C++学习 day--21 地震监测系统实现、内存泄漏检测工具

1、项目需求

(5x5 + 4x4 + 2x2) / 3 = 15

长时间窗口内的取样值：

(5x5 + 4x4 + 2x2 +1x1 + 1x1) / 5 = 9

1.问题描述：

2. 输入输出描述：

seismic.dat 中的数据如下：

11 0.01

1 2 1 1 1 5 4 2 1 1 1

 可能还没有人搞懂这个项目的意思，我画一张图来帮助理解：

这是我们提供的数据，一共11个地震检波器的数值，间隔为0.01秒，间隔为0,01秒是什么意思，很多人没搞懂。

假设我们现在输入的短窗口值为2，长窗口值为5，那么我们先选中最前面5个数字，如上图黄色部分的数值，从右边往左算，计算每个值的平方然后求和，最后除以5。即：1*1+1*1+1*1+2*2+1*1=8，然后8/5=1.6这是计算长窗口的，同理短窗口也一样的，如上图红色部分，1*1+1*1=2，然后2/2=1，然后用1/1.6=0.625<1.5,1.5是我们规定的一个阈值，如果短窗口与长窗口的平均能量值比例大于1.5那么就会发生地震，我们知道现在长窗口有5个值，每个值间隔时间为0.01。那么最后一个值的下标为4，间隔为0.04，即4*0.01=0.04。说白了每一个时间点的能量值的时间为它的下标*0.01。

然后项目就结束了？？当然没有，我们还要往后检索，直到所有数据都检查完为止，那么接下来往后移一个位置，如下：

按上边的方法计算：

短窗口的平均能量值比例：1*1+1*1=2，2/2=1

长窗口的平均能量值比例：1*1+1*1+1*1+1*1+2*2=8,8/5=1.6

1/1.6  = 0.625 < 1.5，说明还是没有可能发生地震的点。

再往右移一位：

短窗口的平均能量值比例：5*5+4=26,  26/2=13

长窗口的平均能量值比例：26+3=29,29/5=5.8

然后13/5.8 = 2.24137>1.5，我们发现大于1.5，大于规定的阈值了，那么我们认为这个时间点可能会发生地震事件。此时长窗口最右边那个值为5，它的下标为6，那么这个时间点就是0.01*6=0.06秒。这个时间点可能发生地震事件。

然后再往右移一位，做同样的计算，知道算到最右边的值。然后记录中间哪些时间点可能发生地震事件。

代码实现如下：

#include <fstream>
#include <string>
#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;
const double THRESHOLD = 1.5;//阈值
//统计短/长事件窗口对应能量的采样值
double power_w(double arr[], int length, int n) {
	double xsquare = 0;
	for (int i = 0; i < n; i++) {
		xsquare += pow(arr[length - i], 2);
	}
	return xsquare / n;
}
int main() {
	string filename;
	ifstream fin;
	int num = 0, short_window = 0, long_window = 0;
	double time_incr = 0, * sensor = NULL, short_power = 0, long_power = 0;
	double ratio;
	cout << "Enter name of input file:" << endl;
	cin >> filename;
	fin.open(filename.c_str());
	if (fin.fail()) {
		cerr << "error opening input file:" << endl;
		exit(-1);
	}
	else {
		fin >> num >> time_incr;//分别读入地震检波器能量值的数目和时间间隔
		cout << "num: " << num << " time_incr: " << time_incr << endl;
		if (num >= 0) {
			sensor = new double[num];
			for (int i = 0; i < num; i++) {
				fin >> sensor[i]; //读入能量值
			}
			cout << "Enter number of points for short-window:" << endl;
			cin >> short_window;
			cout << "Enter number of points for long-window:" << endl;
			cin >> long_window;
			//分析能量数据找出地震事件
			for (int i = long_window - 1; i < num; i++){
				short_power = power_w(sensor, i, short_window);
			    long_power = power_w(sensor, i, long_window);
			    ratio = short_power / long_power;
			    if (ratio > THRESHOLD) {
				    cout << " Possible event at " << time_incr * i << "seconds\n";
			     }
	         }
			delete[] sensor;
		}
		fin.close();
	}
	return 0;
}

