1.4　初步實踐案例

本節將通過兩個具體的實踐案例，展示在實際開發中如何使用Cursor和Copilot提升開發效率。第一個案例將介紹如何使用Cursor輔助編寫一個基于鏈表的股票交易系統，通過自動生成代碼片段，簡化數據結構的設計與實現。第二個案例將展示如何利用Copilot編寫一個Windows端自動截圖應用程序，通過智能提示和代碼補全，極大地加速開發過程。通過這些實踐，讀者將能夠更直觀地理解AI輔助編程工具如何在不同類型的開發任務中提供幫助，并了解如何有效地與AI協作進行項目開發。

1.4.1　實戰：用Cursor輔助編寫基于鏈表的股票交易系統

【例1-12】使用Cursor輔助編寫一個基于鏈表的股票交易系統。

該系統包含的主要模塊有股票信息管理、交易記錄管理及訂單管理。通過Cursor的智能提示和代碼補全功能，可以大大提高開發效率，減少手動編碼的時間。

1.需求分析與功能設計

首先，需要確定股票交易系統的基本功能和數據結構。該系統的基本功能包括以下幾項。

● 股票信息管理：存儲每只股票的基本信息，如股票代碼、股票名稱和當前價格。

● 訂單管理：管理買入和賣出的股票交易記錄。

● 交易記錄：記錄每筆交易的具體信息，包括交易時間、股票代碼、數量和交易價格。

為了滿足這些需求，系統中的數據結構采用鏈表形式，其中每個節點對應一條股票交易記錄。這樣一來，股票交易就可以在鏈表中靈活地插入和刪除，并且對不同股票的交易管理也變得更加方便。

2.使用Cursor輔助生成代碼

（1）定義數據結構

首先，通過Cursor創建鏈表數據結構。輸入Create a linked list to store stock trade information后，Cursor就自動生成了以下代碼框架：

public class StockTrade {
    private String stockCode;
    private String stockName;
    private double price;
    private int quantity;
    private StockTrade next;
　
    public StockTrade(String stockCode, String stockName, double price, int quantity) {
        this.stockCode = stockCode;
        this.stockName = stockName;
        this.price = price;
        this.quantity = quantity;
        this.next = null;
    }
　
    public void displayTrade() {
        System.out.println("Stock: " + stockName + " (" + stockCode + ")");
        System.out.println("Price: " + price + " | Quantity: " + quantity);
    }
}
　
public class StockTradeList {
    private StockTrade head;
　
    public StockTradeList() {
        head = null;
    }
　
    public void addTrade(String stockCode, String stockName, double price, int quantity) {
        StockTrade newTrade = new StockTrade(stockCode, stockName, price, quantity);
        if (head == null) {
            head = newTrade;
        } else {
            StockTrade current = head;
            while (current.next != null) {
                current = current.next;
            }
            current.next = newTrade;
        }
    }
　
    public void displayAllTrades() {
        StockTrade current = head;
        while (current != null) {
            current.displayTrade();
            current = current.next;
        }
    }
}

? 理解代碼并梳理思路

StockTrade類代表一條股票交易記錄，包含股票代碼、名稱、價格、數量及指向下一個節點的指針next。

StockTradeList類管理股票交易記錄的鏈表，支持添加新交易和展示所有交易記錄。

（2）訂單管理功能

接下來，Cursor幫助生成了訂單管理模塊。在交易系統中，每個交易都有唯一的標識符（訂單ID），用于識別交易。輸入Generate methods for adding, removing, and updating trades后，Cursor自動生成了以下代碼：

public class StockTradeList {
    private StockTrade head;
　
    public StockTradeList() {
        head = null;
    }
　
    public void addTrade(String stockCode, String stockName, double price, int quantity) {
        StockTrade newTrade = new StockTrade(stockCode, stockName, price, quantity);
        if (head == null) {
            head = newTrade;
        } else {
            StockTrade current = head;
            while (current.next != null) {
                current = current.next;
            }
            current.next = newTrade;
        }
    }
　
    public void removeTrade(String stockCode) {
        if (head == null) return;
        
