结对编程项目-四则运算

结对编程项目-四则运算

什么是结对编程？

引用《构建之法》-4.5.2

在结对编程模式下，一对程序员肩并肩地、平等地、互补地进行开发工作。两个程序员并排坐在一台电脑前，面对同一个显示器，使用同一个键盘，同一个鼠标一起工作。他们一起分析，一起设计，一起写测试用例，一起编码，一起单元测试，一起集成测试，一起写文档等。

结对编程不是程序开发者独到的发明，在现实生活中，也存在着类似的搭档关系（Partnership）：

• 越野赛车（驾驶，领航员）
• 驾驶飞机（驾驶，副驾驶）
• 战斗机的编组（长机，僚机）

...

结对编程中有两个角色：

• 驾驶员（Driver）是控制键盘输入的人。
• 领航员（Navigator）起到领航、提醒的作用。

这两个角色是可以互换的。和现实生活中的例子类似，一个人负责具体的执行（驾驶，用键盘编辑程序等），另一人负责导航、检查、掩护等。

详见：邹老师博客

准备

花5分钟选择自己的结对小伙伴。

需求

实现一个命令行程序，要求：

• 自动生成小学四则运算题目(加、减、乘、除)
  • 支持整数
  • 支持多运算符（比如生成包含100个运算符的题目）
  • 支持真分数
• 统计正确率

例如以下的运行示例：

请输入要生成的题目数：<输入6>

题目1：
3 + 4 = <输入7>
正确！

题目2：
5 ÷ 8 = <输入5/6>
错误，正确答案为：5/8

题目3：
2/3 - 1/5 = <输入7/15>
正确！

题目4：
1/6 * 3/7 = <输入3/42>
正确！

题目5：
10 - 5 * 4 = <输入20>
错误，正确答案为：-20

题目6：
(1/3 + 1/2) * 11/20 = <输入55/120>
错误，正确答案为：11/24

完成6道题目，正确率为50%

HINTS：

如何对表达式求值，请参考：

• 逆波兰表示法
• 调度场算法
  • http://hczhcz.github.io/2014/02/27/shunting-yard-algorithm.htm
  • https://en.wikipedia.org/wiki/Shunting-yard_algorithm

扩展需求

• 文件：

  • 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

• 多语言支持：简体中文, 繁體中文, English

• 生成题目去重
  引用自：http://www.cnblogs.com/jiel/p/4810756.html

  程序一次运行生成的题目不能重复，即任何两道题目不能通过有限次交换+和×左右的算术表达式变换为同一道题目。例如，23 + 45 = 和45 + 23 = 是重复的题目，6 × 8 = 和8 × 6 = 也是重复的题目。3+(2+1)和1+2+3这两个题目是重复的，由于+是左结合的，1+2+3等价于(1+2)+3，也就是3+(1+2)，也就是3+(2+1)。但是1+2+3和3+2+1是不重复的两道题，因为1+2+3等价于(1+2)+3，而3+2+1等价于(3+2)+1，它们之间不能通过有限次交换变成同一个题目。

更多参考

http://www.cnblogs.com/xinz/p/3803035.html

要求

• 第一周（2017-5-14 23:59截止）输出阶段总结博客

  • 需求分析
  • 设计思路
  • 整数/多运算符（题目生成/题目运算判题）
  • JUnit测试
  • 扩展需求

• 第二周（2017-5-21 23:59截止）输出整体总结博客

  • 设计思路
  • 真分数（题目生成/题目运算判题）
  • JUnit测试
  • 扩展需求

• 如第一周完成比较轻松，可继续完成第二周内容，不必等

• 博客（两周都需要输出以下完整内容）

  • 结对编程的两位同学须各自发表博客
  • 博客需描述各环节的输出，如：
    • 需求分析（描述自己对需求的理解，以及后续扩展的可能性）
    • 设计思路（同时输出UML类图）
    • 实现过程中的关键代码解释
    • 测试方法
    • 运行过程截图
    • 代码托管地址
    • 遇到的困难及解决方法
  • 对结对的小伙伴做出评价（重点指出需要改进的地方）
  • 博客内容中如需展示两人的共同成果，请进行说明
  • 如有参考或引用的设计、实现，请进行说明

