#import "resources\lib.typ": documentclass, indent

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#let (
  // 布局函数
  twoside, doc, preface, mainmatter, mainmatter-end, appendix, 
  // 页面函数
  fonts-display-page, cover, title, decl-page, abstract, abstract-en, bilingual-bibliography,
  outline-page, list-of-figures, list-of-tables, notation, acknowledgement,conclusion,
  onum: o, 
) = documentclass(
  // anonymous: true,  // 盲审模式
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  // 可自定义字体，先英文字体后中文字体，应传入「宋体」、「黑体」、「楷体」、「仿宋」、「等宽」
  // fonts: (楷体: ("Times New Roman", "FZKai-Z03S")),
  info: (
    //基本信息
    title: "量子力学下的代码质量与代码进化论",
    title-en: "Code Quality and Evolution under Quantum Mechanics",
    grade: "20XX",
    student-id: "218111545200",
    author: "张居正",
    author-en: "<NAME>",
    department: "电气与信息工程学院",
    department-en: "School of Electrical and Information Engineering",
    major: "软件工程",
    major-en: "Software Engineering",
    supervisor: ("某某", "教授"),
    supervisor-en: "Professor My Supervisor",
    submit-date: datetime.today(),
    sign-date:datetime(day: 17, month: 7, year: 2024),
  ),
  // 参考文献源
  bibliography: bibliography.with("ref.bib"),
)

// 文稿设置
#show: doc

// 字体展示测试页
#fonts-display-page()

// 封面页
#cover()

//标题页面
#title()

// 声明页
#decl-page()

// 前言
#show: preface
// 中文摘要
#abstract(
  keywords: ("软件工程","量子力学","生物进化论","代码质量","代码进化")
)[
  本文探讨了软件工程在量子力学与生物进化论指导下的种种奥秘。通过对代码的哲学思考和伪科学论证，我们揭示了代码质量对于软件宇宙平衡的重要性，以及量子态如何影响代码的演化与进化。
]

// 英文摘要
#abstract-en(
  keywords: ("Software Engineering","Quantum Mechanics","Biological Evolution","Code Quality","Code Evolution")
)[
  This paper explores the mysteries of software engineering under the guidance of quantum mechanics and biological evolution. Through philosophical reflections and pseudo-scientific arguments on code, we reveal the importance of code quality for the balance of the software universe and how quantum states affect the evolution and development of code.
]

// 目录
#outline-page()

// 插图目录
// #list-of-figures()

// 表格目录
// #list-of-tables()

//解决页码问题
#counter(page).update(0)
#pagebreak() 　

// 正文
#show: mainmatter
// 符号表
// #notation[
//   / DFT: 密度泛函理论 (Density functional theory)
//   / DMRG: 密度矩阵重正化群密度矩阵重正化群密度矩阵重正化群 (Density-Matrix Reformation-Group)
// ]
//要用空格控制间距的情况：请复制使用：这里的--->　　　　<---这里的,或者输入 \u{3000}
= 绪论

== 引言

软件工程，作为一种跨学科的领域，融合了计算机科学、项目管理、哲学及艺术等多重元素。

它不仅在科技进步中扮演着至关重要的角色，也是推动社会发展的不可或缺的力量。在这种复杂的工程活动中，代码质量是一个恒久不变的话题。代码的好坏不仅影响软件系统的稳定性和性能，更关系到整个开发团队的效率和产品的市场竞争力。

然而，当我们从传统观念中跳脱出来，用更具哲学与科学交融的视角来看待软件工程时，新的发现接踵而至。量子力学，通常用以描述微观世界的运动规律，赋予我们一种全新的思维方式来理解代码的状态和行为。而生物进化论，作为解释生物多样性和复杂性的理论基础，为我们提供了一个观察软件系统进化的类比视角。

本文试图以一种幽默风趣的方式，将量子力学与生物进化论的奇思妙想引入软件工程，探索这些前沿理论如何重塑我们对代码质量和代码演化的理解。通过结合量子态的叠加性、坍缩性和进化论的自然选择原理，我们将展开一场别开生面的代码哲学之旅。