        if (head.stockCode.equals(stockCode)) {
            head = head.next;
            return;
        }
　
        StockTrade current = head;
        while (current.next != null && !current.next.stockCode.equals(stockCode)) {
            current = current.next;
        }
　
        if (current.next != null) {
            current.next = current.next.next;
        }
    }
　
    public void updateTrade(String stockCode, double newPrice, int newQuantity) {
        StockTrade current = head;
        while (current != null) {
            if (current.stockCode.equals(stockCode)) {
                current.price = newPrice;
                current.quantity = newQuantity;
                return;
            }
            current = current.next;
        }
    }
　
    public void displayAllTrades() {
        StockTrade current = head;
        while (current != null) {
            current.displayTrade();
            current = current.next;
        }
    }
}

? 理解代碼并梳理思路

removeTrade()方法實現了從鏈表中刪除特定股票交易記錄的功能。具體來說，就是根據股票代碼查找交易記錄，如果找到對應的記錄，則刪除對應的節點。

updateTrade()方法用于更新特定股票的交易信息。具體來說，就是根據股票代碼查找記錄，并更新股票的價格和數量。

（3）交易操作示例

開發者可以通過調用addTrade()、removeTrade()、updateTrade()等方法來模擬股票交易操作。以下是一個簡單的操作示例：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        StockTradeList tradeList = new StockTradeList();
　
        // 添加交易記錄
        tradeList.addTrade("AAPL", "Apple Inc.", 150.00, 100);
        tradeList.addTrade("GOOGL", "Google LLC", 2800.00, 50);
　
        // 顯示所有交易記錄
        System.out.println("All Trades:");
        tradeList.displayAllTrades();
　
        // 更新交易記錄
        tradeList.updateTrade("AAPL", 155.00, 120);
　
        // 刪除交易記錄
        tradeList.removeTrade("GOOGL");
　
        // 顯示更新后的交易記錄
        System.out.println("\nUpdated Trades:");
        tradeList.displayAllTrades();
    }
}

? 理解代碼并梳理思路

該代碼示例首先添加了兩條股票交易記錄，然后通過updateTrade()方法更新Apple股票的價格和數量，接著使用removeTrade()方法刪除Google股票的交易記錄。最終，通過displayAllTrades()方法輸出所有更新后的交易記錄。

3.使用Cursor優化代碼

使用Cursor時，開發者還可以通過代碼提示和代碼補全功能來優化代碼。例如，在updateTrade()和removeTrade()方法中，開發者可能會希望增加異常處理機制，以防止在鏈表為空或沒有找到指定交易記錄的情況下程序出現錯誤。Cursor會根據輸入的上下文提示生成相應的代碼：

public void updateTrade(String stockCode, double newPrice, int newQuantity) {
    StockTrade current = head;
    boolean found = false;
    while (current != null) {
        if (current.stockCode.equals(stockCode)) {
            current.price = newPrice;
            current.quantity = newQuantity;
            found = true;
            break;
        }
        current = current.next;
    }
    if (!found) {
        throw new IllegalArgumentException("Trade not found for stock: " + stockCode);
    }
}
　
public void removeTrade(String stockCode) {
    if (head == null) throw new IllegalStateException("Trade list is empty");
    
    if (head.stockCode.equals(stockCode)) {
        head = head.next;
        return;
    }
　
    StockTrade current = head;
    while (current.next != null && !current.next.stockCode.equals(stockCode)) {
        current = current.next;
    }
　
    if (current.next == null) {
        throw new IllegalArgumentException("Trade not found for stock: " + stockCode);
    }
　
    current.next = current.next.next;
}

? 理解代碼并梳理思路

在updateTrade()和removeTrade()方法中，增加了異常處理，從而確保當鏈表為空或沒有找到指定的交易記錄時能夠拋出適當的錯誤。

4.系統測試

為了對這個基于鏈表的股票交易系統進行測試，我們需要編寫測試函數，檢查添加、更新、刪除、顯示等操作是否能如預期的那樣正常工作。以下是測試函數的實現以及測試結果的輸出：

