实现一个自动生成小学四则运算题目的命令行程序

这个作业属于哪个课程	<班级的链接>
这个作业要求在哪里	<作业要求的链接>
这个作业的目标	<你理解的作业目标具体内容>

姓名：郭程朗
学号：3123004567
github地址：https://github.com/Ripplling/calculate/tree/master

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	三天	三天
Development	开发
- Analysis	- 需求分析（包括学习新技术）	40	30
- Design Spec	- 生成设计文档	20	20
- Design Review	- 设计复审（和同事审核设计文档）	20	20
- Coding Standard	- 代码规范（为目前的开发制定合适的规范）	10	10
- Design	- 具体设计	40	40
- Coding	- 具体编码	一天	一天
- Code Review	- 代码复审	40	40
- Test	- 测试（自我测试，修改代码，提交修改）	10	10
Reporting	报告
- Test Report	- 测试报告	10	10
- 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

效能分析

1.改进时间投入

需求分析：30分钟-设计高效数据结构和算法
编码阶段：45分钟-实现性能优化策略
总计：75分钟

2.性能改进思路

1.重复检测：HashSet查找和规范字符串生成

优化后：缓存规范化结果

2.表达式检测：递归生成和验证的重复计算

优化后：约束引导生成

3.分数运算:频繁月份和GCD计算

优化后：延迟约分

3.性能消耗

性能分析 - 生成1000道题目 (range=10)
操作类型 | 耗时(ms) | 占比(%) | 调用次数
表达式生成和验证 | 1450 | 58% | ~5000次
重复检测 | 620 | 25% | ~1000次
分数运算 | 280 | 11% | ~15000次
文件IO操作 | 150 | 6% | 2次

函数调用耗时排名：

1. calculateExpression() - 35% (递归计算)
2. getNormalizedString() - 22% (规范化处理)
3. generateExpressionTree() - 18% (表达式生成)
4. Fraction.simplify() - 12% (分数约分)
5. File.write() - 6% (文件写入)

4.消耗最大函数

calculateExpression()

设计实现过程

测试运行

项目小结

这是一个非常有结构的项目，每个类都充分发挥了不同的作业，因此设计的时候要提前想好很多东西。这对我来说是一次难得的经验