个人作业——四则运算

需求分析：

• 自然数：0, 1, 2, …。
• 真分数：1/2, 1/3, 2/3, 1/4, 1’1/2, …。
• 运算符：+, −, ×, ÷。
• 括号：(, )。
• 等号：=。
• 分隔符：空格（用于四则运算符和等号前后）。
• 算术表达式：
• e := n | e1 + e2 | e1 − e2 | e1 × e2 | e1 ÷ e2 | (e),
  其中e, e1和e2为表达式，n为自然数或真分数。
• 四则运算题目：e = ，其中e为算术表达式。

功能设计

功能：
    1.生成随机数n
    2.生成随机运算符
    3.组成算数表达式
    4.计算题目结果并输出文档
    5.比较答案并给出错误题号
要求：
    1.表达式不重复
    2.结果无负数
    3.结果最简，
    4.算符不超过三个

程序设计

    随机数表示，统一使用分数形式
    类名：Num，参数类型：int，参数名：numerator（分子），denominator（分母）

• 功能点1：生成随机数

	随机数生成方法：
        //range为参数范围
        public Num createNum(int range)
	随机数约分方法：
	    public Num reduction(Num num)     

• 功能点2：生成随机运算符

	随机运算符生成方法：
		public String createpOerator()

• 功能点3：组成算数表达式

	表达式表示：
		类型：ArrayList
	组成方法：
		public ArrayList<Object> createArithmetic(int range)

• 功能点4：计算表达式结果并输出文档

	逆波兰式转换：
            //list为生成的算数表达式
	    public ArrayList<Object> toRPN(ArrayList<Object> list)
	逆波兰式计算
            //right为逆波兰式
	    public Num countRPN(ArrayList<Object> right)
            //计算两个数
            private Num twoResult(String is, Num op1, Num op2)
	文档输出：
            //list1为题目集合，list2为答案集合
	    public void output(List<Object> list1, List<Object> list2)

• 功能点5：比较答案并记录错误题号

		public void compare()

• 要求：

	表达式不重复：
            //list为刚生成的表达式
	    public boolean checkRPN(String list)
	结果无负数：
            //result为生成表达式的答案
	    public boolean checkAnswer(Num result)

工具类：

    栈类：
	类名：Stacks
	参数：LinkedList list = new LinkedList();
		  int top = -1;
	方法：
		public void push(Object value)
		public Object pop()
		public Object top()

代码说明

    //递归寻找最大公约数
    public int getMaxDivisor(int numerator, int denominator) {
    	if (denominator == 0) {
			return numerator;
		} else {
			return getMaxDivisor(denominator, numerator % denominator);
		}
	}

    //三个运算符带括号生成方式
    case 3:
        // 括号开始位置
	    bracket_s = rand.nextInt(4);
    	// 括号结束位置
    	bracket_e = 0;
    	// 没有括号
    	if (bracket_s == 0) {
    		bracket_e = 0;
    	}
    	// 有括号
    	else {
    		bracket_e = bracket_s + rand.nextInt(2) + 1;
    		if (bracket_e >= 4) {
    			bracket_e = 4;
    		}
    	}
    	for (int i = 1; i <= 4; i++) {
            //list为算数表达式
    		if (i == bracket_s) {
    			list.add("(");
    		}
    		list.add(f1.createNum(range));
    		if (i == bracket_e) {
    			list.add(")");
    		}
    		list.add(f2.createoperator());
    	}
    	list.remove(list.size() - 1);
    	break;

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codingd地址
https://coding.net/u/w2197525161/p/jisuan

测试运行

• 程序运行
  
• 选择操作数1
  
• 输入题目条件
  
• 文档位置
  
• 题目，答案与答题
  
• 测试答题
  
• 答案对照
  

PSP表格

    因为是第一次使用PSP的方式统计程序开发时间，所以在估计时间与实际使用时间的统计上还有许多不清楚的地方。在没有刻意去计算时间的时候，常常忘记已经过了多久。
    多数时间花费在程序实际上，虽然有参考部分思路，但还是采用了自己的设计思路，所以没有附上引用的博客链接。主要引用的是求最大公约数的递归算法，手机UC浏览器查到的，只是一张图片，具体链接不明。

心得

    这个程序是在比较完善的设计思路下完成的，从数字的存储方式，到表达式的存储类型，到每一个功能点的设计，函数的构建有比较清晰的思路。较为困难的地方是具体方法的实现，可能是由于都是自己拍脑袋设计的方法，没有很好的去借鉴别人的经验，所以费了不少时间。
    最后程序在表达式查重方面仅仅是使用了最简单的方法，由于是在想不出，在网上也找不到我认可的方式，所以暂时搁置。先发表一个版本以期后期完善。