public class StockTradeTest {
　
    public static void main(String[] args) {
        StockTradeList tradeList = new StockTradeList();
　
        // 測試1：添加交易記錄
        System.out.println("Test 1: Add Trades");
        tradeList.addTrade("AAPL", "Apple Inc.", 150.00, 100);
        tradeList.addTrade("GOOGL", "Google LLC", 2800.00, 50);
        tradeList.displayAllTrades();
　
        // 測試2：更新交易記錄
        System.out.println("\nTest 2: Update Trade (AAPL)");
        tradeList.updateTrade("AAPL", 155.00, 120);
        tradeList.displayAllTrades();
　
        // 測試3：刪除交易記錄
        System.out.println("\nTest 3: Remove Trade (GOOGL)");
        tradeList.removeTrade("GOOGL");
        tradeList.displayAllTrades();
　
        // 測試4：嘗試刪除不存在的交易記錄
        System.out.println("\nTest 4: Try to Remove Non-existent Trade (AMZN)");
        try {
            tradeList.removeTrade("AMZN");
        } catch (IllegalArgumentException e) {
            System.out.println("Exception: " + e.getMessage());
        }
　
        // 測試5：嘗試更新不存在的交易記錄
        System.out.println("\nTest 5: Try to Update Non-existent Trade (MSFT)");
        try {
            tradeList.updateTrade("MSFT", 300.00, 100);
        } catch (IllegalArgumentException e) {
            System.out.println("Exception: " + e.getMessage());
        }
    }
}

測試結果如下：

Test 1: Add Trades
Stock: Apple Inc. (AAPL)
Price: 150.0 | Quantity: 100
Stock: Google LLC (GOOGL)
Price: 2800.0 | Quantity: 50
　
Test 2: Update Trade (AAPL)
Stock: Apple Inc. (AAPL)
Price: 155.0 | Quantity: 120
Stock: Google LLC (GOOGL)
Price: 2800.0 | Quantity: 50
　
Test 3: Remove Trade (GOOGL)
Stock: Apple Inc. (AAPL)
Price: 155.0 | Quantity: 120
　
Test 4: Try to Remove Non-existent Trade (AMZN)
Exception: Trade not found for stock: AMZN
　
Test 5: Try to Update Non-existent Trade (MSFT)
Exception: Trade not found for stock: MSFT

關于上述測試的解釋和說明如下。

● 在“Test 1: Add Trades”中添加了兩筆交易記錄，一筆是Apple股票的，另一筆是Google股票的。系統成功顯示了這兩條記錄。

● 在“Test 2: Update Trade (AAPL)”中更新了Apple股票的交易信息（價格和數量）。更新后，Apple股票的信息被正確修改并顯示。

● 在“Test 3: Remove Trade (GOOGL)”中成功刪除了Google股票的交易記錄，只剩下Apple股票的交易記錄。

● 在“Test 4: Try to Remove Non-existent Trade (AMZN)”中嘗試刪除一條不存在的交易記錄（Amazon股票的交易記錄）。此時系統拋出了IllegalArgumentException，并顯示了對應的錯誤消息“Trade not found for stock: AMZN”。

● 在“Test 5: Try to Update Non-existent Trade (MSFT)”中嘗試更新一條不存在的交易記錄（Microsoft股票的交易記錄）。系統也拋出了IllegalArgumentException，并顯示了對應的錯誤消息“Trade not found for stock: MSFT”。

這些測試驗證了該股票交易系統的基本功能，如交易記錄的添加、更新、刪除操作能否正常工作。測試結果表明，系統能夠正確處理正常操作和異常情況（如刪除或更新不存在的交易記錄）。

總的來說，開發者通過使用Cursor輔助編寫基于鏈表的股票交易系統，能夠快速生成數據結構、操作方法和邏輯流程。此外，通過Cursor提供的代碼補全和代碼提示功能，開發者不僅能夠高效地完成常規的增、刪、改、查操作，還能憑借對生成的代碼的進一步理解，對其進行調整，從而提升代碼的性能、可讀性和健壯性。

表1-1展示了在實際使用Cursor的過程中，一些常用的快捷鍵以及對應的功能描述。

一般情況下，Cursor常用的快捷鍵有如下4個，建議讀者重點記憶。

● Tab：用于自動填充。Tab鍵的使用場景主要分為兩種：從頭開始編寫代碼或修改已有代碼。此外，也可以選中整個文件的代碼，按下Tab鍵，讓Cursor生成詳細的代碼注釋。