首先，量子力学的基本思想使我们认识到代码的多重可能性。
在开发环境中，代码在被执行之前，可能存在于完美无瑕和漏洞百出的叠加态中；只有当开发者进行代码审查或测试时，系统才会从叠加态中坍缩到一个确定的状态。

其次，生物进化论为我们描绘了软件系统的成长与适应过程。通过自然选择，优秀的代码迎合环境需求不断演化，而劣质代码则逐渐被淘汰。就像生物体基因突变带来多样性一样，代码的重构和更新也推动着软件系统的进步。

最后，混沌理论提醒我们，软件系统中的微小变动可能引发巨大变化，小小的BUG或许会造成整个系统的奔溃，就如蝴蝶效应般不可预测。这在开发和维护过程中尤为显著，警示着我们对细节把控的重要性。

通过本文，我们不但希望揭示量子力学和生物进化论对软件工程的潜在影响，更期望带给读者一种全新的视角，以一种娱乐性的方式来思考和理解代码质量和演化的深刻内涵。

== 列表

=== 无序列表

- 无序列表项一
- 无序列表项二
  - 无序子列表项一
  - 无序子列表项二

=== 有序列表

+ 有序列表项一
+ 有序列表项二
  + 有序子列表项一
  + 有序子列表项二

=== 术语列表

/ 术语一: 术语解释
/ 术语二: 术语解释

== 图表

引用@tbl:timing-tlt2，以及@fig:just-logo。引用图表时，表格和图片分别需要加上 `tbl:`和`fig:` 前缀才能正常显示编号。


//   #figure(
//     table(
//       align: center + horizon,
//       columns: 4,
//       [t], [1], [2], [3],
//       [y], [0.3s], [0.4s], [0.8s],
//     ),
//     caption: [常规表],
//   ) <timing>

  #figure(
    table(
      columns: 8,
      column-gutter: 1em,
      stroke: none,
      table.hline(),
      [t], [1], [2], [3],[t], [121313], [2312331], [123123rrrrt],
      table.hline(stroke: .5pt),
      [y], [0.3s], [0.4s], [0.8s],[tttttt213], [1], [2], [3],
      table.hline(stroke: .5pt),
      [y], [0.3s], [0.4s], [0.8s],[t], [1], [2], [3],
      table.hline(stroke: .5pt),
      [y], [0.3s], [0.4s], [0.8s],[ttttt3], [1], [2], [3],
      table.hline(),
    ),
    caption: [三线表],
  ) <timing-tlt>

#align(center+horizon, (stack(dir: ltr)[
  #figure(
    table(
      columns: 4,
      column-gutter: 2em,
      stroke: none,
      table.hline(),
      [t], [1], [2], [3],
      table.hline(stroke: .5pt),
      [y], [0.3s], [0.4s], [1.5s],
      table.hline(stroke: .5pt),
      [y], [0.3s], [0.4s], [1.5s],
      table.hline(),
    ),
    caption: [三线表],
  ) <timing-tlt1>
  ][
  #h(40pt)
  ][
  #figure(
    table(
      columns: 4,
      column-gutter: 2em,
      stroke: none,
      table.hline(),
      [t], [1], [2], [3],
      table.hline(stroke: .5pt),
      [y], [0.3s], [0.4s], [1.5s],
      table.hline(stroke: .5pt),
      [y], [0.3s], [0.4s], [1.5s],
      table.hline(stroke: .5pt),
      [y], [0.3s], [0.4s], [1.5s],
      table.hline(),
    ),
    caption: [三线表],
  ) <timing-tlt2>
]))

#figure(
  image("images/just-emblem.png", width: 30%),
  caption: [图片测试],
) <just-logo>


