20175217 结对编程项目-四则运算第一周阶段性总结

Love The Way You Lie 2021-10-01 04:36 366阅读 0赞

## 一、需求分析 ##

### 1.基本需求 ###

*  随机生成n道题目
 *  支持整数、分数，支持多运算符
 *  能判断正误，错误时给出正确答案
 *  能计算出正确率

### 2.扩展需求 ###

*  处理生成题目并输出到文件
 *  完成题目后从文件读入并判题
 *  支持多语言：`简体中文`、`繁体中文`、`English`
 *  生成题目去重

## 二、设计思路 ##

在开始编程之前，我们一起仔细地阅读了[项目的需求、各种具体细节][Link 1]，以及[算法][Link 2]，进行了深入的讨论，总结了这次编程的主体内容，以及可能遇到的难点、问题。

### 1.主体内容 ###

*  随机数、随机公式、随机括号（随机生成括号）的生成（用抽象类实现，重写方法getRandom）
 *  将以上随机符号拼接成随机公式
 *  中缀表达式转后缀表达式
 *  后缀表达式转结果
 *  主函数（整体拼接）

### 2.难点、问题 ###

*  随机数、随机符号的组合方式
 *  随机括号的插入
 *  栈的知识、语法在中缀、后缀出结果的过程中的运用

### 3.类图 ###

![1591805-20190404155920726-1296526325.png][]

## 三、艰难的编程过程 ##

### 1.随机公式生成阶段 ###

*  随机数的生成  
    上网查了使用公式`(int)(Math.random()*x)`可生成0-x的随机数  
    ![1591805-20190403151728773-651315276.png][]
 *  随机符号的生成  
    经小伙伴的提醒，可使用每个数字对应每个符号  
    ![1591805-20190403151826113-858098281.png][]
 *  随机括号插入
    
     *  我刚开始想的是用小伙伴的方法，利用随机数，一个数对应在相应的位置插入括号，另一个对应不插入，成功插入括号，**但发现左右括号不相等**。
     *  为了解决左右括号不相等的问题，我决定加入控制条件flag2,记录插入的左括号个数，在最后添加缺少的右括号，成功解决了上面的问题，**但又出现了左右括号扩住一个数字的问题**。
     *  于是我又添加了flag4，控制不连续插入左右括号，成功解决了所有问题~！！
 *  （左）括号代码：  
    ![1591805-20190403185340892-1713650717.png][]
 *  测试成功截图：  
    ![1591805-20190403185528576-141776918.png][]

### 2.中缀转后缀阶段 ###

*  首先的困难是栈的理解，刚开始我们看了好多资料都不太懂，直到看到这张图，我一下子就懂了，也立即给我的小伙伴也讲懂了  
    ![1591805-20190403185953516-1908496606.png][]
 *  然后就是java中有关栈的语法，上网查阅了资料  
    `Stack<变量名> 栈名=new Stack<变量名>()`表示新建一个栈。  
    `栈名.pop()`表示将栈顶元素弹出  
    `栈名.push(x)`表示将x压入栈中

*  中缀转后缀就要将公式中的元素一个一个遍历，我刚开始用了charAt方法，后来出现了算数一直算不对的情况，通过debug发现charAt方法会将两位数或多位数拆成个位数，当我又一次陷入困境时，我的小伙伴又给我提供了思路，可以用`字符串名.split(" ")`，将每个字符存储起来。  
    错误测试：  
    ![1591805-20190403191141359-104826463.png][]
 *  但修正了上述错误之后，系统又开始一直报错，最后发现是字符串的判定要用`待比较的字符串.equals(要比较的字符串)`  
    报错提示：  
    ![1591805-20190403191622405-2098979768.png][]
 *  改正了上述错误之后，结果还是不对，我通过一遍一遍艰难的debug，发现了我的后缀表达式结尾竟然是数字，我又检查了一遍代码，发现是我忘记将栈中最后的元素弹出...  
    debug过程：  
    ![1591805-20190403192025828-939385128.png][]  
    忘加的出栈过程：  
    ![1591805-20190403192358269-306430264.png][]