● Ctrl+K：用于編輯代碼。選中已有代碼后，按下Ctrl+K快捷鍵喚出編輯框，隨后選擇模型并輸入需求即可開始編輯代碼。編輯完成后，可單擊Accept或Reject接受或拒絕修改，也可以單擊代碼行最右側，接受或拒絕對單行代碼的修改。

● Ctrl+L：可以回答用戶關于代碼和整個項目的問題，也具備編輯代碼的功能。該快捷鍵支持針對選中代碼、整個代碼文件和整個項目進行智能回答，功能強大、實用性極高。

● Ctrl+I：用于跨文件編輯整個項目的代碼。該快捷鍵專門為項目級開發設計，可以通過和模型對話的方式開發整個項目，互動過程與聊天類似。在會話中，它可以幫助用戶完成創建文件、刪除文件，以及同時編輯多個文件等操作。

1.4.2　實戰：用Cursor與Copilot輔助編寫Windows桌面自動截圖應用程序

【例1-13】使用Copilot編寫一個適用于Windows桌面環境的自動截圖應用程序，并通過Cursor輔助優化代碼結構、調試工作流程。

本例將使用C++進行開發，并結合Windows API實現截圖功能，重點介紹如何高效地利用Cursor在復雜的Windows桌面開發中實現自動化操作。

要開發的應用程序的功能需求如下。

● 自動捕獲整個屏幕并保存為圖片文件。

● 支持指定區域的截圖功能。

● 用戶可通過簡單的快捷鍵觸發截圖操作。

該應用程序架構設計的核心模塊如下。

● 屏幕捕獲模塊：使用Windows API實現屏幕截圖功能。

● 文件保存模塊：將截圖保存為本地圖片文件。

● 快捷鍵監聽模塊：捕捉用戶的快捷鍵輸入，觸發截圖操作。

首先，在Cursor中創建一個新項目，并設置支持C++開發的環境，確保已安裝VS Code或JetBrains IDE，并已集成Copilot插件。在Cursor中輸入功能需求提示，如Create a Windows desktop application for screen capturing using C++，即可生成代碼框架。

隨后，在Copilot中輸入以下提示：Create a C++ program that captures the entire screen and saves it as a BMP file using Windows API，即可生成項目的初始代碼框架。Copilot生成了以下基礎代碼：

#include <windows.h>
#include <iostream>
#include <string>
　
// Function to capture the screen and save as BMP file
void CaptureScreen(const std::string& fileName) {
    // Get the device context of the screen
    HDC hScreenDC = GetDC(NULL);
    HDC hMemoryDC = CreateCompatibleDC(hScreenDC);
　
    // Get the width and height of the screen
    int width = GetDeviceCaps(hScreenDC, HORZRES);
    int height = GetDeviceCaps(hScreenDC, VERTRES);
　
    // Create a compatible bitmap from the screen DC
    HBITMAP hBitmap = CreateCompatibleBitmap(hScreenDC, width, height);
　
    // Select the bitmap into the memory DC
    HGDIOBJ oldBitmap = SelectObject(hMemoryDC, hBitmap);
　
    // Copy the screen contents into the memory DC
    BitBlt(hMemoryDC, 0, 0, width, height, hScreenDC, 0, 0, SRCCOPY);
　
    // Save the bitmap to file
    BITMAPFILEHEADER fileHeader;
    BITMAPINFOHEADER infoHeader;
　
    memset(&fileHeader, 0, sizeof(fileHeader));
    memset(&infoHeader, 0, sizeof(infoHeader));
　
    fileHeader.bfType = 0x4D42;
    fileHeader.bfOffBits = sizeof(BITMAPFILEHEADER) + sizeof(BITMAPINFOHEADER);
    fileHeader.bfSize = fileHeader.bfOffBits + (width * height * 4);
　
    infoHeader.biSize = sizeof(BITMAPINFOHEADER);
    infoHeader.biWidth = width;
    infoHeader.biHeight = -height; // Negative to ensure top-down bitmap
    infoHeader.biPlanes = 1;
    infoHeader.biBitCount = 32;
    infoHeader.biCompression = BI_RGB;
　
    FILE* file = fopen(fileName.c_str(), "wb");
    fwrite(&fileHeader, sizeof(fileHeader), 1, file);
    fwrite(&infoHeader, sizeof(infoHeader), 1, file);
　
    BITMAPINFO bmpInfo;
    bmpInfo.bmiHeader = infoHeader;
    BYTE* bitmapData = new BYTE[width * height * 4];
    GetDIBits(hMemoryDC, hBitmap, 0, height, bitmapData, &bmpInfo, DIB_RGB_COLORS);
    fwrite(bitmapData, width * height * 4, 1, file);
　
    delete[] bitmapData;
    fclose(file);
　
    // Clean up
    SelectObject(hMemoryDC, oldBitmap);
    DeleteObject(hBitmap);
    DeleteDC(hMemoryDC);
    ReleaseDC(NULL, hScreenDC);
}
　
int main() {
    std::string fileName = "screenshot.bmp";
    CaptureScreen(fileName);
    std::cout << "Screenshot saved as " << fileName << std::endl;
    return 0;
}

