结对项目

这个作业属于哪个课程	网工194-软件工程
这个作业要求在哪里	完成结对项目四则运算
这个作业的目标	结对完成四则运算命令行程序并进行性能分析

结对成员

• 王佩之：3219005358
• 方晓淑：3219005355

一、GitHub

四则运算

二、P2P表格

PSP2.1	Personal Software Process Stages	预估耗时（分钟）	实际耗时（分钟）
Planning	计划	20	20
· Estimate	· 估计这个任务需要多少时间	880	945
Development	开发	400	470
· Analysis	· 需求分析 (包括学习新技术)	20	30
· Design Spec	· 生成设计文档	40	20
· Design Review	· 设计复审	20	20
· Coding Standard	· 代码规范 (为目前的开发制定合适的规范)	10	15
· Design	· 具体设计	50	30
· Coding	· 具体编码	180	210
· Code Review	· 代码复审	20	20
· Test	· 测试（自我测试，修改代码，提交修改）	30	30
Reporting	报告	30	20
· Test Report	· 测试报告	30	30
· 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	20	20
Total	· 合计	880	945

三、效能分析

• 总体性能预览
  

• 内存空间占用统计
  
  由图可知占用内存最多的是题目的生成、String函数

• CPU负载情况
  

四、计算模块接口的设计与实现过程

工程结构

流程图：

1.程序入口类（App.java）
程序的入口，该类主要实现主程序的命令输入和命令提示，生成四则运算表达式。
2.工具类（utilClass.java）
该类为工具类，内部包含各种生成表达式需要使用的函数，如获取随机数，获取随机操作符，获取子表达式，删除括号等等。
3.文件读写类（FileWirter.java）
该类为文件读写类，实现对文件的写入，主要完成对四则运算题目的存储和运算结果的存储。
4.测试类（test.java）
该类为测试类，实现在编码过程中对主要功能的单元测试。

五、关键代码说明

• 生成运算式的流程代码：利用循环遍历拼接表达式String字符串并判断表达式是否符合要求

 // 开始生成题目，生成num个题目
        for (int i = 0; i < Integer.parseInt(num); i++) {
            hasKuoHaoLeft = false;
            hasKuoHaoRight = false;
            String subject = "";
            System.out.println("第" + (i + 1) + "题：");
            // 第一步，获取该题目的运算符数量
            Random rand = new Random();
            int operatorNum = (int) (rand.nextInt(3)) + 1;
            // 记录加入左括号后是否已经生成操作符，右括号根据此来决定是否需要生成
            boolean temp = false;

            // 第二步，生成题目
            for (int j = 0; j < operatorNum; j++) {

                // 决定是否加入“（”括号
                Random rand1 = new Random();
                if (rand1.nextBoolean() && !hasKuoHaoLeft) {
                    subject = subject + '(';
                    hasKuoHaoLeft = true;
                }

                subject += utilClass.getNum(Integer.parseInt(num2));

                // 决定是否加入“)”括号
                if (hasKuoHaoLeft && !hasKuoHaoRight && temp) {
                    Random rand2 = new Random();
                    if (rand2.nextBoolean()) {
                        subject = subject + ')';
                        hasKuoHaoRight = true;
                    }
                }
                subject += utilClass.getOperate();
                if (hasKuoHaoLeft)
                    temp = true;
            }
            subject += utilClass.getNum(Integer.parseInt(num2));
            // 加入右括号
            if (hasKuoHaoLeft && !hasKuoHaoRight) {
                subject = subject + ')';
            }
            // 至此题目已经拼接完成
            // 去除部分题目开头和结尾为括号的表达式
            System.out.println(utilClass.deleteKuoHao(subject));
            subject = utilClass.deleteKuoHao(subject);
            // 将题目写入文件保存
            FileWirter.wirter((i + 1) + "：" + subject);

            // 开始计算表达式结果
            FileWirter.wirter2((i + 1) + "：" + utilClass.sovleExpretion(subject));
        }

• 生成txt文件

 /**
     * 写入TXT，覆盖原内容
     *
     * @param content
     * @param fileName
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static boolean writeTxtFile(String content, File fileName) throws Exception {
        RandomAccessFile mm = null;
        boolean flag = false;
        FileOutputStream fileOutputStream = null;
        try {
            fileOutputStream = new FileOutputStream(fileName);
            fileOutputStream.write(content.getBytes("gbk"));
            fileOutputStream.close();
            flag = true;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return flag;
    }

    /**
     * 写入TXT，追加写入
     *
     * @param filePath
     * @param content
     */
    public static void fileChaseFW(String filePath, String content) {
        try {
            // 构造函数中的第二个参数true表示以追加形式写文件
            FileWriter fw = new FileWriter(filePath, true);

            fw.write(content+"\r\n");
            fw.close();
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("文件写入失败！" + e);
        }
    }

    public static void wirter(String args) throws Exception {
        File file = new File(filePath);
        createFile(file);
        //readTxtFile(file);
        // writeTxtFile("我是写入的内容11",file);
        fileChaseFW(filePath, args);
    }
    public static void wirter2(String args) throws Exception {
        File file = new File(filePath2);
        createFile(file);
        //readTxtFile(file);
        // writeTxtFile("我是写入的内容11",file);
        fileChaseFW(filePath2, args);
    }

• 带括号的表达式算法
  

计算表达式结果与运算代码

六、测试运行

生成10000道四则运算题目

生成10道四则运算

题目与答案文件

七、项目小结

1.问题及解决方法
本次四则运算项目编写的难点之一在于表达式括号的随机插入和对String类型的表达式进行分解，讲操作数和运算符进行运算。其中遇到的最大问题在于如何对各种类型的操作数进行运算，最后的方案实现为通过将表达式中的自然数，真分数，带分数均转换为带有分母的分数形式来使表达式带有统一特征，运算方式为对各种操作符实现分数的运算算法，并将最后结果进行约分得出答案。一开使用int型无法存储超过32767数的分母，导致程序无法运行，最后用JAVA long类型解决该问题。
2.结对感受

• 这个结对项目总体用时较长，开始看起来比较简单，但真正开始动手编写代码，有很多的要求以自己的水平还难以达到，所以会在网上查询一些类似的案例和资料进行一些借鉴，尽管如此，也只是完成了这个项目中的基本要求，需求9答案的正确错误统计还在完善中目前实现还有一点出错。此外，由于这次项目是双人合作，跟以往的单人实验有比较大的不同， 双方的思维方式不同，代码水平不同，编码习惯不同，在合作过程中，需要更注重双方的交流，尽管会产生不同的问题，但两个人的想法 给项目带来更多的可能性。总体体验还不错。
• 本次结对晓淑在合作过程中，给予了我很多技术上的帮助，而我更适合在其他方面进行配合，两个人各有所长，互补其短，这次合作还是很愉快。佩之在项目完成过程中给我提供了很多鼓励和资料，让我们这次作业得以顺利完成，虽然最后没有完全全部需求，但是两个人做事起来多了一份趣味，我也感受到了佩之做事的负责与认真，体验很好。