作业具体要求链接：https://edu.cnblogs.com/campus/nenu/SWE2017FALL/homework/997
具体实现功能如下：
功能1：支持出题4个数的四则运算题目，所有题目要求作者有能力正确回答。（+10）
功能2：在功能1的基础上，支持括号。（+15）
功能3：限定题目数量，“精美”打印输出，且要避免重复，最好能输出到.txt文件中。且对输入题目数进行限定，题目数量必须是正整数。（+10）
功能4：支持分数出题和运算。（不完成此题不倒扣分数）
功能5：可把程序改成GUI版/web版/移植为android，ios版。
此次作业完成是以“结对编程”的形式完成，我的伙伴是刘淑霞，她的博客地址为：http://www.cnblogs.com/liusx0303/
这篇博客主要由如下几个方面讲述：
1.每个功能的重点，难点。
2.如何解决重点难点以及收获
3.运行截图
4.结对编程体会。
5.合作过程。
6.版本控制。
一，每个功能的重点，难点
（1）功能一的重点难点
重点难点1：应该选择什么样的输入，操作数和运算符随机产生还是用户自己输入，如果随机产生要如何操作，如果用户自己输入要以什么样的形式输入
重点难点2：如何处理四则运算算式。
重点难点3：将输入的结果与正确结果比较，然后按照要求输出。
（2）功能二的重点难点
功能二的要求：在功能一要求的基础上加上有括号的运算。
重点难点：加上有括号的运算，我们当初分析的时候是用括号匹配的方法，括号优先级最高，优先算括号里面的算式。
（3）功能三的重点难点
功能三的要求：输入题目道数，然后输出四则运算算式以及结果到.txt文件中，注意输出结果右对齐，与算式有一定的距离。
重点难点：将输出放到.txt文件中。
（4） 功能四的重点难点
功能四的要求：支持分数运算，不加括号，输出也是用分数的形式输出，例如1/2 + 2/3 +1+1=3 1/6。
重点难点：支持分数运算，通过通分来进行运算，结果是最简分数（几又几分之几）。
二，合作中如何解决重点难点以及收获
（1）功能一：
因为要支持出题4个数的四则运算题目，针对的用户是初中生，所以题目难度不能太过于简单，也不能过于困难。如果题目随机生成，有太大的随机性，且容易产生重复，用随机数自动生成四个数的四则运算也会比较麻烦，考虑的情况会比较繁多。开始，我们用random生成两个数加减乘除的运算，运行成功，实现支持4个数的四则运算的时候，因为要考虑的情况太过于复杂，写完就400多行代码了，且题目易重复。想想功能一实现就这样艰难。于是想通过自己输入出题，然后让人做的形式实现，且自己出题可以避免重复。题以字符串的出现，然后对字符串进行处理，然后对题进行计算。
对字符串进行处理，判断表达式格式是否正确的代码实现如下：
//检查表达式格式是否正确 public static boolean checkFormat(String str) { // 校验是否以“=”结尾 if ('=' != str.charAt(str.length() - 1)) { return false; } // 校验开头是否为数字或者“(” if (!(isCharNum(str.charAt(0)) || str.charAt(0) == '(')) { return false; } char c; // 校验 for (int i = 1; i < str.length() - 1; i++) { c = str.charAt(i); if (!isCorrectChar(c)) {// 字符不合法 return false; } if (!(isCharNum(c))) { if (c == '-' || c == '+' || c == '*' || c == '/') { if (c == '-' && str.charAt(i - 1) == '(') {// 1*(-2+3)的情况 continue; } if (!(isCharNum(str.charAt(i - 1)) || str.charAt(i - 1) == ')')) {// 若符号前一个不是数字或者“）”时 return false; } } if (c == '.') { if (!isCharNum(str.charAt(i - 1)) || !isCharNum(str.charAt(i + 1))) {// 校验“.”的前后是否位数字 return false; } } } } return isBracketCouple(str);// 校验括号是否配对 }
（2）功能二：
对于在功能一的基础上，实现括号。我们是利用栈实现括号匹配算法。并且使用了map对运算符进行了优先级处理。
符号的优先级处理代码如下：
public static final Map<Character, Integer> symLvMap = new HashMap<Character, Integer>();// 符号优先级map static { symLvMap.put('=', 0); symLvMap.put('-', 1); symLvMap.put('+', 1); symLvMap.put('*', 2); symLvMap.put('/', 2); symLvMap.put('(', 3); symLvMap.put(')', 1); }
括号匹配的代码如下：