對上述代碼的分析與性能評估如下。

● 屏幕捕獲：利用BitBlt()函數實現屏幕內容的復制。

● 保存文件：通過BITMAPFILEHEADER和BITMAPINFOHEADER結構，將屏幕內容保存為BMP文件。

● 清理資源：釋放內存DC、設備上下文和位圖資源。

接下來，我們繼續擴展該應用程序的功能，使其支持通過快捷鍵觸發截圖操作。通過向Cursor發送相應的提示，我們能夠快速生成以下代碼：

#include <thread>
　
// Global variable to track screenshot key
bool isRunning = true;
　
void ListenForHotkey() {
    while (isRunning) {
        if (GetAsyncKeyState(VK_F12)) { // F12 for screenshot
            std::string fileName = "screenshot.bmp";
            CaptureScreen(fileName);
            std::cout << "Screenshot saved as " << fileName << std::endl;
            Sleep(500); // Avoid multiple triggers
        }
    }
}
　
int main() {
    std::cout << "Press F12 to take a screenshot. Press ESC to exit." << std::endl;
　
    // Start hotkey listener in a separate thread
    std::thread hotkeyThread(ListenForHotkey);
　
    // Exit on ESC
    while (isRunning) {
        if (GetAsyncKeyState(VK_ESCAPE)) {
            isRunning = false;
        }
        Sleep(100);
    }
　
    // Wait for the listener thread to finish
    hotkeyThread.join();
    return 0;
}

經過進一步擴展，我們實現了以下功能。

● 快捷鍵監聽：通過GetAsyncKeyState方法監聽用戶按鍵（F12）。

● 多線程：利用std::thread實現非阻塞的熱鍵監聽。

在上述開發完成后，我們需要對該自動截圖應用程序進行全面測試與調試，這是確保其穩定性和正確性的重要步驟。以下是具體的測試與調試過程，以及如何使用Cursor輔助生成并優化代碼。

在Cursor中輸入以下提示語可以生成測試邏輯。

● Write a C++ unit test to validate the screen capture functionality.

● Create a debug mode to log errors during screenshot capture.

● Add a test to ensure the file is saved and not corrupted.

Cursor還能生成可用于輔助分析的代碼，借助這些代碼，開發者可以測試該自動截圖應用程序是否能夠正確捕獲和保存屏幕截圖。

● 輸入提示“Create a function to check if a file exists in C++”后，Cursor自動生成了fileExists()函數，該函數可用于檢測文件是否存在。

● 輸入提示“Write a test case for the CaptureScreen function”后，Cursor自動生成了基礎的單元測試框架，其中包含相應的斷言語句。

通過上述兩個步驟，我們可以確保生成的BMP文件不為空并且具有正確的文件頭格式，以下是具體的測試代碼：

#include <cassert>
#include <fstream>
　
// Function to validate if a file exists
bool fileExists(const std::string& fileName) {
    std::ifstream file(fileName);
    return file.good();
}
　
// Unit test for CaptureScreen function
void testCaptureScreen() {
    std::string testFile = "test_screenshot.bmp";
　
    // Capture screen and save to test file
    CaptureScreen(testFile);
　
    // Assert file exists
    assert(fileExists(testFile) && "Screenshot file was not created");
　
    // Cleanup
    std::remove(testFile.c_str());
    std::cout << "Test 1 Passed: Screenshot file created successfully.\n";
}

