| 软件工程 | https://edu.cnblogs.com/campus/gdgy/networkengineering1934-Softwareengineering |
|---|---|
| 作业要求 | https://edu.cnblogs.com/campus/gdgy/networkengineering1934-Softwareengineering/homework/12138 |
| 作业目标 | 体验结对编程的过程，感受两人合作开发项目的好处，提高合作能力 |
3119005347叶杞豪 / 31119005341唐振凯
作业github链接
1、PSP表格
| PSP2.1 | Personal Software Process Stages | 预估耗时（分钟） | 实际耗时（分钟） |
|---|---|---|---|
| Planning | 计划 | 25 | 18 |
| Estimate | 估计这个任务需要多少时间 | 15 | 10 |
| Development | 开发 | 1123 | 1188 |
| Analysis | 需求分析 | 30 | 20 |
| Design Spec | 生成设计文档 | 20 | 21 |
| Design Review | 设计复审 | 26 | 30 |
| Coding Standard | 代码规范 | 17 | 10 |
| Design | 具体设计 | 30 | 27 |
| Coding | 具体编码 | 1000 | 1080 |
| Code Review | 代码复审 | 46 | 28 |
| Test | 测试（自我测试，修改代码，提交修改） | 180 | 250 |
| Reporting | 报告 | 40 | 45 |
| Test Repor | 测试报告 | 33 | 22 |
| Size Measurement | 计算工作量 | 15 | 11 |
| Postmortem & Process Improvement Plan | 事后总结, 并提出过程改进计划 | 30 | 43 |
| 合计 | 1507 | 1615 |
2、设计思路
2.1 表达式用二叉树表示
我们平常见到的表达式：3+4×5÷(6-7)+8是一种中缀表达式，表达式可以用二叉树来表示，二叉树有以下特点：
- 非叶子节点表示算术符号，叶子节点表示数
- 非叶子节点的左孩子和右孩子非空
因此上面表达式转化为二叉树就是
黄色为符号节点，白色为数字节点
2.2 运算符数量控制
因为限定符号数不超过3个，可以用随机函数随机生成一个小于等于3的数，在构建一棵子树的时候顺便算出子树的计算结果和树高
2.3 防止计算过程产生负数
负数的产生是因为减法运算，由于在生成子树的时候会计算结果，可以判断一下结果是否是负数，如果是负数，就取绝对值，即将左右子树互换
2.4 防止题目重复
递归判断两棵表达式树k1、k2, 如果k1和k2的左右子树分别相同，就可以判定k1，k2是两棵相同的树，也就是表达式一样。如果不相同并且符号是＋或者×的时候，再判断k1->left == k2->right && k1->right == k2->left，如果结果为真，说明是相同的一个表达式树。其他情况才是不相同的树，比如
2.5 计算表达式结果
将整数也当做分数来计算，在运算的过程中需要保证分数最简。结果的计算和二叉树的生成同时进行。
3、项目流程和各模块功能
3.1 项目流程图
3.2 项目结构
| 类名 | 功能 |
|---|---|
| Main | 调度其他类实现题目要求 |
| Fraction | 四则运算过程的具体实现 |
| Expression | 生成表达式，同时计算结果 |
| HandleCal | 将题目和作答情况写进txt文件 |
4、具体实现
1、四则运算过程的具体实现
2、生成二叉树
从根节点开始，向下递归生成左子树和右子树，同时计算表达式结果和树高
3、判断表达式是否重复
两棵表达式树k1、k2的左右子树是否相同，如果相同可以判定表达式重复。如果不相同并且符号是＋或者×的时候，再判断k1->left == k2->right && k1->right == k2->left。
4、输出表达式
按照中序遍历的顺序输出二叉树，形成表达式，同时随机生成括号
5、输出题目到txt文件
给题目加上序号，并按序写进txt文件
6、将作答结果写入txt文件
5、计算模块接口部分的性能
可以发现cpu占用率最高的几个方法都和生成表达式有关，因此生成表达式的算法对程序性能的影响最大
6、计算模块部分单元测试展示
1、生成表达式测试
测试结果：
2、四则运算测试
测试结果：
3、文本读写测试
测试结果：
7、项目功能测试
生成一万道题目：
题目：
答案：
作答情况：
8、小结
叶杞豪：通过本次练习，体会到了二叉树在随机生成表达式和查重方面的巧妙运用，同时通过结队编程，我更深刻地体验到代码规范的重要性。多人结队编程，如果不遵守规范，就会造成组合代码时要花费很多时间。
唐振凯：由于之前从未参与过多人合作项目开发，因此花费了很多功夫进行准备工作。两人合作的好处是形成互补，遇到难题时解决效率会提高。此外积累了一定的合作经验，养成了写注释的习惯。