結對編程-四則運算 整體總結

• 學習筆記

• 中綴表達式轉換為後綴表達式

  • 如果遇到數字，我們就直接將其輸出。
  • 如果遇到非數字時，若棧為空或者該符號為左括號或者棧頂元素為括號，直接入棧。
  • 如果遇到一個右括號，持續出棧並輸出符號，直到棧頂元素為左括號，然後將左括號出棧（註意，左括號只出棧，不輸出），右括號不入棧。
  • 如果遇到運算符號且棧非空，查看棧頂元素，如果棧頂元素的運算優先級大於或者等於該運算符號，則持續出棧，直到棧頂元素優先級小於該運算符。最後將該元素入棧。
  • 如果我們讀到了輸入的末尾，則將棧中所有元素依次彈出。

• 生成隨機數的運用

  • Random ran = new Random();隨機數方法創建對象
  • int B = ran.nextInt(2);生成0—1之內的隨機數

• 需求分析

  • 隨機生成題目
    • 生成題目數量根據用戶需求輸入
      
    • 自動生成小學四則運算題目(加、減、乘、除)
    • 支持整數和真分數
    • 支持多運算符（比如生成包含100個運算符的題目）
  • 統計正確率

  • 能多次生成題目

  • 擴展需求
    • 題目去重
    • 支持多語言
    • 處理生成題目並輸出到文件
    • 完成題目後從文件讀入並判題

• 設計思路

  • 實驗首先是完成一個計算器的功能，可以實現簡單的+、-、*、/運算
  • 實現多運算符，編入四個類分別實現整數運算、真分數運算、判斷結果正確並計算正確率
  • 利用JUnit檢測非法輸入
  • 設計一個主類生成隨機數，生成題目，並判斷正確率
  • 設計測試類，利用JUnit測試整數類與分數類的四則運算

uml圖：

實現真分數計算代碼及註釋

import java.util.Random;
public class Fraction {
    private int numerator, denominator;  //定義分母、分子

    public  Fraction (int numer, int denom)
    {

        if(denom == 0 )        //分子為0
            denom = 1;
        if (denom < 0)           //若分母小於0，則取分母為正值，分子為負值
        {
            numer = numer * -1;
            denom = denom * -1;
        }
        numerator = numer;
        denominator = denom;

        reduce();
    }

    public int getNumerator()
    {
        return numerator;
    }

    public int getDenominator()
    {
        return denominator;
    }


    public Fraction add(Fraction op2)          //實現真分數加法運算
    {
        int commonDenominator = denominator * op2.getDenominator();   //兩隨機數a1、a2的分母相乘，進行通分
        int numerator1 = numerator * op2.getDenominator();            //a1的分子=a1的分子與a2的分母相乘
        int numerator2 = op2.getNumerator() * denominator;           //a2的分子=a2的分子與a1的分母相乘
        int sum = numerator1 + numerator2;                            //將通分過後的兩個隨機數相加
        System.out.print("("+this.toString()+")" + " + " + "("+op2.toString()+")" + "=");
        return new Fraction (sum, commonDenominator);
    }

    public Fraction subtract(Fraction op2)           //實現真分數減法運算
    {
        int commonDenominator = denominator * op2.getDenominator();
        int numerator1 = numerator * op2.getDenominator();
        int numerator2 = op2.getNumerator() * denominator;
        int difference = numerator1 - numerator2;
        System.out.print("("+this.toString()+")" + " - " + "("+op2.toString()+")" + "=");
        return new Fraction(difference,commonDenominator);
    }

    public Fraction multiply (Fraction op2)              //實現真分數乘法運算
    {
        int numer = numerator * op2.getNumerator();
        int denom = denominator * op2.getDenominator();
        System.out.print("("+this.toString()+")" + " * " + "("+op2.toString()+")" + "=");
        return new Fraction (numer, denom);
    }

    public Fraction divide (Fraction op2)              //實現真分數除法運算
    {

        int numer = numerator * op2.getDenominator();
        int denom = denominator * op2.getNumerator();
        System.out.print("("+this.toString()+")" + " / " + "("+op2.toString()+")" + "=");
        return new Fraction (numer, denom);
    }

    public String toString()      //輸出格式及限定
    {
        String result;

        if (numerator == 0)               //分子為0，結果為0
            result = "0";
        else
        if(denominator == 0)              //分母不能為0
            return "錯誤！分母不能為0";
        else
        if (denominator == 1)             //分母為1，結果取分子值
            result = numerator + "";

        else
            result = numerator + "/" + denominator;  //按分數形式輸出結果

        return result;
    }

    private void reduce()
    {
        if (numerator != 0)
        {
            int common = gcd (Math.abs(numerator), denominator);    //取分子分母最大公因子

            numerator = numerator / common;                        //約分
            denominator = denominator / common;
        }
    }


    private int gcd (int num1, int num2)                      //計算最大公因子
    {
        if(num2==0)
            return num1;
        else
            return gcd(num2,num1%num2);

    }
    public static Fraction obj(){                               //生成隨機數
        Random ran = new Random();
        return new Fraction(ran.nextInt(100),ran.nextInt(100));
    }
}
 

測試代碼

運行結果截圖

碼雲鏈接

碼雲鏈接

實驗過程

• 上次關於真分數的算法我們沒有弄明白。這次我們認真討論並解決了問題。關於代碼的批註在上面的代碼裏。
• 首先是用java語言描述真分數裏的加減乘除運算，然後將運算結果化簡。
• 化簡過程需要用到求最大公因子，這時候我們需要分子分母均為正值，於是就有了public Fraction (int numer, int denom)方法，以及Math.abs(numerator)來保證算法不出現漏洞。
• 除此之外還要註意分子分母計算的一些限定特性。我們同樣加進代碼裏。
• 代碼裏的去重功能沒寫出來，但是經過討論有了思路：（1）記錄之前生成的題目；（2）用遍歷比較新生成題目與舊生成題目。如果重復，則刪除此新生成題，並再生成一個題目，重新遍歷檢查。如果不重復，則進入下一環節。

評價我的結隊小夥伴

她很美
是天邊的火燒雲
是日月星辰
但是
我更美

在本周學習中，在小夥伴的幫助下，我對代碼有了更深的解讀，她的認真及更高效的學習方法讓我受益，在這周的磨合中我們的默契度也有了更大的提高，思考問題的時候，會有更多相同的思考，結對學習的過程也是我們相互促進的過程。

總結

• 感受到了有所思路卻寫不出代碼的痛苦，有時候甚至想，為啥不用C編...好吧我的思維還沒有轉變過來。
• 但是還是很開心，比上周又進步了一點點。開始學著用偽代碼，流程圖來描述思路給自己的小夥伴看。也讓整個算法在腦海裏有更清晰的構造。

20165322 第二周結隊編程-四則運算