接下來，我們通過Cursor繼續生成可用于輔助分析的代碼。

輸入提示“Write a test case to validate BMP file integrity”后，Cursor生成了用于檢查文件頭的代碼：

void testFileIntegrity() {
    std::string testFile = "test_screenshot.bmp";
　
    // Capture screen and save to test file
    CaptureScreen(testFile);
　
    // Open the file and validate the BMP header
    std::ifstream file(testFile, std::ios::binary);
    assert(file.good() && "Failed to open screenshot file");
　
    char header[2];
    file.read(header, 2);
    assert(header[0] == 'B' && header[1] == 'M' && "File is not a valid BMP");
　
    file.close();
　
    // Cleanup
    std::remove(testFile.c_str());
    std::cout << "Test 2 Passed: Screenshot file integrity verified.\n";
}

此外，我們還需要測試在異常情況下，程序是否能夠準確地處理錯誤，例如屏幕設備不可用的情況。我們可以輸入提示“Add exception handling to the CaptureScreen function”，這時Cursor自動生成了捕獲和處理異常的框架代碼，如下所示：

void testErrorHandling() {
    try {
        // Simulate an error by passing an invalid filename
        CaptureScreen("");
    } catch (const std::exception& e) {
        std::cout << "Test 3 Passed: Exception caught - " << e.what() << "\n";
        return;
    }
    assert(false && "Exception was not thrown for invalid input");
}

在Cursor中輸入提示“Add a logging system to track errors during screen capture”，Cursor可以生成以下代碼：

#include <fstream>
　
// Simple logger to track errors
void logError(const std::string& errorMessage) {
    std::ofstream logFile("error_log.txt", std::ios::app);
    logFile << "Error: " << errorMessage << "\n";
    logFile.close();
}

以上提示的目的是為現有的屏幕捕獲功能加入日志記錄系統，以便在出現錯誤時能夠及時捕捉并記錄詳細信息，這為后續的調試工作以及問題追蹤提供了更全面的支持。通過引導AI生成具有日志功能的代碼，開發者可以在不手動編寫煩瑣的錯誤處理邏輯的前提下，快速構建具備健壯性與可維護性的系統模塊。

在捕獲屏幕或保存文件時加入日志記錄的功能，可以通過以下代碼實現：

void CaptureScreen(const std::string& fileName) {
    if (fileName.empty()) {
        logError("Invalid file name provided");
        throw std::invalid_argument("File name cannot be empty");
    }
　
    // Existing screen capture code...
}

借助Cursor生成的代碼進入調試模式，通過輸出的詳細信息來排查問題，調試代碼如下：

void debugInfo(const std::string& message) {
    std::cout << "[DEBUG]: " << message << std::endl;
}
　
void CaptureScreenDebug(const std::string& fileName) {
    debugInfo("Starting screen capture...");
　
    try {
        CaptureScreen(fileName);
        debugInfo("Screen capture completed successfully.");
    } catch (const std::exception& e) {
        debugInfo(std::string("Error during screen capture: ") + e.what());
    }
}

在主函數中調用測試代碼，并查看測試結果：

int main() {
    std::cout << "Running tests...\n";
　
    testCaptureScreen();
    testFileIntegrity();
    testErrorHandling();
　
    std::cout << "All tests passed.\n";
    return 0;
}

測試結果如下：

Running tests...
Test 1 Passed: Screenshot file created successfully.
Test 2 Passed: Screenshot file integrity verified.
Test 3 Passed: Exception caught - File name cannot be empty
All tests passed.

通過Cursor生成的輔助代碼和調試邏輯，開發者能夠快速驗證自動截圖應用程序功能的正確性，并及時定位和修復潛在的問題。Cursor不僅提供了高效的代碼生成工具，還能夠幫助開發者優化調試過程，使開發過程更加高效、有序。

Copilot的功能總結如表1-2所示。