### 3.后缀转结果阶段 ###

*  在这里我又想到了小伙伴给我提供的思路，可以用`split`语句将后缀表达式依次遍历，利用栈，遇到符号就将栈顶的连个元素弹出栈，并进行计算。
 *  进行测试时遇到了字符串忘记转整型的问题，小伙伴上网查询了字符串转整型的方法`Integer.valueOf(字符串)`，测试成功！！

### 4.最终拼接阶段 ###

*  这一部分比较简单，就出现了正确率计算错误的问题，最后发现正确率应该这样子加double括号  
    ![1591805-20190403194448262-403305150.png][]

### 5.最后的最后 ###

*  测试成功~~~~~~~~  
    ![1591805-20190403194641005-1382323768.png][]

### 6.后续发现的bug ###

*  除法计算时会向下取整，而且会出现分母为0的情况，而且程序还有待优化、不够简洁，下周会进行修复

## 四、核心代码解释 ##

*  生成随机数代码：

import java.util.*;
    import java.lang.*;
    public class getRandom {
    String s;
    String str[]=new String[100];
    char a,b; //a：插入的数字，b：插入的符号
    int x; //x：插入符号的个数
    char flag1,flag3;   //flag1：左括号，flag3：右括号
    int flag2=0,flag4=0; //flag2：插入左括号的个数，flag4：控制不连续插入左右括号
    public void storeRandom(int n) {
        for(int i=1;i<=n;i++) {     //存储随机生成的的每个公式
            s="";
            x=(int)(Math.random()*6)+3;
            Random r3=new RandomZuo();
            flag1=r3.getRandom();
            for(int j=1;j<=x;j++) {    //依次插入数字、公式
                Random r1=new RandomNum();
                a=r1.getRandom();
                s=s+(int)a+" ";
                if(flag2>0&&flag4==0) {
                    Random r6=new RandomYou();
                    flag3=r6.getRandom();
                    if(flag3==')') {
                        s=s+flag3+" ";
                        flag2--;
                    }
                }
                flag4=0;
                Random r2=new RandomChar();
                b=r2.getRandom();
                s=s+b+" ";
                Random r4=new RandomZuo();
                flag1=r4.getRandom();
                if(flag1=='('&&j<x-1) {
                    s=s+flag1+" ";
                    flag2++;
                    flag4=1;
                }
            }
            Random r5=new RandomNum();
            s=s+(int)r5.getRandom()+" ";
            while(flag2!=0) {
                s=s+")"+" ";
                flag2--;
            }
            str[i]=s;
        }
    }
    public String[] retRandom() {
        return str;
    }   //返回随机生成的公式
    }

*  中缀转后缀代码：

import java.util.*;
    public class ZhongzhuiToHouzhui {
        public String result(String s) {
            Stack<String> sta = new Stack<String>();   //新建栈
            String str = "";
            String[] s1=s.split(" ");
            int length = s1.length;
            for (int i = 1; i <= length; i++) {    //依次遍历元素，转为后缀表达式
                String temp;
                String c = s1[i-1];
                if (c.equals(" "))
                    break;
                else if (c.equals("+") || c.equals("-")) {   //遇到优先级最低的“+”、“-”，弹出“（”之前的所有元素
                    while (sta.size() != 0) {
                        temp = sta.pop();
                        if (temp.equals("(")) {
                            sta.push("(");
                            break;
                        }
                        str = str + temp + " ";
                    }
                    sta.push(c);
                } else if (c.equals("*")|| c.equals("/")) {   //遇到优先级高的“*”、“/”，弹出“（”之前的“*”、“/”
                    while (sta.size() != 0) {
                        temp = sta.pop();
                        if (temp.equals("(") || temp.equals("+") || temp.equals("-")) {
                            sta.push(temp);
                            break;
                        } else
                            str = str + temp + " ";
                    }
                    sta.push(c);
                } else if (c.equals("(")) {     //遇到“(”直接入栈
                    sta.push(c);
                } else if (c.equals(")")) {     //遇到“）”，弹出“（”之前的所有元素
                    while (sta.size() != 0) {
                        temp = sta.pop();
                        if (temp.equals("("))
                            break;
                        else
                            str = str + temp + " ";  //遇到数字，直接存入数组
                    }
                } else
                    str = str + c + " ";
            }
            while (sta.size()!=0){     //弹出栈中剩余的元素
                str=str+sta.pop()+" ";
            }
            return str;
        }
    }

