一个大气又可爱的算术题----211606360 丁培晖 211606343 杨宇潇
一、预估与实际
| PSP2.1 | Personal Software Process Stages | 预估耗时（分钟） | 实际耗时（分钟） |
|---|---|---|---|
| Planning | 计划 | ||
| • Estimate | • 估计这个任务需要多少时间 | 60 | 100 |
| Development | 开发 | ||
| • Analysis | • 需求分析 (包括学习新技术) | 360 | 440 |
| • Design Spec | • 生成设计文档 | 20 | 20 |
| • Design Review | • 设计复审 | 30 | 40 |
| • Coding Standard | • 代码规范 (为目前的开发制定合适的规范) | 30 | 50 |
| • Design | • 具体设计 | 120 | 180 |
| • Coding | • 具体编码 | 350 | 550 |
| • Code Review | • 代码复审 | 90 | 120 |
| • Test | • 测试（自我测试，修改代码，提交修改） | 30 | 45 |
| Reporting | 报告 | ||
| • Test Repor | • 测试报告 | 30 | 30 |
| • Size Measurement | • 计算工作量 | 30 | 35 |
| • Postmortem & Process Improvement Plan | • 事后总结, 并提出过程改进计划 | 60 | 60 |
| 合计 | 1210 | 1670 |
二、需求分析
- 特点1
- 需要随机生成2~4个运算符
- 特点2
- 可以加括号
- 特点3
- 除法运算除数不能为0
- 特点4
- 需要用到逆波兰算法
- 特点6
- 输入题目数目和年级数目位置不一样，但是可以判断
- 特点7
- 式子的运算无法得出负数
- 特点8
- 式子的结果大小限定在10000以内
经过分析，我认为，这个程序应当：
- 使用的数字大小应为[0,1000)
- 并且判断除数的数字大小应为[1,1001)
- 生成的符号至少两个运算符，至少三个数。
三、设计
1. 设计思路
说明你如何设计这个程序
这一次的作业，由于需要使用逆波兰表达式，因此我们使用了和上次作业不同的输入文本的方式，这一次使用的是将字符串转为byte[]，然后输入文本的方式。
我们还分出了多中方法体以及构造函数，在主函数main（）里调用构造函数，在构造函数内调用各个方法体。（第一次作业只建立了一个方法体，并且在主函数调用，显得代码臃肿，因为将所有的算法都集中在一个方法体内，因此作出改变。）
- 根据题目要求，传入的参数有-n和-grade，因此使用if（）判断了参数的-n和-grade的顺序，并建立了一个judge（）的方法体，使用正则表达式判断参数的格式
- 数字需要随机得出，因此需要建立随机数，随机数有多种。
- 随机出来的式子需要写入文本，因此创建了一个TxT（）的方法，用于创建文本并将式子输入文本当中，使用String数组进行存储式子，并用Byte[]转换，最后输入文本。
- 答案需要的格式为“等式+答案”，而且不需要小数以及负数，因此将随机数类型定义为整型，并在最后判断答案是否符合要求。
- 判断加减乘除需要使用到优先级，因此创建了一个Level方法，返回值为0，1，2，用于判断符号的优先级。
- 因为三年级的式子为四则混合运算，因此使用中序表达式以及逆波兰，将String数组里的式子转化为线性表，最终调用reckon（）方法计算线性表内的式子。并返回最终结果。
2. 实现方案
写出具体实现的步骤
- 准备工作：先在Github上创建仓库，克隆到本地，并邀请结伴对象，将代码提交到一个仓库内。
- 技术关键点：
- 四则混合运算式子以及括号的判断，需要使用到优先级，因此建立一个关于判断优先级的Level（）的方法。
- 使用随机数Random( )时，需要注意随机数生成范围，比如除数不能为0。
- 当式子内有减法，需要判断式子的答案是否大于等于0。
- 使用String数组将式子转换为Byte [] ，并将其全部输入文本。
- 使用正则表达式、Pattern、Matcher判断输入参数是否达标，不达标则提示输入错误，并结束程序。
- 使用 DateFormat( )获取系统当前时间。
四、编码
- 生成随机数 Math.random()
- if语句判断年级，符号，题目规范
- 使用了逆波兰算法
1. 调试日志
记录编码调试的日志，请记录下开发过程中的 debug 历程
数据传入栈中，会出现空指针，导致程序不能运行。
解决方案：检查随机数的生成，看随机数是否和判断条件相符合。命令行输入格式不对，会出错。
解决方案：通过字符匹配，如果输出格式不对，报错结束进程。除法计算，除数生成了0.
解决方案：在生成随机数时+1.输入题目个数输入过大，或者输入不是数字，会报错。
解决方案：用正则表达式来判断传入参数是否合理。使用逆波兰计算方法不能正确计算。
解决方案：检查传入参数是否正确，写的方法是否正确，使用方法是否正确。
2. 关键代码
public List toInfixExpression(String s) {
List ls = new ArrayList();//存储中序表达式
int w = 0;
String str;
char c;
do {
if ((c = s.charAt(w)) < 48 || (c = s.charAt(w)) > 57) {
ls.add("" + c);
w++;
} else {
str = "";
while (w < s.length() && (c = s.charAt(w)) >= 48
&& (c = s.charAt(w)) <= 57) {
str += c;
w++;
}
ls.add(str);
}
} while (w < s.length());
List<String> LS=parseSuffixExpression(ls);
return LS;
}
public int reckon(List<String> ls) { //逆波兰
Stack<String> s=new Stack<String>();
for (String str : ls) {
if (str.matches("\\d+")) {
s.push(str);
} else {
int b = Integer.parseInt(s.pop());
int a = Integer.parseInt(s.pop());
int result=0;
if (str.equals("+")) {
result = a + b;
} else if (str.equals("-")) {
result = a - b;
} else if (str.equals("×")) {
result = a * b;
} else if (str.equals("÷")) {
result = a / b;
}
s.push("" + result);
}
}
return Integer.parseInt(s.pop());
}
3. 代码规范
请给出本次实验使用的代码规范：
- 类名统一，TXT文件名统一。
- 类名首字母大写。
- 备注代码功能。
- 代码缩进对齐。- 左小括号和字符之间不出现空格。
- 循环嵌套换行，使代码对应。
- 在代码方法后备注，方便以后修改。
- 代码中相关的数据用统一的英文+数字下标。
- 第一条代码中的命名均不以下划线或美元符号开始，也不一下划线或美元符号结束
五、测试
| 测试编号 | 具体输入 | 预期结果 | 实际结果 |
|---|---|---|---|
| 1 | -n 10 -grade 1 | 输出10题一年级题目 | 符合预期 |
| 2 | -n -5 -grade 1 | 程序提示错误，停止运行 | 符合预期 |
| 3 | -n 10 -grade 3 | 输出10题三年级题目 | 符合预期 |
| 4 | -grade 3 -n 10 | 输出10题三年级题目 | 符合预期 |
| 5 | A N | 程序提示错误，停止运行 | 符合预期 |
| 6 | -n 10.3 -grade3.0 | 程序提示错误，停止运行 | 符合预期 |
| 7 | -n 99999 -grade4 | 程序提示错误，停止运行 | 符合预期 |
六、总结
请总结过程中的教训和经验，思考
-第二次作业要求为结对作业。在从最初的构思阶段到最后的编写代码测试代码结束，都需要两个人不断的配合，不断的去交流自己的想法，然后通过想法的整合，调整出一段更为优质的代码。团队协作，可以提高写代码质量和效率。写代码过程也是一种基础的累积，对于不会的东西就去搜素学习，把知识基础变为自己的。