结对项目

| 这个作业属于哪个课程 | 课程 |
| ---- | ---- | ---- |
| 这个作业要求在哪里 | 要求 |
| 这个作业的目标 | 实现四则运算生成器+结对开发 |
| 项目成员 | 3119005413何子阳 github |
| 项目成员 | 3119005414黄浩 github |

github链接

链接

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	40
· Estimate	· 估计这个任务需要多少时间	30	40
Development	开发	720	835
· Analysis	· 需求分析 (包括学习新技术)	60	80
· Design Spec	· 生成设计文档	40	50
· Design Review	· 设计复审	20	40
· Coding Standard	· 代码规范 (为目前的开发制定合适的规范)	20	20
· Design	· 具体设计	60	70
· Coding	· 具体编码	240	300
· Code Review	· 代码复审	40	60
· Test	· 测试（自我测试，修改代码，提交修改）	240	215
Reporting	报告	65	70
· Test Report	· 测试报告	20	25
· Size Measurement	· 计算工作量	15	15
· Postmortem & Process Improvement Plan	· 事后总结, 并提出过程改进计划	30	30
	合计	815	945

一、效能分析

JProfiler性能分析图

内存使用情况

在执行过程中，内存消耗较大的是检测式子是否重复功能，我们将一个式子的元素（运算数，运算符）放入一个set中进行过滤；分析发现当运算符数量大于2时，重复的概率非常小，因此只对运算符数量为1和2的式子进行重复检测，提升了效率。

二、设计实现过程

项目结构

项目类图

类功能说明

• Preparement:准备工作类，包含运算数的生成和大小比较，简单运算式的计算
• simpleFormulaGenerator:简单运算器生成器，生成运算符数量1的运算式
• ComplexFormulaGenerator:复杂运算器生成器，生成运算符数量大于1的运算式
• FileGenerator:生成题目和答案文件
• Compare:将答案文件和用户提交的文件进行比对，统计正确率
• FileGenerator:生成批改文件

三、代码说明

complicatedGenerate：利用简单表达式生成复杂表达式，不满足条件的表达式舍弃、返回空值，细节处已用注释表明

public static AnswerV2 complicatedGenerate(){
       GenerateHelper g = new GenerateHelper();
       char mark = markSet[g.getMarkType()];
       //生成第一个数，随机决定生成数字或简单表达式
       if(g.getFirstType() == 0){
           String firstNum = fractionGenerator();
           g.expression.append(firstNum);
           g.setFirstRes(firstNum);
       }
       else{
           AnswerV2 result = GenerateV2();
           while (result==null){
               result = GenerateV2();
           }
           //获取符号进行加括号的判断
           g.setFirstMark(result.getMark());
           g.setSecMark(mark);
           g.setFirstRes(result.getResult());
           //加括号的情况：前一表达式为加减而后一表达式为乘除
           if((g.getFirstMark() == '+' || g.getFirstMark() == '-') && (g.getSecMark() == 'x' || g.getSecMark() == '÷'))
               g.expression.append('(').append(result.getExpression()).append(')');
           else g.expression.append(result.getExpression());
       }
       g.expression.append(" "+mark+" ");

       if(g.getFirstMark()!='0') g.setFirstMark(mark);
       else g.setSecMark(mark);
       //生成第二个数
       if(g.getSecType() == 0){
           String secNum = fractionGenerator();
           g.expression.append(secNum);
           g.setSecRes(secNum);
       }
       else{
           AnswerV2 result = GenerateV2();
           while (result==null){
               result = GenerateV2();
           }
           if(g.getSecMark()=='0') g.setSecMark(result.getMark());
           else g.setThrMark(result.getMark());
           g.setSecRes(result.getResult());
           //加括号的情况：前一表达式为加减而后一表达式为乘除
           //或前除后乘
           if(((g.getThrMark() == '+' || g.getThrMark() == '-') && (g.getSecMark() == 'x' || g.getSecMark() == '÷'))||
                   (g.getThrMark()=='x'&&g.getSecMark()=='÷')
           )
               g.expression.append('(').append(result.getExpression()).append(')');
           else g.expression.append(result.getExpression());
       }

       /*总体答案是负数或除数为0则舍弃*/
       if(mark=='-' && !fractionComparator(g.getFirstRes(),g.getSecRes())) return null;
       else if(mark=='÷' && g.getSecRes().equals("0")) return null;

       //对单双运算符的运算式子进行重复审计
       if(g.getFirstType()+g.getSecType()<2){
           Set<String> newSet = new HashSet();
           newSet.add(g.getFirstRes());
           newSet.add(g.getSecRes());
           newSet.add(mark+"");
           if(expressionComparator.contains(newSet)) return null;
           else expressionComparator.add(newSet);
       }

       g.setFinalRes(fractionCalculator(g.getFirstRes(),g.getSecRes(),g.getMarkType()));
       return new AnswerV2(g.expression.toString(),g.getFinalRes(),'0');
   }

fractionCalculator:计算真分数或整数计算的结果

public static String fractionCalculator(String firstNum, String secNum, int markType) {
        String s = "";
        String[] fir = fractionToArray(firstNum);
        String[] sec = fractionToArray(secNum);

        switch (markSet[markType]) {
            case '+':
                s = fractionAddition(fir, sec);
                break;
            case '-':
                s = fractionSubtraction(fir, sec);
                break;
            case 'x':
                s = fractionMultiplication(fir, sec);
                break;
            case '÷':
                s = fractionDivision(fir, sec);
                break;

        }
        return s;
    }

四、测试运行

整体运行结果

• 主界面
  

• 批改界面
  

• 生成文件目录：D盘根目录下
  

• 生成结果
  

要求3：生成的题目中计算过程不能产生负数
在生成表达式时进行了值的比较，将结果为负数的式子舍弃

要求4：生成的题目中如果存在形如e1÷ e2的子表达式，那么其结果应是真分数
自行设计了一个分数约分的方法，保证分数都是最简形式或真分数

要求5：每道题目中出现的运算符个数不超过3个

算式生成采用了子表达式组装的形式，若复杂表达式两个操作数都是子表达式则整个表达式含3个运算符；若两个操作数都是数字则表达式含1个运算符；

要求6：不会产生重复的表达式
维护了大一个HashSet用来储存过程中产生的所有表达式，通过HashSet的特性保证表达式不会重复

要求7：生成的题目存入执行程序的当前目录下的Exercises.txt文件，在生成题目的同时，计算出所有题目的答案，并存入执行程序的当前目录下的Answers.txt文件
已满足，在整体情况已展示

要求8：程序应能支持一万道题目的生成

要求9：程序支持对给定的题目文件和答案文件，判定答案中的对错并进行数量统计

单元测试
进行10000道题目的生成，没有问题

五、项目小结

成员1：何子阳
1.这是一次很有收获的项目体验。本次作业的题目容易理解，但实现起来有很多方面需要考虑，各个方面综合在一起之后有一种很大的制约的感觉，终于也是完成了这个项目；
2.在这次项目之中也第一次体验到合作开发，我们将项目按功能分为了几个部分并分配到每个人完成，需要用到对方的功能则调用接口，因此在接口设计上也有了一个新的认识。
成员2：黄浩
本次项目是有我和何子阳同学共同完成的，这次的合作项目中，很感谢队友的帮助，感受到了合作的的重要性，我们从一开始的讨论到分工合作都进行的很顺利，合作的过程不断综合各自的想法进行完善，最终完成了这个项目。