*  后缀转结果代码

import java.util.*;
    import java.lang.*;
    public class getResult {
    public int getResult(String s){
        Stack<Integer> stack=new Stack<Integer>();   //新建栈（Integer类型）
        String[] str=s.split(" ");
        int n=str.length;
        int a=0,b=0;
        for (int i=1;i<=n;i++){     //依次遍历元素，计算结果
            String c=str[i-1];
            if (c.equals("+") || c.equals("-") || c.equals("*") || c.equals("/")){    //遇到符号，弹出栈顶两个元素，并计算结果
                a=stack.pop();
                b=stack.pop();
                stack.push(jisuan(b,a,c));      //将计算后的结果重新压入栈中
            }
            else {       //遇到数字，直接入栈
                stack.push(Integer.valueOf(c));
            }
        }
        return stack.pop();
    }
    public int jisuan(int a,int b,String c){    //计算结果
        if (c.equals("+")){
            return a+b;
        }
        else if (c.equals("-")){
            return a-b;
        }
        else if (c.equals("*")){
            return a*b;
        }
        else if (c.equals("/")){
            if (b==0){
                System.out.println("生成的公式出现分母为0的情况，错误！");
                System.exit(1);
                return 1;
            }
            else
                return a/b;
        }
        else{
            System.out.println("Error!");
            return 0;
        }
    }
    }

## 五、运行结果截图 ##

![1591805-20190403200758352-589339656.png][]  
![1591805-20190403200809345-135732605.png][]

## 六、代码托管地址 ##

*  [结对代码][Link 3]

## 七、对结对的小伙伴进行评价 ##

*  我在本次结对中扮演**领航员**的角色，负责编写代码。小伙伴扮演**领航员**的角色，在我遇到问题时给我提供解决思路~

## 八、总结 ##

*  这次的结对编程是对我们的挑战，也是对我的编程能力的挑战，之前从来没有写过这么大的题目，刚开始的思路全是乱的，心态动不动就会崩溃，晚上做梦都在想代码，还好有小伙伴一直给我提供思路，才一直坚持了下来。当然，收获也是满满的，感觉我的编程能力也得到了很大的提高。

## 九、预估与实际 ##

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th style="text-align:left;">Planning</th> 
   <th style="text-align:left;">计划</th> 
   <th style="text-align:left;">预估耗时（分钟）</th> 
   <th style="text-align:left;">实际耗时</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td style="text-align:left;">Estimate</td> 
   <td style="text-align:left;">预估这个任务需要多长时间</td> 
   <td style="text-align:left;">1110</td> 
   <td style="text-align:left;">1580</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:left;"><strong>Development</strong></td> 
   <td style="text-align:left;"><strong>开发</strong></td> 
   <td style="text-align:left;"></td> 
   <td style="text-align:left;"></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:left;">Analysis</td> 
   <td style="text-align:left;">需求分析（包括学习新技术）</td> 
   <td style="text-align:left;">40</td> 
   <td style="text-align:left;">90</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:left;">Design Spec</td> 
   <td style="text-align:left;">生成设计文档</td> 
   <td style="text-align:left;">30</td> 
   <td style="text-align:left;">30</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:left;">Design Review</td> 
   <td style="text-align:left;">设计复审</td> 
   <td style="text-align:left;">60</td> 
   <td style="text-align:left;">60</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:left;">Coding Standard</td> 
   <td style="text-align:left;">代码规范（为目前的开发制定合适的规范）</td> 
   <td style="text-align:left;">40</td> 
   <td style="text-align:left;">40</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:left;">Design</td> 
   <td style="text-align:left;">具体设计</td> 
   <td style="text-align:left;">70</td> 
   <td style="text-align:left;">70</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:left;">Coding</td> 
   <td style="text-align:left;">具体编码</td> 
   <td style="text-align:left;">700</td> 
   <td style="text-align:left;">1100</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:left;">Code Review</td> 
   <td style="text-align:left;">代码复审</td> 
   <td style="text-align:left;">60</td> 
   <td style="text-align:left;">60</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:left;">Test</td> 
   <td style="text-align:left;">测试（自我测试、修改代码、提交修改）</td> 
   <td style="text-align:left;">40</td> 
   <td style="text-align:left;">60</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:left;"><strong>Reporting</strong></td> 
   <td style="text-align:left;"><strong>报告</strong></td> 
   <td style="text-align:left;"></td> 
   <td style="text-align:left;"></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:left;">Test Report</td> 
   <td style="text-align:left;">测试报告</td> 
   <td style="text-align:left;">20</td> 
   <td style="text-align:left;">20</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:left;">Size Measurement</td> 
   <td style="text-align:left;">计算工作量</td> 
   <td style="text-align:left;">10</td> 
   <td style="text-align:left;">10</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:left;">Postmortem&amp;Process Improvement Plan</td> 
   <td style="text-align:left;">事后总结并提出改进计划</td> 
   <td style="text-align:left;">40</td> 
   <td style="text-align:left;">40</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:left;"></td> 
   <td style="text-align:left;">合计</td> 
   <td style="text-align:left;">1110</td> 
   <td style="text-align:left;">1580</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 十、参考 ##

