一、Github項目地址：

https://github.com/VicLily/softwareEngineering

二、 PSP2.1表格：

三、解題思路：

已實現功能：

· 運算符個數、類型、順序隨機生成。

· 操作數隨機生成。

· 用戶輸入題目個數，總分100分，每做完一個題判斷對錯後輸出正確答案。最後給出總分。

· 支持有括號的復合運算（在第二版中，但還存在有bug）

解題思路 ：

代碼用java實現，另外需要導入JSON的包。

（1）在第一版的代碼實現中用了兩個集合類（運算符、操作數），所有整數、真分數分子分母分開存儲，通過遍歷這兩個集合類，先計算乘除，後計算加減。

（2）在第二版中用逆波蘭算法的思想，這裏建立了分子、分母、運算符三個基本棧，然後又建立其他工作棧進行輸出和運算操作。

因為剛開始沒有想太復雜，所以後來進行了改版，前面的實際時間為第一版的實際時間。

四、設計實現過程：

（1）

第一、首先定義全局變量M用以自定義運算符生成個數的上界，在1-M範圍內自動生成操作符的個數num。然後自動生成num+1個操作數，（分子和分母分別自動生成，其中分母不為0，這些數的取值範圍也是自定義）。

操作數的映射值是JSONObject類型的，分子和分母以Integer類型存儲在裏面。

第二、從頭遍歷一遍運算符的HashMap集合類，遇到乘號或者除號進行相應計算，然後把結果存儲到操作數集合DataList裏面，遇到加號或者減號則跳過。等到操作符的集合characterList遍歷完後乘和除運算已經做完，只剩下加和減操作。重新遍歷一遍characterList，計算加減運算。

第三、記兩個操作數的分子分母分別為zi1，mu1，zi2，mu2，記兩個操作數的計算結果為zi，mu。 操作數的四個值是DataList裏兩個JSONObject的對象的兩個獲取值。

當做加運算時：zi1/mu1 + zi2/mu2，分別計算分子和分母，mu=mu1*mu2，zi=zi1*mu2+zi2*mu1。將結果zi，mu約分後存儲在DataList

當做減運算時：zi1/mu1 - zi2/mu2，分別計算分子和分母，mu=mu1*mu2，zi=zi1*mu2-zi2*mu1。將結果zi，mu約分後存儲在DataList

當做乘運算時：zi1/mu1 * zi2/mu2，分別計算分子和分母，mu=mu1*mu2，zi=zi1*zi2。將結果zi，mu約分後存儲在DataList

當做除運算時：zi1/mu1 ÷ zi2/mu2，計算之前先做一個判斷，如果除號後面的操作數分子為0，則重新隨機生成一個不為0的數。分別計算分子和分母，mu=mu1*zi2，zi=zi1*mu2。將結果zi，mu約分後存儲在DataList

第四、在第一次遍歷characterList做完乘除操作後，記錄下不會再用到的操作符和操作數，然後刪除掉，再進行加減操作，加減操作完成後同樣刪除掉不會再用到的運算符和操作數。最後DataList只剩下最後的結果。將最後結果變成字符串的形式與用戶輸入的進行比較，如果匹配輸出“回答正確”，加上相應的分數。

（2）

在第二版中用逆波蘭算法，也是在第一版的基礎上做了修改，先建立分子、分母、操作符、括號的集合，隨機生成括號對數（1-2對），確定第一個左括號的位置，然後將括號和操作符依次入棧（同一個棧）分子分母分別入棧，然後進行出棧、判斷、計算、入棧等一系列操作。最後分子和分母的棧中就是最後的結果，將最後結果變成字符串類型與用戶輸入的進行比較，判斷對錯。（第二版中的計算部分與第一版的思想一致，但由於時間關系，目前在判斷上還存在bug需要調試修改）

五、代碼說明:

（1）第一版：

建立了三個.java文件，首先在TheMain類中，有5個內部類，inputN()用來處理用戶輸入有幾個題目，調用show()方法。Show()方法用來顯示有滿分、每道題目分數、運行saveCharactor()和saveData()方法，循環調用showT()方法和compute()類。

其中saveCharactor()和saveData()方法用來自動生成並存儲運算符和操作數。

ShowT()方法用來在控制臺輸出一個題目給用戶。

Compute()類用來計算對應運算符的運算操作，其中用Delete()方法刪除計算過不會再使用的運算符和操作數。

Yuefen()類用於對分子和分母的約分，GCD()方法是對分子和分母求最大公約數。

關鍵代碼：

下圖中代碼是輸出除號之前，判斷除號後面的操作數是否為0，若為0則重新隨機生成一個不為0的真分數存儲並輸出。

下圖代碼為隨機生成運算符的類型，其中num為自定義操作符個數的全局變量。

（2）第二版：

同第一版一樣，有三個.java文件。TheMain()類中的方法、yuefen()類與第一版的功能一樣。

Compute()類中，compute()方法用來自動生成括號個數以及確定括號的起始位置、調用showT()方法和compute1()方法。

showT()方法用來將自動生成的多項式顯示到控制臺中，並將集合中的數據和符號入棧。

Compute1()方法用來判斷每個出棧的符號，調用compute2對每個符號進行處理。（目前bug主要出現在這個方法裏，一些判斷還存在問題）。

Compute2()方法用來對加減乘除符號調用對應的jia()、jian()、cheng()、chu()運算操作。

Compute3()用來處理括號裏的運算。

jia()、jian()、cheng()、chu()方法和第一版的加減乘除運算的思想一致。

關鍵代碼：

主要為：根據運算符的個數確定括號的對數的範圍。如果只有一個運算符，不會生成括號。如果有兩個運算符，隨機生成0-1對括號。如果有3個以上的運算符，則生成0-2對括號。

六、測試運行：

（1）運行結果：

第一版：

第二版：

（2）單元測試：

建立一個computeTest的單元測試類，對帶括號的compute類進行單元測試，測試代碼如下：

運行過後：由於括號自動生成，所以和手動輸入的結果不匹配，導致測試失敗。

當沒有自動生成括號時，運行成功。

七、項目小結

我先看了《構建之法》的前幾章，看題目後感覺並沒有那麽難，然而在實際做的過程中卻遇到了很多問題，我覺得最要緊的就是剛開始構建思路的時候，可能由於經驗不足，走了很多彎路，不過結果還算正確運行了出來，等到加括號的運算時候，發現自己之前寫的並不是好的代碼，不簡潔、不清晰，也沒有將設計模式運用出來，我覺得可能還需要更多的項目經驗來提高編碼的能力。

2017282110288軟件工程第二次作業