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,以及算法,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
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
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
- 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:
测试成功截图:
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
- 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:
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:
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:
忘加的出栈过程:
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
5.最后的最后
- 测试成功~~~~~~~~
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
六、代码托管地址
七、对结对的小伙伴进行评价
- 我在本次结对任务中扮演领航员的角色,在对方遇到问题时给提供解决思路。我的小伙伴在本次结对中扮演领航员的角色,负责编写代码。
八、总结
这次的结对编程是对我们的挑战,也是对我分析、解决问题已经编程能力的挑战。合作完成任务提高了彼此的积极性,也为我们的学习提供了一个新的方式。在不断完善代码的过程中,也增强了自身对程序的进一步理解。有所收获但也有许多不足之处。分工、配合、效率……仍然是我们接下来的学习中的一大挑战,我们会在接下来的任务中逐渐磨合,将问题逐一攻破。
九、预估与实际
Planning | 计划 | 预估耗时(分钟) | 实际耗时 |
---|---|---|---|
Estimate | 预估这个任务需要多长时间 | 1110 | 1580 |
Development | 开发 | ||
Analysis | 需求分析(包括学习新技术) | 40 | 90 |
Design Spec | 生成设计文档 | 30 | 30 |
Design Review | 设计复审 | 60 | 60 |
Coding Standard | 代码规范(为目前的开发制定合适的规范) | 40 | 40 |
Design | 具体设计 | 70 | 70 |
Coding | 具体编码 | 700 | 1100 |
Code Review | 代码复审 | 60 | 60 |
Test | 测试(自我测试、修改代码、提交修改) | 40 | 60 |
Reporting | 报告 | ||
Test Report | 测试报告 | 20 | 20 |
Size Measurement | 计算工作量 | 10 | 10 |
Postmortem&Process Improvement Plan | 事后总结并提出改进计划 | 40 | 40 |
合计 | 1110 | 1580 |