20162311 结对编程项目-四则运算 阶段总结
一、需求分析
- 能随机生成n道题目，n由使用者输入
- 支持整数的四则运算
- 能够判断正误，错误时能提醒并输出正确答案
- 能计算出正确率
- 能多次生成题目，直到使用者选择退出
后续拓展的可能
- 支持真分数
- 题目去重
- 支持多运算符
备注：这次只实现了单运算符，而且做整数除法时只能得到整数结果；如
8 / 7结果为1。这周还没有解决这些问题，下周会继续学习并解决。
二、设计思路
Operand类用来生成两个10以内的随机数，作为操作数。设计一个IntQuestions类，其中实例化一个Operand对象，用来生成操作数，还包含四种方法，分别生成两个10以内随机整数的加、减、乘、除，这四种方法返回值都为String类型。还有一个Judgement类，用来判断输入的答案是否正确。NiToSuffix类是用来将中缀表达式转化为后缀表达式，运用了栈的方法。把生成的后缀表达式作为参数传入Judgement类中的evaluate()方法，从而判断结果是否正确。ResultTest是结果测试类，它依赖于之前的类，用于生成表达式，输出结果是否正确，输出正确率。
UML类图
三、实现过程中的关键代码
- 中缀表达式转化为后缀表达式
package Arithmetic;
import java.util.*;
/**
* Created by Administrator on 2017/5/13.
*/
public class NifixToSuffix {
private Stack<String> stack;
private List<String> list;
private String message,Message="";
public NifixToSuffix() {
stack = new Stack<String>();
list = new ArrayList<String>();
}
public void conversion(String expr) {
int op1, op2, result = 0;
String token;
StringTokenizer tokenizer = new StringTokenizer(expr);
while (tokenizer.hasMoreTokens()) {
token = tokenizer.nextToken();
if (token.equals("("))
stack.push(token);
else if (token.equals("+") || token.equals("-")) {
if(!stack.empty()) {
if (stack.peek().equals("(")){
stack.push(token);
}
else if (stack.peek().equals("*") || stack.peek().equals("/"))
list.add(stack.pop());
}
else stack.push(token);
}
else if (token.equals("*") || token.equals("/")) {
if(!stack.empty()){
if(stack.peek().equals("*")||stack.peek().equals("/")) {
list.add(stack.pop());
}
}
stack.push(token);
}
else if (token.equals(")")) {
while (true) {
String A = stack.pop();
if (!A.equals( "("))
list.add(A);
else break;
}
}
else list.add(token);
}
while (!stack.empty()) {
list.add(stack.pop());
}
ListIterator<String > li = list.listIterator();
while (li.hasNext()) {
Message += li.next() + " ";
li.remove();
}
message = Message;
}
public String getMessage() {
return message;
}
}
转换规则
- 设立一个栈和一个列表，栈存放运算符，列表存放操作数，栈和列表都为空。
- 编译程序从左到右扫描原表达式，若遇到操作数，进入列表。
- 若遇到运算符，与栈顶进行比较，比栈顶级别高则进栈，否则退出栈顶元素，将其加到列表中。
- 若遇到左括号，进栈；若遇到右括号，则一直退栈输出到列表中，退到左括号为止。
- 当栈变为空时，用迭代器将列表中的元素取出，每取出一个，都加一个空格作为分隔符，最后得到后缀表达式
迭代代码如下
ListIterator<String > li = list.listIterator();
while (li.hasNext()) {
Message += li.next() + " ";
li.remove();
}
四、测试方法
-
NifixToSuffix类的方法的测试
-
Judgement类的方法测试evaluate()方法
isOperator()方法
五、运行过程截图
六、代码托管地址
七、遇到的困难及解决方法
- 问题1
如何计算表达式的值？
- 解决方法
老师之前布置过一个课堂练习，让我们计算后缀表达式的值。老师把代码框架给了我们，教我们用栈进行计算。我将之前的那部分代码复制过来，新建一个
Judgement类，把实现计算过程的代码作为判断的方法，通过获取返回值与用户输入的答案进行比较
package Arithmetic;
/**
* Created by Administrator on 2017/5/13.
