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目錄：

一、需求分析

二、功能設計

三、設計實現

四、算法詳解

五、測試運行

六、粘貼代碼

七、總結

八、展示PSP

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一、需求分析

由於每次出題的數目不定，所以要求題數參數n由控制臺輸入

小學生水平有限，故每個數字在 0 和 100 之間，運算符在3個到5個之間。

為了讓小學生得到充分鍛煉，每個練習題至少要包含2種運算符。同時，由於小學生沒有分數與負數的概念，所出的練習題在運算過程中不得出現負數與非整數。

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二、功能設計

　　基本功能：

　　　　實現3~5個運算符的，兩位數以內的，不含小數點的加減乘除四則運算

　　擴展功能：

　　　　支持有括號的運算式

　　　　擴展程序功能支持真分數加減法的出題與運算

　　　　支持運算時分數的自動化簡

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三、設計實現

　　設計包括你會有哪些類，這些類分別負責什麽功能，他們之間的關系怎樣？你會設計哪些重要的函數，關鍵的函數是否需要畫出流程圖？函數之間的邏輯關系如何？

　　一個類，Main類，實現基本功能的所有要求

　　Main類下有3個函數：main，evaluateExpression，processOneOperator

　　　　main： 生成四則運算式子

　　　　evaluateExpression：計算後綴表達式

　　　　processOneOperator：對操作符棧頂的一個操作符進行計算

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四、算法詳解

　　請描述你生成題目與解答題目用到的算法，並說明在求解題目時你是如何使用調度場算法 或其他算法來處理不同運算符的優先級的？

　　 利用了棧，調度場算法等

　　 調度場算法思想：

從左到右遍歷中綴表達式的每個數字和符號，若是數字就輸出，即成為後綴表達式的一部分；若是符號，則判斷其與棧頂符號的優先級，優先級不高於棧頂符號則棧頂元素一次出棧並輸出，並將當前符號進棧，一直到最終輸出後綴表達式為止。

　　逆波蘭表達式求值：

從左到右遍歷後綴表達式的每個數字和字符，遇到是數字就進棧，遇到是符號，就將處於棧頂兩個數字出棧進行運算，運算結果進棧，一直到最終獲得結果。

一個棧存放數字，一個棧存放操作符

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五、測試運行

你的程序必須是可運行的，請展示程序的運行截圖，包括題目要求實現功能對應的運行截圖。這些截圖說明你的程序確實完成了項目需求，如果程序實現了擴展需求，也請大方秀出來。

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六、粘貼代碼

　　粘貼自己覺得比較獨特的或滿意的代碼片段，用博客園正確的代碼控件來顯示。（提示：要有必要的註釋說明，提示：不要貼所有代碼！不符合規定的要倒扣分）

 1 //生成算術式
 2 int size = list.size();
 3             String[] array = (String[]) list.toArray(new String[size]);
 4             
 5             Random random = new Random();
 6             String str ="";
 7             int[] number=new int[6];
 8             boolean flag2 = true;
 9             while (flag2) {
10                 int[] index = null;
11                 int op_number = random.nextInt(3) + 3; // 3-5個運算符,運算符個數
12                 index = new int[op_number];
13                 for (int j = 0; j < op_number; j++){
14                     index[j] = random.nextInt(4);
15                     number[j] = random.nextInt(100);
16                     str += number[j]+array[index[j]];
17                     }
18                 // 隨機選擇運算符
19                 for (int j = 1; j < op_number; j++) {
20                     if (index[0] != index[j])
21                         flag2 = false;
22                 }
23                 str=str+random.nextInt(100);
24             }

        // 後綴表達式
        for (int i = 0; i < result.size(); i++) {
            if (result.get(i).equals("+") || result.get(i).equals("-")) {
                // 若字符串為"+"或者"-"，則執行棧中已存數據的加減乘除計算
                while (!operatorStack.isEmpty()
                        && (operatorStack.peek() == ‘+‘
                                || operatorStack.peek() == ‘-‘
                                || operatorStack.peek() == ‘*‘ || operatorStack
                                .peek() == ‘/‘)) {
                    processOneOperator(operandStack, operatorStack);
                }
                operatorStack.push(result.get(i).charAt(0));// 將操作符壓入操作符棧中
            } else if (result.get(i).equals("*") || result.get(i).equals("/")) {
                // 若字符串為"*"或者"/"，則執行棧中已存數據的乘除計算
                while (!operatorStack.isEmpty()
                        && (operatorStack.peek() == ‘*‘ || operatorStack.peek() == ‘/‘)) {
                    processOneOperator(operandStack, operatorStack);
                }
                operatorStack.push(result.get(i).charAt(0));
            } else {
                // 若遇到的是操作數，則將操作數直接壓入操作數棧中
                operandStack.push(Integer.parseInt(result.get(i)));
            }
        }
        // 對棧中數據進行計算，直到棧為空為止
        while (!operatorStack.isEmpty()) {
            processOneOperator(operandStack, operatorStack);
        }
        // 此時操作數棧中的棧頂元素也就是計算結果
        return operandStack.pop();
    }

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七、總結

　　你設計的程序如何實現軟件設計的‘模塊化‘原則。

　　模塊化：模塊化是以分治法為依據。簡單說就是把軟件整體劃分，劃分後的塊組成了軟件。這些塊都相對獨立，之間用接口（協議）通信，每個塊完成一個功能，多個塊組合可以完成一系列功能。

　　模塊化目的：降低軟件的復雜性，提高工作效率，提高軟件質量

　　我的模塊化：將功能分為3個函數，main函數用於生成四則運算式子；evaluateExpression函數用於計算後綴表達式；processOneOperator用於對操作符棧頂的一個操作符進行計算。再通過main函數調用evaluateExpression函數，evaluateExpression函數規定優先級，分解成簡單的兩個數字，一個操作符的運算，以實現全部的計算功能。

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八、展示PSP

這個環節重要的是讓自己看到自己的估計和實際消耗時間，哪個環節耗時最多，哪個環節估計和實踐相差巨大？為什麽？

在技術學習和具體編碼環節花費時間比較多，我在一開始設計思路的時候，有一些具體的函數不會使用，也學習了調度場算法，從吸收到掌握花費了比較多的時間，在具體的編碼上也是一邊寫一邊改，所以也不好說一些具體的時間分配是什麽樣的。但是大體上說，估計用的時間和實際使用的情況差不多，我想，課本上的psp相關內容和老師推薦博客給予了很大幫助。

這次的任務，花費了不少時間，只有去實踐才能進步，查缺補漏，鍛煉自我。

2016012098+小學四則運算練習軟件項目報告