小隊成員：

1120161945 雷雲霖

1120161949 劉鎵煜

一、開發時間

二、思路分析與設計編碼

重點在於兩個方面，第一是生成不重復的隨機題目，第二是如何計算這個題目。

對於題目生成的不重復性，有了個人項目數獨的實戰經驗，便不是什麽大的問題。當然在這個方面小組的成員還是有一定分歧的，小雷同學決定采用重復概率為百萬分之一的隨機數方法，小劉同學決定采用排列組合排出必然不相同的一千種。最後取了一個二者折中的方法，如果真發生了重復的情況，一來是對題目的復習，二來也可以告知用戶他今日運氣特別的好中了億萬分之一的概率，充分體現了我們軟件的人性化設計——不僅僅限於做題。關鍵代碼展示如下（C++）：

string takeTest()
{
    srand((unsigned)time(NULL));
    int num1, num2;
    string signal;
    string ans = "";

    signal = getSignal(6);
    num1 = random(0, 100);
    num2 = random(1, 100);

    if (signal == "‘")
    {
        if (num1<num2)
        {
            swap(num1, num2);
        }
    }

    if (signal == "**"||signal=="^")
    {
        num2 /= 35;
    }

    if (signal == "/")
    {
        if (num2 == 0)
        {
            swap(num1, num2);
        }
    }

    ans = ans + to_string(num1) + signal + to_string(num2);
    signal = getSignal(4);
    ans = ans + signal;

    signal = getSignal(6);
    num1 = random(0, 100);
    num2 = random(1, 100);

    if (signal == "‘")
    {
        if (num1<num2)
        {
            swap(num1, num2);
        }
    }

    if (signal == "**" || signal == "^")
    {
        num2 /= 35;
    }

    if (signal == "/")
    {
        if (num2 == 0)
        {
            swap(num1, num2);
        }
    }

    ans = ans + to_string(num1) + signal + to_string(num2);

    return ans;
}

如何計算題目，對於我們來說也不是難事，用堆棧的方法實現中綴表達式轉後綴表達式即可。能力不強的小劉同學此時發問了：那**這表示乘方的符號有兩個字符串怎麽辦？小雷同學回答他：對算式做預處理，把**改為^。

對於分數的計算，則采取把所有操作數先通分，在分子上進行四則運算，最後約分化簡的的操作。

關鍵代碼展示如下（C++）：

string MidToBack(string s)       //轉後綴表達式，利用棧
{
    string ret;
    stack<int> stk;
    int pos; 
    while ((pos = s.find("**"))!=s.npos)  //將**轉換成^
    {
        s.replace(pos, 2, "^");
    }
    for (string::size_type i = 0; i< s.size(); i++)
    {
        if (isdigit(s[i]))
        {
            ret += s[i];
            if ((i < s.size() - 1 && !isdigit(s[i + 1])) || i == (s.size() - 1))
                ret += ‘ ‘;//這裏是用空格將數跟符號隔開。目的是在後綴計算中提取數的時候，有些數可能不止一位，如果沒有空格符，一個多位的數會被誤認為是多個個位數。
        }
        else
        {
            switch (s[i])
            {
            case ‘(‘:
                stk.push(s[i]);
                break;
            case ‘)‘:
                while (!stk.empty() && stk.top() != ‘(‘)
                {
                    ret += stk.top();
                    stk.pop();
                }
                stk.pop();
                break;
            case ‘+‘:
            case ‘-‘:
                while (!stk.empty() && stk.top() != ‘(‘)
                {
                    ret += stk.top();
                    stk.pop();
                }
                stk.push(s[i]);
                break;
            case ‘*‘:
            case ‘/‘:
                while (!stk.empty() && (stk.top() == ‘*‘ || stk.top() == ‘/‘ || stk.top() == ‘^‘))
                {
                    ret += stk.top();
                    stk.pop();
                }
                stk.push(s[i]);
                break;
            case ‘^‘: stk.push(s[i]); break;
            }

        }
    }
    while (!stk.empty())
    {
        ret += stk.top();
        stk.pop();
    }
    return ret;
}

三、測試與優化

測試共花費2小時時間。

測試用例的設計與運行結果

1）參數的測試用例

I. -a abcd 不合法格式的參數，成功輸出了錯誤信息

II. -a 0或-a -1 越界參數，成功輸出了錯誤信息

III. -c 100 命令參數錯誤，成功輸出了錯誤信息

2）性能優化的測試用例

-a 1000

題目生成的速度十分迅速，性能分析圖不像個人項目一樣波濤洶湧，反而平靜如水，其中耗時最大的便是等待用戶輸入答案的程序段，可優化的空間不大。

經過2個人2小時的排查改進，還是發現了問題，采用隨機數時產生了分母為0的錯誤情況，於是加了一個分母不為0的限制，解決了問題。

四、擴展需求

能力有限的小劉只能照著小雷同學的C++模板，嘗試了用從未學過的JAVA語言重新編寫四則運算程序。正好軟件工程基礎結課後開設了JAVA課程，也算對新課的一次提前了解吧。經過自學和課程的學習，小劉同學不但完成了用JAVA重新編寫程序的目標，還自己嘗試用JAVA基本實現了做GUI圖形界面的需求。

實現算法同C++實現。

估計完成所需時間：24小時（平攤到3個星期之中），實際完成時間：24+小時

程序思路圖如下：

效果如下：

五、心得體會

　　結對項目和個人項目體驗完全不一樣，個人項目只要一個人默默寫就好了，而結對項目更多的是需要交流。我個人感覺受益是很大的，因為結對編程能夠讓一部分功能的實現趨近於最優的方式，兩個人一起討論問題怎麽解決，如何做更好。舉個例子來說吧，我對項目的細節經常犯錯誤，比如求用戶正確率這樣的小需求經常忘記實現了，這個時候partner都很細心的幫我指出這些，這是一個人默默寫代碼所無法體驗到的。當然這也應該是結對項目的目的之一吧，培養大家之間的信任。

　　在這次合作中的確是1+1>2的體驗，收獲良多。

#2018BIT軟件工程基礎#結對項目：四則運算題目生成