*/
import java.util.StringTokenizer;
import java.util.Stack;
public class Judgement
{
/* constant for addition symbol */
private final char ADD = '+';
/* constant for subtraction symbol */
private final char SUBTRACT = '-';
/* constant for multiplication symbol */
private final char MULTIPLY = '*';
/* constant for division symbol */
private final char DIVIDE = '/';
/* the stack */
private Stack<Integer> stack;
public Judgement() {
stack = new Stack<Integer>();
}
public int evaluate (String expr)
{
int op1, op2, result = 0;
String token;
StringTokenizer tokenizer = new StringTokenizer (expr);
while (tokenizer.hasMoreTokens())
{
token = tokenizer.nextToken();
//如果是运算符，调用isOperator
if (isOperator(token))
{
//从栈中弹出操作数2
op2 = stack.pop();
//从栈中弹出操作数1
op1 = stack.pop();
//根据运算符和两个操作数调用evalSingleOp计算result;
result = evalSingleOp(token.toCharArray()[0], op1, op2);
//计算result入栈;
result = stack.push(result);
}
else //如果是操作数
stack.push(Integer.parseInt(token));
//操作数入栈;
}
return result;
}
public boolean isOperator (String token)
{
return ( token.equals("+") || token.equals("-") ||
token.equals("*") || token.equals("/") );
}
private int evalSingleOp (char operation, int op1, int op2)
{
int result = 0;
switch (operation)
{
case ADD:
result = op1 + op2;
break;
case SUBTRACT:
result = op1 - op2;
break;
case MULTIPLY:
result = op1 * op2;
break;
case DIVIDE:
result = op1 / op2;
}
return result;
}
}
- 问题2
IntQuestions类生成的是中缀表达式，如何转化为后缀表达式呢？
- 解决方法
也是运用栈。老师上课时也讲过，但是不清楚具体怎么实施。问了学的比较好的张旭升同学，看了一下他的代码。代码截图在上面有，具体操作在实现过程中的关键代码这点里面讲了，这里就不重复了。
八、对结对的小伙伴的评价
-
结对搭档：20162325金立清博客
-
评价
与其说是结对编程，不如说是一个人编
(搭档不给力)。坦白说，金立清同学之前学的不是很好，作为搭档，我也有责任，我没有起到监督作用。结对编程时基本上是我编，金立清同时也学习。金立清同学在经过我的讲解后，可以看懂代码，但是不会自己编。所以我觉得她最需要改进的就是把之前学的知识恶补一下，这样在以后的结对编程中才能有自己的想法，而不是只能看着我编，然后再讲解给她听。不过值得肯定的是她能认识到自己的不足，虚心学习，现在还来得及。
九、参考或引用的设计、实现
- 后缀表达式求值
参考娄老师的
mini dc课堂测试，这里是题目链接
while (tokenizer.hasMoreTokens())
{
token = tokenizer.nextToken();
//如果是运算符，调用isOperator
if (isOperator(token))
{
//从栈中弹出操作数2
op2 = stack.pop();
//从栈中弹出操作数1
op1 = stack.pop();
//根据运算符和两个操作数调用evalSingleOp计算result;
result = evalSingleOp(token.toCharArray()[0], op1, op2);
//计算result入栈;
result = stack.push(result);
}
else //如果是操作数
stack.push(Integer.parseInt(token));
//操作数入栈;
}
这段代码老师只给了中文注释，是自己实现的，其余的框架是老师写好的
- 中缀表达式转化成后缀表达式
参考娄老师的栈的应用PPT,学习了转化的思路；还请教了张旭升同学，并参考引用了他的代码
十、PSP
| 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 | 20 | 30 |
| Development | 开发 | ||
| · Analysis | · 需求分析 (包括学习新技术) | 90 | 120 |
| · Design Spec | · 生成设计文档 | 120 | 140 |
| · Design Review | · 设计复审 (和同事审核设计文档) | 30 | 25 |
| · Coding Standard | · 代码规范 (为目前的开发制定合适的规范) | 30 | 30 |
| · Design | · 具体设计 | 120 | 150 |
| · Coding | · 具体编码 | 300 | 400 |
| · Code Review | · 代码复审 | 60 | 50 |
| · Test | · 测试（自我测试，修改代码，提交修改） | 60 | 90 |
| Reporting | 报告 | ||
| · Test Report | · 测试报告 | 90 | 120 |
| · Size Measurement | · 计算工作量 | 30 | 30 |
| · Postmortem & Process Improvement Plan | · 事后总结, 并提出过程改进计划 | 30 | 30 |
| 合计 | 980 | 1215 |
注：以上耗时均为本周耗时，下周完成后会有变动
本周的预计和实际耗时相差较大，主要是没有认识到任务的难度(高估了自己，哎)，对Java的一些类的运用还不够熟练，所以在问同学，查资料上花了很多时间，不过这也促进了我的学习，希望下周能合理预估时间，同时学习到更多。