211606330 王建木 211606345 翟堂贵
一、预估与实际
| PSP2.1 | Personal Softwar Process Stages | Estimated Time(hours) | Practical Time(hours) |
| Planning | 计划 | 20 | 24 |
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20 | 24 |
| Development | 开发 | 18 | 22 |
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3 | 3 |
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3 | 3 |
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0.5 | 0.5 |
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0.5 | 0.5 |
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5 | 7 |
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4 | 6 |
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1 | 1 |
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2 | 2 |
| Reporting | 报告 | 2 | 2 |
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1 | 1 |
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0.5 | 0.5 |
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0.5 | 0.5 |
二、需求分析
我通过网上查询了解到，小学三年级数学的四则运算特点如下:
- 运算符在2~4个，可以加括号，一对括号算一个运算符，"="不算运算符
- 减法运算的结果不能为负数
- 除法运算不能有余数，除数不能为零
- 算式内最多只能有一对括号，并且括号不能无意义
- 能在命令行模式下正常运行
- 算式结果小于10000
- 需要保留之前1-2年级出题器的功能
- 输入格式为-n 题目数 (1-100) -grade 年级（1-3）或-grade 年级（1-3）-n 题目数（1-100）
- 生成题目后需要将题目和答案保存到out.txt文件中并打印输出
三、设计
1.设计思路
- 设计getThirdGradeMathSubject方法，根据随机生成的运算符的个数（2-4）分别调用handleTwo、handleThree、handleFour方法处理
- 判断是否需要添加括号，若为true，则调用getBrackets方法返回添加完括号的运算符串；
- 根据是否添加括号分别调用priotitySort和prioritySortWithoutBrackets方法分别对传入的运算符串进行优先级排序，分别返回排序完成后带括号和不带括号的运算符串
- 遍历第三步生成的运算符串，循环调用handleSign方法，根据当前遍历到的运算符（+，-，×，÷）进行不同的处理。handleSign方法接收如（"+"，100）的参数，生成第二个操作数和运算后的结果，并将操作数和结果用整形数组保存并返回。当传入的运算符为"÷"时调用getFactor方法保证操作数2为传入的操作数1的因数，保证除法运算的结果为整数。
- 遍历结束后将得到的操作数数组和排序完成的运算符数组重新排列，生成算式和答案并返回即可。
2.计算关键点
- 技术关键点: 如何判断用户输入是否符合要求，并作出回应。先设定好符合预定格式的一个正则表达式，与用户的输入进行匹配，如不符合，提示用户重新运行程序，并给出正确的输入格式。
- 技术关键点: 如何将算式保存到out.txt文件中。定义两个字符串数组，分别将算式和答案保存到字符串数组中，将字符串数组作为参数传给生成out.txt文件的方法中即可。
- 技术关键点: 如何实现符号的随机生成。先生成一个随机数，以该随机数区间的二分之一为分界点，以生成随机数的大小相对于分界点的位置设置符号，如生成的随机数大于分界点时设为加法，反之设为减法
四、编码
1.调试日志
1.生成一年级减法数学计算题时，生成了结果为负数的算式。
-
- 解决方法: 当生成的算式为减法时，判断被减数是否大于减数，若返回false，则将被减数与减数互换。
2.生成二年级除法数学计算题时，生成了除数为0的算式。
-
- 解决办法：当生成的算式为除法时，重新生成被除数和除数，使得被除数和除数都不能为零。
3.生成二年级除法数学计算题时，生成了商小于1的算式。
-
- 解决办法: 当生成的算式为除法时，判断被除数是否大于除数，若返回false，则将被除数和除数互换。
2.关键代码
System.out.println("请输入:想要生成的题目数(1-100) 生成几年级的题目(1或2年级)");
String args1=args[0];
String args2=null;
if(args.length>=2) {
args2=args[1];
}else{
args2=1+"";
}
String input=args1+" "+args2;
// 书写符合输入格式的正则表达式，过滤不符合格式的输入
String regex="(([1-9]|[1-9][0-9]|100)( ?)(1?|2{1}))";
int n;
int grade;
// 判断输入是否以空格结尾
int flag=0;
if(input.matches(regex)){
//只输入题目数的情况,如:10
for(int i=0;i<input.length();i++){
if((input.substring(i,i+1)).equals(" ")){
flag=1;
break;
}
}
if(flag==0){
n=Integer.valueOf(input);
grade=1;
getFirstGradeMathSubject(n, grade);
return ;
}
// 输入为题目数+一个空格的情况,如:10+一个空格
if(input.endsWith(" ")){
n=Integer.valueOf(input.substring(0, input.length()-1));
grade=1;
getFirstGradeMathSubject(n, grade);
return ;
}else{
// 输入符合格式，如:10 1或2时的情况
String[] spiltArray=null;
spiltArray=input.split(" ");
n=Integer.valueOf(spiltArray[0]);
grade=Integer.valueOf(spiltArray[1]);
if(grade==1){
getFirstGradeMathSubject(n, grade);
}else{
getSecondGradeMathSuject(n, grade);
}
return ;
}
}else{
System.out.println("输入格式错误!"
+ "请按照如下格式输入:\n想要生成的题目数(1-100)"+" "
+ "生成几年级的题目(1或2年级)"
+ "\n注:如果没有指定年级，则默认生成一年级数学的题目");
}
3.代码规范
- 类名使用UpperCamelCase风格
- 方法名、参数名、成员变量、局部变量都统一使用 lowerCamelCase 风格
- 不允许任何魔法值（即未经预先定义的常量）直接出现在代码中
- 左小括号和字符之间不出现空格；同样的，有小括号和字符之间也不出现空格
- if/for/while/switch/do等保留字与括号之间都必须加空格
- 大括号的使用约定。如果是大括号内为空，则简介地写成{}即可，不需要换行；如果是非空代码块则：
- 左大括号前不换行
- 左大括号后换行
- 右大括号前换行
- 右大括号后还有 else 等代码则不换行；表示终止的右大括号后必须换行
- 任何二目、三木运算符的左右两边都需要加一个空格
- 方法参数在定义和传入是，多个参数逗号后边必须加空格
五、测试
| 测试编号 | 具体输入 | 预期结果 | 实际结果 |
| 1 | 0 | 格式错误！请重新输入...... | 符合预期 |
| 2 | 10 | 正常执行，生成10道一年级加减运算题 | 符合预期 |
| 3 | 10 1 | 正常执行，生成10道一年级加减运算题 | 符合预期 |
| 4 | 10 2 | 正常执行，生成10道二年级乘除运算题 | 符合预期 |
| 5 | 10 3 | 格式错误！请重新输入...... | 符合预期 |
| 6 | 1000 | 格式错误！请重新输入...... | 符合预期 |
六、总结
- 想清楚要做什么和怎么做很重要(需求分析和具体设计)。在做这项目之前，每当有学习任务，我都是直接开始敲代码，边敲便想，这样做效率很低，并且会出现很多的bug。主要原因就是没有预先计划好需要做什么和怎么做。这次项目我强迫自己先静下心来规划，大致规划好了之后才开始动手敲代码，发现敲代码的时间大大缩短了，并且bug少了很多，整个程序的逻辑也变得较为严谨。
- 基础知识很重要。在敲代码的时候有时候会发现自己知道要怎么做，也知道要用什么相关知识实现，但是由于不够熟悉，需要复习后才能知道具体怎么写，因此巩固好基础知识很关键，要能做到随想随用的地步。