//校验括号是否配对 public static boolean isBracketCouple(String str) { LinkedList<Character> stack = new LinkedList<Character>(); for (char c : str.toCharArray()) { if (c == '(') { stack.add(c); } else if (c == ')') { if (stack.isEmpty()) { return false; } stack.removeLast(); } } if (stack.isEmpty()) { return true; } else { return false; } }
（3）功能三：
1.对于输入题目道数是正整数的判断，不能是英文（test），负数（-100），浮点数（3.5）。开始是定义了一个int型的变量，然后对变量进行正整数判断，把负整数去掉。
但是当输入英文，负数和浮点数的时候，运行的时候报错了。后来采用字符串的格式进行输入，然后对字符串的进行在数值范围的判断。
判断输入题目道数是正整数的代码如下：
//判断输入的题目数是否为正整数 public boolean judgeInput(String str) { boolean flag=true; for(int j=0;j<str.length();j++) { if(!(str.charAt(j)>=48&&str.charAt(j)<=57)) { System.out.println("题目数量必须是 正整数。"); flag=true; break; } else { flag=false; } } return flag; }
2.将题目和答案输出到.txt文件中
实现代码如下：
//将表达式写入文件answer.txt try { if (!file.exists()) { file.createNewFile(); } FileWriter writer = new FileWriter(file,true); if(true) { results = System.getProperty("line.separator")+results; } writer.write(results); writer.flush(); writer.close(); } catch (IOException ex) { ex.printStackTrace(); }
（4）功能四：
方法是先求出两个分数分母的最小公倍数，通分后，再对两个分子的加减乘除，最后约简结果分数的分子和分母，即用分子分母的最大公约数分别除分子和分母。再按顺序输入分子和分母，在控制台上输出其运算结果。
求最大公约数的代码如下：
static int gcd(int m,int n)
{ int t,r;//辗转相除法 if(m < n) { t = m; m = n; n = t; } while(n != 0) { r = m%n; m = n; n = r; } return m; }
求最小公倍数代码如下：
static int lcm(int m,int n)
{ int i = gcd( m,n); int j = (m/i)*(n/i)*i; return j; }
收获：
1.在制定代码规范的时候，因为我们都有自己的习惯，所以在制定规则时讨论了较长时间，但是彼此为对方考虑，都各自让步，最终制定了两个人都能接受的代码风格规范。这告诉我们，要多为对方考虑一点，这样才能使合作更愉快，后面实现的过程中也证明了这一点。
2.在考虑实现出题的时候，我和霞都不约而同的用随机数生成出题。觉得可简单了，认为一两个小时就能完成功能一，开始实现起来两个数的加减乘除很快就完成了，然后按照老师要求要完成四个数的加减乘除，实现起来情况就很复杂了，我们完成一个demo的时候就差不多500行代码了，花费了3个多小时，并且有出题重复的情况。后来就一起讨论用自己出题的方式解决，可以避免重复，并且可以控制难度。实现的过程，我们让结果返回double，因为除法肯定会有小数的出现。在一起讨论实现的过程中，知道了不要把一个问题看得太简单，不然容易眼高手低，要明白需求，再开始做事。
3.在对输入题目以字符串的形式写表达式时，要对输入的表达式做各种判断，不然表达式会出错，操作数是不是数字，操作数是不是“+，-，*，/”，最后是不是以等号结尾。一个人总是会疏忽很多小细节，幸运的是，我和霞结对编程，总能考虑到对方疏忽的一些小问题。
4.在结对编程的过程中，一个人在编，另外一个人在旁边盯着，总是能够及时提醒对方触犯的代码规范和犯的语法错误，相互批评，指导，和交流，比一个人编程好玩多了，编程速度虽然没有一个人快，但是两个人编程的质量更高，错误更少。
5.功能3将结果输出到.txt文件中，运行输入表达式的时候，打开.txt文件一看结果都在，以为自己成功了，但是可开心了，然后霞察觉文件的表达式很多，且有重复，我们恍然大悟，知道自己原始数据没有清空，然后两个人寻找解决对策，后来决定在输入题目语句后面将.txt赋空值，两个人一起发现和解决问题的过程真是很nice。
三，运行截图
功能1，2截图
功能3截图：
四，结对编程体会
结对编程之前，我并没有发现结对编程的好处，但在共同完成作业的时候，切身感受到结对编程的好处。两人合作的过程，是一段“美好且痛苦又幸福”的体验。
在四个功能的实现过程中，我们遇见了很多没有想到的困难。在遇见一个难点的时候，或者运行时出错的时候，两个人一起想办法解决，两个人虽然都有不一样的想法，但是都是为了解决同一个问题，当谁的办法能够解决问题的时候，我们都特别开心。完成作业的同时，我获得了知识，也从对方的身上学到了很多，学习能力和思维方式都得到了进步，发现结对编程会使两个人加在一起，会达到1+1>2的效果。
五，合作过程
我们结对编程是在软件所220完成，附上我们两人结对编程的照片。
六，版本控制
git地址：https://coding.net/u/huyr000/p/FourArithmetic/git