2017282110288软件工程第二次作业

一、Github项目地址：

      https://github.com/VicLily/softwareEngineering

二、 PSP2.1表格：

三、解题思路：

已实现功能：

·  运算符个数、类型、顺序随机生成。

·  操作数随机生成。

·  用户输入题目个数，总分100分，每做完一个题判断对错后输出正确答案。最后给出总分。

·  支持有括号的复合运算（在第二版中，但还存在有bug）

解题思路 ：

代码用java实现，另外需要导入JSON的包。

（1）在第一版的代码实现中用了两个集合类（运算符、操作数），所有整数、真分数分子分母分开存储，通过遍历这两个集合类，先计算乘除，后计算加减。

（2）在第二版中用逆波兰算法的思想，这里建立了分子、分母、运算符三个基本栈，然后又建立其他工作栈进行输出和运算操作。

因为刚开始没有想太复杂，所以后来进行了改版，前面的实际时间为第一版的实际时间。

四、设计实现过程：

（1）

第一、首先定义全局变量M用以自定义运算符生成个数的上界，在1-M范围内自动生成操作符的个数num。然后自动生成num+1个操作数，（分子和分母分别自动生成，其中分母不为0，这些数的取值范围也是自定义）。

操作数的映射值是JSONObject类型的，分子和分母以Integer类型存储在里面。

第二、从头遍历一遍运算符的HashMap集合类，遇到乘号或者除号进行相应计算，然后把结果存储到操作数集合DataList里面，遇到加号或者减号则跳过。等到操作符的集合characterList遍历完后乘和除运算已经做完，只剩下加和减操作。重新遍历一遍characterList，计算加减运算。

第三、记两个操作数的分子分母分别为zi1，mu1，zi2，mu2，记两个操作数的计算结果为zi，mu。 操作数的四个值是DataList里两个JSONObject的对象的两个获取值。

当做加运算时：zi1/mu1 + zi2/mu2，分别计算分子和分母，mu=mu1*mu2，zi=zi1*mu2+zi2*mu1。将结果zi，mu约分后存储在DataList

当做减运算时：zi1/mu1 - zi2/mu2，分别计算分子和分母，mu=mu1*mu2，zi=zi1*mu2-zi2*mu1。将结果zi，mu约分后存储在DataList

当做乘运算时：zi1/mu1 * zi2/mu2，分别计算分子和分母，mu=mu1*mu2，zi=zi1*zi2。将结果zi，mu约分后存储在DataList

当做除运算时：zi1/mu1 ÷ zi2/mu2，计算之前先做一个判断，如果除号后面的操作数分子为0，则重新随机生成一个不为0的数。分别计算分子和分母，mu=mu1*zi2，zi=zi1*mu2。将结果zi，mu约分后存储在DataList

第四、在第一次遍历characterList做完乘除操作后，记录下不会再用到的操作符和操作数，然后删除掉，再进行加减操作，加减操作完成后同样删除掉不会再用到的运算符和操作数。最后DataList只剩下最后的结果。将最后结果变成字符串的形式与用户输入的进行比较，如果匹配输出“回答正确”，加上相应的分数。

（2）

在第二版中用逆波兰算法，也是在第一版的基础上做了修改，先建立分子、分母、操作符、括号的集合，随机生成括号对数（1-2对），确定第一个左括号的位置，然后将括号和操作符依次入栈（同一个栈）分子分母分别入栈，然后进行出栈、判断、计算、入栈等一系列操作。最后分子和分母的栈中就是最后的结果，将最后结果变成字符串类型与用户输入的进行比较，判断对错。（第二版中的计算部分与第一版的思想一致，但由于时间关系，目前在判断上还存在bug需要调试修改）

五、代码说明:

（1）第一版：

建立了三个.java文件，首先在TheMain类中，有5个内部类，inputN()用来处理用户输入有几个题目，调用show()方法。Show()方法用来显示有满分、每道题目分数、运行saveCharactor()和saveData()方法，循环调用showT()方法和compute()类。

其中saveCharactor()和saveData()方法用来自动生成并存储运算符和操作数。

ShowT()方法用来在控制台输出一个题目给用户。

Compute()类用来计算对应运算符的运算操作，其中用Delete()方法删除计算过不会再使用的运算符和操作数。

Yuefen()类用于对分子和分母的约分，GCD()方法是对分子和分母求最大公约数。

关键代码：

下图中代码是输出除号之前，判断除号后面的操作数是否为0，若为0则重新随机生成一个不为0的真分数存储并输出。

下图代码为随机生成运算符的类型，其中num为自定义操作符个数的全局变量。

（2）第二版：

同第一版一样，有三个.java文件。TheMain()类中的方法、yuefen()类与第一版的功能一样。

Compute()类中，compute()方法用来自动生成括号个数以及确定括号的起始位置、调用showT()方法和compute1()方法。

showT()方法用来将自动生成的多项式显示到控制台中，并将集合中的数据和符号入栈。

Compute1()方法用来判断每个出栈的符号，调用compute2对每个符号进行处理。（目前bug主要出现在这个方法里，一些判断还存在问题）。

Compute2()方法用来对加减乘除符号调用对应的jia()、jian()、cheng()、chu()运算操作。

Compute3()用来处理括号里的运算。

jia()、jian()、cheng()、chu()方法和第一版的加减乘除运算的思想一致。

关键代码：

主要为：根据运算符的个数确定括号的对数的范围。如果只有一个运算符，不会生成括号。如果有两个运算符，随机生成0-1对括号。如果有3个以上的运算符，则生成0-2对括号。

六、测试运行：

（1）运行结果：

第一版：

第二版：

（2）单元测试：

建立一个computeTest的单元测试类，对带括号的compute类进行单元测试，测试代码如下：

运行过后：由于括号自动生成，所以和手动输入的结果不匹配，导致测试失败。

当没有自动生成括号时，运行成功。

七、项目小结

我先看了《构建之法》的前几章，看题目后感觉并没有那么难，然而在实际做的过程中却遇到了很多问题，我觉得最要紧的就是刚开始构建思路的时候，可能由于经验不足，走了很多弯路，不过结果还算正确运行了出来，等到加括号的运算时候，发现自己之前写的并不是好的代码，不简洁、不清晰，也没有将设计模式运用出来，我觉得可能还需要更多的项目经验来提高编码的能力。