //读取到"}//"的情况 45  { 46 if (false == allStatus.bEffective) 47  { 48 iNumOfCommentLine++; 49  } 50 else 51  { 52 iNumOfEffectiveLine++; 53  } 54 break; 55  } 56 57 if (false == allStatus.bComm2 58 && '/' == strTmpRowStr[pos] 59 && '*' == strTmpRowStr[pos + 1]) //读取到"/*"的情况 60  { 61 pos += 2; 62 allStatus.bComm2 = true; 63 continue; 64  } 65 if (true == allStatus.bComm2) // "/**/"的过滤处理 66  { 67 if ('*' == strTmpRowStr[pos] && '/' == strTmpRowStr[pos + 1]) //读到"*/"时的状态处理 68  { 69 pos++; 70 allStatus.bComm2 = false; 71 iNumOfCommentLine++; 72  } 73 else if ('\0' == strTmpRowStr[pos]) //读取至行末时的处理 74  { 75 if (true == allStatus.bEffective) //若此时为有效代码状态，则代码行数++。例如 printf("hello\n"); /*this is a hello print*/ 76  { 77 iNumOfEffectiveLine++; 78  } 79 else //否则，此处代表纯注释行，则注释行数++ 80  { 81 iNumOfCommentLine++; 82  } 83 break; 84  } 85 pos++; 86 continue; 87  } 88 89 90 if ('\0' == strTmpRowStr[pos]) //运行至行末 91  { 92 if (allStatus.bEffective == false) 93  { 94 if (allStatus.bComm1 || allStatus.bComm2) //纯注释行 95  { 96 ++iNumOfCommentLine; 97  } 98  } 99 else if (allStatus.bEffective == true) 100  { 101 ++iNumOfEffectiveLine; 102  } 103 break; 104  } 105 pos++; 106 allStatus.bEffective = true; 107  } 108  } 109  tmpifs.close(); 110 }

3. -s:

递归算法伪码：

1 class cal{
 2 ...
 3 vector<string> vFilePath;
 4 vector<string> vDirPath;
 5 ...
 6 wc_GetFile_main(string strDirPath) //递归遍历目录，并将所有代码文件路径传入FilePath中
 7 { 8 string tmpStr; 9 DirList(vDirPath, strDirPath + "\\*"); //从strDirPath + "\\*"指定的路径中递归查找代码文件，并录入至vFilePath中；将strDirPath的子目录名传入vDirPath中。 10 for (i = 0; i < vDirPath.size(); ++i) 11 { 12 tmpPath = strDirPath + "\\" + vDirPath[i]; //子目录路径拼接。 13 myFileFind(tmpPath); //对子目录进行递归操作。 14 } 15 } 16 17 DirList(verctor<string> &vStr,string strPath) //获取当前目录下的子目录名与代码文件路径，分别录入到vStr与vFilePath中。 18 { 19 vector<string> vStrTmp; 20 _finddata_t fileDir; 21 long lfDir = _findfirst(strPath.c_str(), &fileDir); 22 int tmpPos; 23 24 if (-1l == lfDir) //尚未实现具体的文件类型识别，仅进行_findfirst是否成功的判断 25 { 26 cout << "DirList: "<< strPath <<" File or dir not found!" << endl; 27 } 28 else 29 { 30 string tmp = strPath; 31 tmp.erase(tmp.size() - 1, 1);//去除路径中的'*' 32 do 33 { 34 string FileOrDirName(fileDir.name); 35 if (FileOrDirName.find('.') == -1) //目录则将目录名传入vStrTmp中 36 { 37 vDirPath.push_back(fileDir.name); 38 } 39 else if( 40 ((tmpPos = FileOrDirName.find(".cpp")) != -1 && FileOrDirName[tmpPos + 4] == '\0') //精确匹配.cpp字串 41 || ((tmpPos = FileOrDirName.find(".c")) != -1 && FileOrDirName[tmpPos + 2] == '\0') //精确匹配.c字串 42 || ((tmpPos = FileOrDirName.find(".h")) != -1 && FileOrDirName[tmpPos + 2] == '\0') //精确匹配.h字串 43 )//代码文件则将其路径传入vStrCodeFilePath中 44 { 45 vFilePath.push_back(tmp + FileOrDirName); 46 } 47 } while (_findnext(lfDir, &fileDir) == 0); 48 } 49 _findclose(lfDir); 50 vStr = vStrTmp; 51 } 52 ... 53 };

在获得到所有代码文件路径的vector<string> vFilePath后，逐一对vFilePath内各个路径进行代码统计与信息输出即可，简单的迭代就可以实现。

## 总结 ##

1.  前期的准备工作非常重要，知识学习与储备、类似的程序框架的参考、算法的评估、按需求设计功能模块等等，都是为中期代码开发提供方向与实现基础的，不重视前期工作的话在中期代码开发与后期的测试、文档撰写方面要吃很大的亏，代码体现的思路与实现方式也难以简洁优雅。这次实践中我就是吃了这个亏，导致在具体代码实现时做了很多前期需要做的工作，流程很乱，效率不高。
2.  注意待统计代码文件的编码类型，utf-8在此程序中表现良好。曾在测试环节中遇到对unicode编码的文件进行统计，算法失败地一塌糊涂，统计结果与实际也相差甚远。在接近有一个半小时的时间里都是在debug，试图在算法上找错误的根源，无果。最终发现是unicode编码下宽字符串的问题，换用utf-8后表现良好。
3.  此次的时间较赶，感觉代码质量还不高，找机会整理好思路，按PSP的流程进行代码重构。

转载于:https://www.cnblogs.com/HelloGaveu/p/9649580.html

[Github]: https://github.com/Gaveu/CodeFileWordCalculator
[C]: https://www.gnu.org/software/cflow/manual/html_node/Source-of-wc-command.html
[.]: https://bbs.csdn.net/topics/380106995