== 数学公式

可以像 Markdown 一样写行内公式 $x + y$，以及带编号的行间公式：

$ phi.alt := (1 + sqrt(5)) / 2 $ <ratio>

#indent 引用数学公式需要加上 `eqt:` 前缀，则由@eqt:ratio，我们有：

$ F_n = floor(1 / sqrt(5) phi.alt^n) $

#indent 我们也可以通过 `<->` 标签来标识该行间公式不需要编号

$ y = integral_1^2 x^2 dif x $ <->

#indent 而后续数学公式仍然能正常编号。

$ F_n = floor(1 / sqrt(5) phi.alt^n) $

== 参考文献

可以像这样引用参考文献：图书#[@2022Software]和会议#[@中国力学学会1990]。

理论上会自动缩进，偶尔失效段落前手动缩进加上\#indent即可

== 代码块

代码块支持语法高亮。引用时需要加上 `lst:` @lst:code

#figure(
  ```py
  def add(x, y):
    return x + y
  ```,
  caption:[代码块],
) <code>


= 量子力学与代码质量

==  量子叠加态与代码状态

在量子态中，代码的状态既是完美的，又是充满BUG的。每一行代码在开发与测试阶段，都存在于完美无缺和漏洞百出的叠加态中。举例来说，一段代码在编写完成后，如果未经过测试或代码审查，从量子力学的角度看，它同时具有运行无误与出错的双重可能性。就像薛定谔的猫既是活的又是死的一样，代码在这一时刻处于未确定状态的叠加态。

这种现象在实际开发过程中尤为显著。假设开发者编写了一段新的功能代码，在代码审查、单元测试或集成测试之前，这段代码对系统的影响具有极大不确定性。代码本身的缺陷及其对系统的影响，只有在开发者进行代码审查和测试时，代码状态才从叠加态坍缩为单一的确定态，要么是运行正常，要么暴露出存在的BUG。

== 量子坍缩与代码检验

此坍缩过程的完美描述，只能通过量子力学的公式加以解释。薛定谔方程是量子力学的基本公式之一，它描述了量子系统在不同状态之间的演化：

$ hat(H)_psi = E_psi $

在这一方程中， $psi$ 表示系统的量子态， $hat(H)$ 是哈密顿量，描述系统的能量， $E$ 是系统的特征值。对应到代码质量上，代码在未进行审查前，其质量状态 $psi$  是各种可能性的叠加态，而审查和测试过程则充当了观测者，促使代码状态坍缩到具体的运行结果。

== 量子纠缠与代码关联性

量子纠缠现象在软件工程中也能找到类比。例如，两个彼此关联的代码模块，即使相距甚远，在修改一个模块时，另一个模块也会受到不可预见的影响。这种现象类似于量子纠缠，无论两个粒子相距多远，对一个粒子的操作会即刻对另一个产生影响。这种神秘的关联性在代码维护和调试过程中同样存在。

== 量子视角下的代码质量洞见

通过量子力学的透镜，我们不仅可以重新思考代码状态的本质，还可以揭示代码质量问题的潜在原因。量子理论的引入，使我们对代码质量问题有了更深刻而多元的理解，也为未来的软件工程方法论提供了启示。

= 生物进化论与代码演化

在探讨代码演化的过程中，我们发现其与生物进化论之间存在惊人的相似性。正如达尔文在其著作《物种起源》中阐述的自然选择原理，代码也在不断地经历着“适者生存”的过程。本章节将深入分析这一类比，探讨代码如何像生物一样进化，以及遗传算法在代码优化中的应用。

== 达尔文进化论与代码演化

达尔文的进化论核心在于物种的变异、遗传和自然选择。这些概念同样适用于代码世界：

- 变异：在编程中，变异可以被视为代码的修改或重构，这可能是因为需求的变化、技术的进步或是对性能的追求。
- 遗传：代码库通过版本控制进行遗传，新版本继承了旧版本的特性，并在此基础上进行优化或扩展。
- 自然选择：在软件开发中，代码的质量决定了其生存能力。低效、冗余或错误的代码会被逐步淘汰，而高效、简洁且可靠的代码则会被保留下来。

