MathExam Lv2

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。