• PSP

  • 实现之前先在PSP中预估时间

  • 实施后各个环节实际花费多少时间也请做记录

  • 表中有一项： Estimate 指的“预估”这个活动，“预估时间”也是一项任务。

    • 例如：我估计自己需要花30分钟来估算出整个项目需要多少时间完成，结果我花了20分钟估算出整个项目需要6个小时完成。Estimate这一项应该在“预估耗时”填写30分钟，实际耗时填写“20”分钟。

  • 一级和二级活动的包含关系：

    • Planning 这个一级活动包含了1个二级活动（Estimate）
    • Development 这个一级活动包含了8个二级活动
    • Reporting 这个一级活动包含了3个二级活动

  • 大家在记录时间的时候， 只用记录二级活动， 然后把总数加了， 就是相应的一级活动的时间

  • 这个时间的长短并不会对分数有直接影响，这是为了大家自己总结。

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
Development	开发
· Analysis	· 需求分析 (包括学习新技术)
· Design Spec	· 生成设计文档
· Design Review	· 设计复审 (和同事审核设计文档)
· Coding Standard	· 代码规范 (为目前的开发制定合适的规范)
· Design	· 具体设计
· Coding	· 具体编码
· Code Review	· 代码复审
· Test	· 测试（自我测试，修改代码，提交修改）
Reporting	报告
· Test Report	· 测试报告
· Size Measurement	· 计算工作量
· Postmortem & Process Improvement Plan	· 事后总结, 并提出过程改进计划
	合计

打分细则

• 本次作业满分100分

• 不按时交作业，0分

• 越期一周不交作业，倒扣本次作业分数

• 作业检查项：

  • 正确生成题目 10分
  • 正确判题 10分
  • 真分数支持 10分
  • 正确率统计 5分
  • 测试 10分
  • 扩展需求
    • 生成题目并输出到文件 5分
    • 完成题目后读入文件判题 5分
    • 支持多语言 5分
    • 支持生成题目去重 5分
  • 博客
    • 基础分（按时提交）5分
    • PSP表格 5分
    • 需求分析 5分
    • 设计思路 5分
    • 实现过程中的关键代码解释 5分
    • 遇到的困难及解决方法 5分
    • 对结对小伙伴做出评价 5分

• 附加分：在作业过程及时反馈，提供建议被采纳可追加附加分，最高不超过10分

• 严禁抄袭，违反者列入抄袭作业者的曝光台

参考建议

以下只是作为参考的建议，不是要求，同学们可以提出自己的想法和设计，体现在自己的博客中

• 大概功能划分

  • 题目生成
    • 可独立使用
    • 考虑可扩展支持配置生成不同难度的题目，比如通过参数指定：
      • 运算符个数范围
      • 运算符限定（小学一年级题目只生成 + - 题目）
  • 题目合法性判断
    • 可独立使用
    • 可用于测试生成题目的正确性
    • 可用于以下输入的合法性检测
  • 题目运算（判题）
    • 可独立使用
    • 转换为后缀表达式（当然你也可以直接计算中缀表达式）
  • 题目去重
    • 可独立使用
    • 考虑支持不同的去重级别，比如：
      • Level 0：字符串相同算重复 -- 1 + 2,2 + 1 算不同题目
      • Level 1：满足交换律算重复 -- 1 + 2,2 + 1 算相同题目
      • Level ...
      • Level n: 参考以上 扩展需求

• 测试

  • 题目生成测试
    • 最直接的就是人肉看输出是否合法
      • 效率低
      • 容易出错
    • 题目合法性判定程序
      • 自动化
      • 如何测试自己的判定程序是准确无误的？
  • 题目运算测试

    • 正确性测试

      • 手动准备题目
      • 利用题目生成程序
      • 利用第三方运算工具做运算结果对比，比如Linux bc

    • 错误处理测试， 比如输入以下非法表达式，能否正常工作：

      • "2394809+sdk*fsdjsakldf-"
      • "+2 3 4 ***"
      • ""
      • ...
  • 压力测试
    • 生成100个、1000个运算符题目
    • 运算100个、1000个运算符题目
    • 生成100万道题目需要多长时间
    • 运算100万道题目需要多长时间