== 遗传算法在代码演化中的应用

遗传算法是一种基于自然选择和遗传学原理的搜索算法，它在代码优化领域展现出了巨大的潜力。以下是遗传算法应用于代码演化的主要步骤：

- *初始化种群*：创建一个包含多种代码实现方案的初始种群，每个个体代表一种可能的解决方案。
- *适应度评估*：根据特定的标准（如运行效率、代码复杂度）评估每个个体的适应度。
- 选择：从当前种群中选择适应度较高的个体作为下一代的父母。
- 交叉（重组）：通过组合两个父母的特征来产生新的后代，模拟生物中的遗传重组。
- 变异：随机改变一些后代的某些特征，引入新的变异，增加种群的多样性。
- 迭代：重复上述过程，直到达到预定的停止条件，如最大迭代次数或满足某个性能阈值。
  
== 案例研究：遗传算法优化代码实例

以一个简单的排序算法为例，假设我们的目标是寻找最优的排序策略，以最小化执行时间。我们可以定义一个包含不同排序方法的种群，如冒泡排序、插入排序、快速排序等。通过反复应用选择、交叉和变异操作，逐渐筛选出执行效率最高的排序算法。实验结果表明，经过多代演化后，种群中会出现显著优于原始算法的个体，证明了遗传算法在代码优化中的有效性。

== 结论

代码演化是一个复杂但有序的过程，它遵循类似于生物进化的规律。通过借鉴达尔文的进化论和应用遗传算法，我们不仅能够理解和预测代码的演变趋势，还能主动优化代码，提高软件系统的质量和效率。未来的研究应进一步探索代码演化与其他生物学理论之间的联系，以期在软件工程领域开辟新的研究方向和实践方法。

= 混沌理论与代码的反馈圈

== 蝴蝶效应与代码调试

混沌理论的核心之一是“蝴蝶效应”，即系统对初始条件的极端敏感性。在软件开发中，这种现象表现为微小的编码错误或参数调整可能导致系统行为的巨大偏差。例如，一个看似无关紧要的变量赋值错误，可能在一系列复杂的函数调用和数据交互后，引发整个系统的不稳定甚至崩溃。

== 反馈圈与代码演化

软件系统内部存在着复杂的反馈机制。代码的修改不仅影响当前功能的实现，还可能通过间接路径作用于其他模块，产生连锁反应。这种反馈圈使得代码的演化成为一项充满挑战的任务，因为任何变动都可能引起意想不到的结果。理解并管理这些反馈圈是确保软件稳定性和可维护性的关键。

== 随机漂移与代码质量

代码质量的衡量标准随时间和项目需求而变化，这使得代码库在多维度下呈现出随机漂移的特性。一方面，随着技术的发展和团队知识的积累，代码逐渐趋向于更加高效、安全和可读；另一方面，由于项目复杂度的增加和外部环境的不确定性，代码也可能出现退化。这种动态平衡状态体现了混沌理论中的非线性系统特征。

= 宇宙的代码：编程与人生哲学

== 代码的混沌与秩序

在软件工程中，混沌与秩序的辩证关系无处不在。一方面，代码的编写和调试充满了不确定性，需要开发者面对未知和混乱；另一方面，通过精心设计的架构和严谨的测试，可以建立有序的系统，使混沌得以控制。这种平衡反映了自然界和社会中普遍存在的混沌与秩序的共生现象。

== 编程与人生哲学

软件开发不仅仅是技术活动，更是一门艺术和哲学。每一行代码都是开发者思想的体现，包含了对问题的理解、解决问题的策略以及对未来的预判。编程过程中遇到的挑战和挫折，与人生旅途中的困难和抉择相呼应，每一次代码的优化和BUG的修复都像是生活中的成长与领悟。正如宇宙的运行遵循着复杂的物理法则，人生的轨迹也受制于内在的逻辑和外在的环境。

== 代码即人生，人生即代码

从某种意义上说，代码与人生有着深刻的相似性。它们都经历了从无到有、从小到大、从简单到复杂的过程，都在不断适应变化、寻求优化、追求完美。无论是编程还是生活，都需要我们保持好奇心、勇于探索、善于学习和反思。通过编程，我们不仅能构建出精妙的软件系统，也能更好地理解自己和这个世界。



= 测试正文

== 正文子标题
这是第二级标题
=== 正文子子标题
这是三级标题

#lorem(50)

3123798什么
+ 正文内容
+ 123什么什么标题
  + 如果你在这级标题下
  
    #lorem(50)
  + 213 2312丑陋丑陋
  + 234234234非常丑陋
  
    #lorem(50)