*  [https://en.wikipedia.org/wiki/Shunting-yard\_algorithm][Link 2]
 *  [http://hczhcz.github.io/2014/02/27/shunting-yard-algorithm.html][http_hczhcz.github.io_2014_02_27_shunting-yard-algorithm.html]
 *  [https://www.cnblogs.com/dushik/p/8580705.html][https_www.cnblogs.com_dushik_p_8580705.html]

转载于:https://www.cnblogs.com/wyf20175217/p/10651653.html

[Link 1]: http://www.cnblogs.com/vertextao/p/6593339.html
[Link 2]: https://en.wikipedia.org/wiki/Shunting-yard_algorithm
[1591805-20190404155920726-1296526325.png]: /images/20210724/f24401e5a6b4464fa747dbd9dd604c30.png
[1591805-20190403151728773-651315276.png]: /images/20210724/4e6fe27789a346e4b73c49ddf3608853.png
[1591805-20190403151826113-858098281.png]: /images/20210724/8835a99a4463422f91530480693a1cc7.png
[1591805-20190403185340892-1713650717.png]: /images/20210724/117ce6717bce47d0ac55a31ffdbfb39d.png
[1591805-20190403185528576-141776918.png]: /images/20210724/619466c95cb54968bef094fa3850e018.png
[1591805-20190403185953516-1908496606.png]: /images/20210724/c65823e234d445e0a96d4f0d67dd7bc9.png
[1591805-20190403191141359-104826463.png]: /images/20210724/32b67c33d047450fb7b5622a6249481b.png
[1591805-20190403191622405-2098979768.png]: /images/20210724/ca2b9da7fe104a918cc17585a2e8c774.png
[1591805-20190403192025828-939385128.png]: /images/20210724/3f7b2e5987b1408a9ed7015fa67a7c6c.png
[1591805-20190403192358269-306430264.png]: /images/20210724/19df6ec630b34b6ebec6be9552504176.png
[1591805-20190403194448262-403305150.png]: /images/20210724/aee84dd842984c95a5a2799f07be8e70.png
[1591805-20190403194641005-1382323768.png]: /images/20210724/8fade9a18df240959f6963b703e43d92.png
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[Link 3]: https://gitee.com/lx25t/pairing_project/tree/master/%E7%BB%93%E5%AF%B9%E4%BB%A3%E7%A0%81
[http_hczhcz.github.io_2014_02_27_shunting-yard-algorithm.html]: http://hczhcz.github.io/2014/02/27/shunting-yard-algorithm.html
[https_www.cnblogs.com_dushik_p_8580705.html]: https://www.cnblogs.com/dushik/p/8580705.html