结队项目-自动生成小学四则运算题目
| 这个作业属于哪个课程 | https://edu.cnblogs.com/campus/gdgy/Networkengineering1834 |
|---|---|
| 这个作业要求在哪里 | https://edu.cnblogs.com/campus/gdgy/Networkengineering1834/homework/11148 |
| 这个作业的目标 | <与队友合作，实现一个自动生成小学四则运算题目的命令行程序> |
结队成员：
- 姓名：潘宇恒 学号：3118005335
- 姓名：贺威 学号：3118005325
一.github地址：https://github.com/lidalei1/lidalei1
二.PSP表格
| PSP2.1 | Personal Software Process Stages | 预估耗时（分钟) | 实际耗时（分钟) |
|---|---|---|---|
| Planning | 计划 | 30 | 30 |
| · Estimate | · 估计这个任务需要多少时间 | 700 | 900 |
| Development | 开发 | 400 | 600 |
| · Analysis | · 需求分析 (包括学习新技术) | 30 | 40 |
| · Design Spec | · 生成设计文档 | 10 | 10 |
| · Design Review | · 设计复审 | 10 | 15 |
| · Coding Standard | · 代码规范 (为目前的开发制定合适的规范) | 10 | 20 |
| · Design | · 具体设计 | 40 | 45 |
| · Coding | · 具体编码 | 50 | 60 |
| . Code Review | . 代码复审 | 30 | 20 |
| · Test | · 测试（自我测试，修改代码，提交修改） | 60 | 90 |
| Reporting | 报告 | 65 | 55 |
| · Test Repor | · 测试报告 | 20 | 20 |
| · Size Measurement | · 计算工作量 | 10 | 10 |
| · Postmortem & Process Improvement Plan | · 事后总结, 并提出过程改进计划 | 30 | 50 |
| · 合计 | 765 | 1065 |
三.详细设计
- 有三个包，分别为service(服务包),model(实体包),main(主程序)
- service里有四个类，分别包括了计算操作，分数实体类处理操作，检查操作与生成式子操作
- model里有三个类，计算等式的计算类，分数类，结果集合
- main里主要是以上两个包中的方法对应整合
四.代码说明
整个程序难点就在于分数的运算，整数，小数运算可以用自带的操作运算符，但是在java里面却没有一个基本类型去表示分数。于是结合java面向对象的思想特征，应该先定义要给分数类，并封装相关的运算方法。代码如下：
分数类
/*
* 构建一个分数类，用来表示分数，封装相关的方法
*/
public class Fraction {
private int denominator;// 分母
private int nominator;// 分子
// 构建一个分数
public Fraction(int denominator, int nominator) {
super();
this.denominator = denominator;
this.nominator = nominator;
}
public Fraction(int nominator) {
this.denominator = 1;
this.nominator = nominator;
}
public Fraction() {
super();
}
// 判断构建的是一个分数还是一个整数，不超过limit的数值
public Fraction(boolean l, int limit) {
Random r = new Random();
// 这是一个分数
if (l == true) {
int index = r.nextInt(limit);
int index2 = r.nextInt(limit);
while(index==0) {
index = r.nextInt(limit);
// System.out.println("会生成0："+index);
}
// System.out.println("不会生成0："+index);
this.denominator = index;
this.nominator = index2;
// 这是一个整数
} else {
int index = r.nextInt(limit);
this.denominator = 1;
this.nominator = index;
}
}
public int getDenominator() {
return denominator;
}
public void setDenominator(int denominator) {
this.denominator = denominator;
}
public int getNominator() {
return nominator;
}
public void setNominator(int nominator) {
this.nominator = nominator;
}
// 加法运算
public Fraction add(Fraction r) {
int a = r.getNominator();// 获得分子
int b = r.getDenominator();// 获得分母
int newNominator = nominator * b + denominator * a;
int newDenominator = denominator * b;
Fraction result = new Fraction(newDenominator, newNominator);
return result;
}
// 减法运算
public Fraction sub(Fraction r) {
int a = r.getNominator();// 获得分子
int b = r.getDenominator();// 获得分母
int newNominator = nominator * b - denominator * a;
int newDenominator = denominator * b;
Fraction result = new Fraction(newDenominator, newNominator);
return result;
}
// 分数的乘法运算
public Fraction muti(Fraction r) { // 乘法运算
int a = r.getNominator();// 获得分子
int b = r.getDenominator();// 获得分母
int newNominator = nominator * a;
int newDenominator = denominator * b;
Fraction result = new Fraction(newDenominator, newNominator);
return result;
}
// 分数除法运算
public Fraction div(Fraction r) {
int a = r.getNominator();// 获得分子
int b = r.getDenominator();// 获得分母
int newNominator = nominator * b;
int newDenominator = denominator * a;
Fraction result = new Fraction(newDenominator, newNominator);
return result;
}
// 用辗转相除法求最大公约数
private static long gcd(long a, long b) {
return b == 0 ? a : gcd(b, a % b);
}
// 对分数进行约分
public void Appointment() {
if (nominator == 0 || denominator == 1)
return;
// 如果分子是0或分母是1就不用约分了
long gcd = gcd(nominator, denominator);
this.nominator /= gcd;
this.denominator /= gcd;
}
public int existZero(){
if(this.nominator<0||this.denominator<0){
return 0;
}else {