  #o(1)3123123测试
  #o(2)假如说这个序号后面的文字过长出现了需要换行的情况，那么缩进会出现错\ #h(3em)误，建议使用`\ #h(3em)`手动处理
  #o(3)3123123
  #o(4)3123123


=== 正文子子标题
231231

//结论
#show:conclusion

= 结论

== 量子力学、生物进化论与代码哲学

本文创新性地将量子力学和生物进化论的理论框架应用于软件工程领域，以一种新颖而幽默的角度探讨了代码质量与代码进化的问题。通过量子态的坍缩比喻代码状态的确定性，以及进化论中自然选择机制解释代码的优化过程，我们不仅揭示了代码背后的科学原理，也展现了其丰富的哲学内涵和人文价值。

== 代码的哲理与趣味

代码，作为人类智慧的结晶，承载着开发者的思想、情感和创造力。它不仅仅是一串指令的集合，更是连接现实与虚拟、过去与未来、个人与社会的桥梁。在代码的世界里，我们看到了量子力学中的不确定性原理与软件工程中对精确性的追求之间的张力，也体会到了进化论中优胜劣汰原则与代码持续改进过程的共鸣。这些哲理与趣味交织在一起，构成了软件工程独特的魅力。

== 展望未来

展望未来，随着人工智能、大数据、区块链等新兴技术的快速发展，代码将扮演更加重要的角色，成为推动社会进步和人类文明发展的关键力量。同时，代码的哲学思考也将日益深化，促使我们从更广阔的视角审视技术与社会的关系，思考人与机器、自然与创造之间的和谐共生之道。

// 手动分页
#if twoside {
  pagebreak() + " "
}

// 中英双语参考文献
// 默认使用 gb-7714-2015-numeric 样式
#bilingual-bibliography(full: true)

// 致谢
#acknowledgement[
  首先感谢 NJUThesis Typst 模板。

  在结束这篇探索之旅之际，我想表达最深切的感激之情。首先，我要感谢量子力学与生物进化论这两大学科，它们不仅为自然科学的发展奠定了坚实的基础，更为我的研究提供了丰富的灵感源泉。正是这些理论的博大精深，激发了我将它们与软件工程这一现代技术领域相结合的创意，从而诞生了这篇别具一格的论述。

  其次，我衷心感谢所有在学术道路上给予我指导和支持的导师和同行。你们的鼓励、批评和建议，如同一盏明灯，照亮了我前行的道路，帮助我克服了研究过程中的重重困难。特别要感谢那些愿意倾听我荒诞想法的人，是你们的开放心态和包容精神，让这场跨界对话成为了可能。

  此外，我也要向家人和朋友们表示深深的谢意。你们的理解、耐心和爱，是我最坚强的后盾。在我沉浸于研究、疏于陪伴的日子里，是你们的无私支持让我能够心无旁骛地追求知识的光芒。

  最后，我想对每一位读者说声谢谢。无论你是专业的学者、热情的学生，还是偶然间翻阅这篇文章的路人，你们的关注和反馈都是对我最大的鼓舞。希望我的研究能够激发你的好奇心，带给你新的启示，就如同量子力学与生物进化论曾经给予我的那样。

  再次感谢量子力学与生物进化论，是它们的智慧之光，照亮了我的思维空间，让我在这片浩瀚的知识海洋中自由航行。这段旅程或许已经告一段落，但我相信，探索的脚步永远不会停歇。愿我们都能在各自的领域中，继续追寻真理，拥抱未知，共创美好未来。

  谨以此文献给所有热爱探索、勇于创新的心灵。
]

// 手动分页
#if twoside {
  pagebreak() + " "
}


// 附录
#show: appendix

= 附录

== 附录子标题

=== 附录子子标题

附录内容，这里也可以加入图片，例如@fig:appendix-img。

#figure(
  image("images/just-emblem.png", width: 30%),
  caption: [图片测试],
) <appendix-img>


// 正文结束标志，不可缺少
// 这里放在附录后面，使得页码能正确计数
#mainmatter-end()