运行结果：

 

可以根据运行结果自己手动检验一遍。

到此这个小项目完整结束。我们发现编程序并不难，理解项目的功能有点费劲，因此很多软件开发前期都大量在做需求分析，真正编码的时间很少。

到这里我们看一到小题来训练一下编程思维吧：

在一次竞赛中， A 、 B 、 C 、 D 、 E 等五人经过激烈的角逐，最终取得了各自的名次，他们的一个好朋友很遗憾没有观看到比赛，在比赛结束后这个朋友询问他们之间的名次是得知：C 不是第一名， D 比 E 低二个名次，而 E 不是第二名， A 即不是第一名，也不是最后一名，B 比 C 低一个名次。编写程序，计算这五个人各自的名次并输出。

#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
	int A, B, C, D, E;
	for (A = 2; A <= 4; A++) {
		for (B = 2; B <= 5; B++) {
			for (C = 2; C <= 5; C++) {
				for (D = 3; D <= 5; D++) {
					for (E = 1; E <= 3; E++) {
						if (B - 1 == C && D - 2 == E && A != B && A != C && A != D && A != E
							&& B != C && B != D && B != E && C != D && C != E && D != E) {
							cout << "A:" << A << endl;
							cout << "B:" << B << endl;
							cout << "C:" << C << endl;
							cout << "D:" << D << endl;
							cout << "E:" << E << endl;
						}
					}
				}
			}
		}
	}
}

注意：B比C低一名的数量关系，比如，A第3，那么B就是第2名，即B - 1 = C。

运行结果：

2、职场修炼 

礼貌谦逊的态度

态度很重要，不仅仅体现的是你个人的素质问题，更重要的是影响你和他人的互动关系，社会就是人与人的关系综合体。 职场如战场，充斥着形形色色的人，也就会有各种各样复杂的关系。礼貌、谦虚的人总是更受他人喜欢，无论是领导还是同事，都讨厌那些耍个性的人。生僻怪异的性格只能让你无法融入到团队。

积极乐观的心态

3、逼格提升：内存泄漏检测工具

这个步骤试试过了，并没有输出内存泄漏信息，可能是编译器的问题。 

#define _CRTDBG_MAP_ALLOC
#include 
#include 
#include
#ifdef _DEBUG
#ifndef DBG_NEW
#define DBG_NEW new ( _NORMAL_BLOCK , __FILE__ ,__LINE__)
#define new DBG_NEW
#endif
#endif
 
using namespace std;
int main() {
	int* p = new int[10];
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		p[i] = i;
	}
	//打印
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		cout << i << " ";;
	}
	//未释放申请的内存区域
	_CrtDumpMemoryLeaks();
}

发现并没有输出泄漏信息，但是在Visual C++ 2010上好像可以输出泄漏信息。 

为了检测内存泄漏建议大家安装一个VLD工具就可以查看内存泄漏信息了。 我已经安装好了，自己可以找教程安装一下，但是据说VLD工具暂停更新了，对VS2015后的版本不适用，要手动设置才能使用。

现在我惊安装好了，我们来看一下：

#include<vld.h> //内存泄漏检测工具头文件
#include<stdio.h>
#include<iostream>
 
using namespace std;
int main() {
	int* p = new int[10];
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		p[i] = i;
	}
	//打印
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		cout << i << " ";;
	}
    cout<<endl;
	//未释放申请的内存区域
}

#include 

这个是内存泄漏头文件！！不用的时候不添加即可，用的时候在添加

我们只申请了40个字节没有释放，下面那个76不是我们关心的，是数据结构中的东西。我们只需要关注前面带Block块那部分发生的内存泄漏即可。如果代码改为如下再运行看看：

 

 我们发现，没有发横内存泄漏了。