return 1;
}
}
}
运算
四则运算具有优先级，先算乘除再算加减，如果采用if表达的形式，对优先级进行判定，那么三个运算符就有64种情况，很明显是不可采取的，容易使代码失去可读性，在这种情况下，我们采取递归来解决这种问题。在递归计算之前，先做一个判定，对生成的式子进行判别，如果有乘除，那就优先采用乘除的递归，然后再用递归计算加减。这样就保证了运算的优先级问题。
//分式的计算方法
public Fraction calculate(List l){
int muldiv = MulDivExist(l);
if(muldiv != -1){
String s = MulDiv(l,muldiv);
if(s.equals("error")){
return null;
}
}else {
String s = AddSub(l);
if(s.equals("error")){
return null;
}
}
if (l.size() == 1) {
return (Fraction) l.get(0);
}
return calculate(l);
}
/*
* 判断分式里面是否有乘除
* 有乘除返回乘除的位置，没乘除返回-1
*/
public int MulDivExist(List list){
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
if (list.get(i).equals("*") || list.get(i).equals("/")) {
return i;
}
}
return -1;
}
//计算分式的乘除，计算结果往前放
public String MulDiv(List l,int muldiv){
String fuhao = (String) l.remove(muldiv);
Fraction first = (Fraction) l.get(muldiv-1);
Fraction last = (Fraction) l.get(muldiv);
l.remove(muldiv);
if (fuhao.equals("*")) {
Fraction result = first.muti(last);
l.set(muldiv - 1,result);
if(result.existZero()==0){
return "error";
}
}
if (fuhao.equals("/")) {
Fraction result = first.div(last);
l.set(muldiv - 1,result);
if(result.existZero()==0){
return "error";
}
}
return "right";
}
//计算分式的加减，计算结果往前放
public String AddSub(List list){
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
if (list.get(i).equals("+")) {
Fraction first = (Fraction) list.get(i-1);
list.remove(i);
Fraction last = (Fraction) list.get(i);
list.remove(i);
Fraction result = first.add(last);
list.set(i - 1, result);
i--;
if(result.existZero()==0){
return "error";
}
}
if (list.get(i).equals("-")) {
Fraction first = (Fraction) list.get(i-1);
list.remove(i);
Fraction last = (Fraction) list.get(i);
list.remove(i);
Fraction result = first.sub(last);
list.set(i - 1, result);
i--;
if(result.existZero()==0){
return "error";
}
}
}
return "right";
}
去重
式子需要去重，保证每次生成的都是不一样的式子。去重采用了一种字符串比较的方法，在此之前，重写了分数类的toString方法，只要两个字符串组成字符完全相同即：组成两个式子的字符完全一样就可以说明这两个式子是重复的。
重写的toString方法
@Override
public String toString() {
Appointment();
if(this.denominator == 0){
System.out.println(this.nominator + "|" + this.denominator);
System.out.println("分母为0");
}
if (this.denominator == 1 || this.nominator == 0) {
return "" + this.nominator;
}else if (this.nominator > this.denominator) {
if(nominator % denominator==0){
return "" + nominator / denominator;
}
return "" + nominator / denominator + "," + nominator % denominator + "/" + denominator;
}else{
return "" + this.nominator + "/" + this.denominator;
}
}
去重代码：
//查重，若有重复那就返回ture
public boolean isRepeat(List<List<String>> list, List<String> set) {
if (list.size() <= 0) {
return false;
}
Iterator<String> iterator = set.iterator();
for (List l_set : list) {
if (l_set == null || l_set.size() != set.size() || l_set.size() <= 0 || set.size() <= 0) {
continue;
}
int i = 0;
while(iterator.hasNext()){
if(l_set.contains(iterator.next())){
i = i+1;
}
}
if(i == set.size()){
return true;
}
}
return false;
}
计算结果的校验
一个式子，等式右边的就是结果，一个式子就是一个字符串，只要用字符串处理函数将等式右边的结果截取出来，与用户的输入进行对比就能得出结果与否。 相关代码如下：
while((str1=reader1.readLine())!=null&&(str2=reader2.readLine())!=null){
if(!str1.trim().equals(str2.trim())){
String[] str = str1.split("\\.");
error = error + str[0]+ ",";
errornum ++ ;
}else {
String[] str = str1.split("\\.");
correct = correct + str[0] + ",";
correctnum ++;
}
}
if(error.equals("")){
error = "Wrong: " + errornum + "";
}else {
error = "Wrong: " + errornum + "(" + error.substring(0,error.length()-1) + ")";
}
if(correct.equals("")){
correct = "Correct: " + correctnum + "";
}else {
correct = "Correct: " + correctnum + "("+correct.substring(0, correct.length()-1)+")";
}
m.put("wrong", error);
m.put("correct", correct);
return m;
}
五.程序性能分析
-
性能分析截图
-
内存空间占用
六.测试运行结果展示
- 结果校对：
生成的题目：
答案：
校对结果：
七.项目小结
第一次进行结对编程，理想与现实还是有区别的，实际操作效率很低，很不习惯，编程效率有待提高。事情进展得并没有那么顺利，容易出现两人思维发生冲突，总有不少的磕磕碰碰，但好在最后也完成了项目，两个人互相查漏补缺也有效避免低级错误的发生。希望下次能做得更好。
