2017-2018-2 1723 『Java程式設計』課程 結對程式設計練習-四則運算-準備階段

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2017-2018-2 1723 『Java程式設計』課程 結對程式設計練習-四則運算-準備階段

在一個人孤身奮鬥了將近半個學期以後，終於迎來的我們的第一次團隊協作共同編碼，也就是，我們的第一個結對程式設計練習——四則運算。顯然，他是考驗我們對於之前知識的掌握程度，而且考驗我們的能力，既然已經是一個結對程式設計練習，肯定存在著困難，但我們會迎難而上，一起解決問題，因為“團結就是力量！！！”

結對程式設計的戰友

20172316 趙乾宸：負責對於整數出題的編程；
20172319 唐才銘：負責對於分數出題的編程；
我：20172329 王文彬：負責對於計算和題目去重的編寫；
測試為分別進行測試，最後由趙乾宸進行集體測試。
每個人都是駕駛員，是彼此的引航員，團隊，分工明確是一部分，但是集體力量的結晶才是最偉大的！！！

看到題目的構思

1、計算的最開始構思：
首先，當第一次拿到這個題目的時候，首先進行思考的是加減乘除的整個運算邏輯，因為當時沒有瞭解過有尾碼標記法，所以一直在想如何用中綴運算式開始計算； 一方面，思考的是輸出的題目應該是字串類型還是資料類型，後來想了想，各有各自的優點和缺點，比如，計算的時候的確，數字是很方便的，但是當涉及到計算的時候，遇到的“+”、“-”、“*”、“/”，幾個符號就我現在的水平，沒有辦法去很好的解決，之後就想到了，假如將這幾個運算子號進行改變，將其變為幾個數字代表他們，不就可以了，最後有這樣一個問題，如果用“0”來代表“+”，有一個問題，因為“+”是一個字串，對其賦值還得進行強制轉化，對於程本身這樣其實是不利的，存在著一定的問題，所以，就先將計算問題放了放，開始想，如何出題；

2、開始出題：
最開始，還是以出題為主，考慮到“if-else”語句的複雜性，我們選擇了“swich語句“，因為，這樣可以進行人際互動，一方面可以實現我們所需要的輸入一個階數，可以完成對於該階數的出題；構思是這樣的，先利用對於符號的賦值，對於加減乘除四個符號進行對0123的賦值，以便於通過對於產生一個0~4（左閉右開）的一個隨機數取值實現對於字串的出題的隨機性，將輸出的符號給一個字元對象進行賦值，之後，開始在裡面加入數字，如何解決階數的控制，一方面，利用swich語句的方便，其次，利用了累加“+=”進行輸出，就會產生按照我們需求的題目；另一方面，需要輸出按照我們所敲入的數字進行題目個數的輸出，我們想到了運用數組和while語句，這樣，按照條件，輸出數組，就可以達到我們想要的一個結果，也就是一個理想的出題模型。

 protected int a;    protected String s1 = "", str = "";    public Compute2() {        Scanner scan = new Scanner(System.in);        System.out.println("幾級運算？");        int n = scan.nextInt();        Scanner qqq = new Scanner(System.in);        System.out.println("產生幾個題目？");        int q = qqq.nextInt();        Object[] p = new Object[q] ;        for (int index = 0; index < q; index++) {            int a1 = (int) (Math.random() * 100);            int a2 = (int) (Math.random() * 100);            int t1 = (int) (Math.random() * 4);            switch (t1) {                case 0: {                    s1 = " + ";                    break;                }                case 1: {                    s1 = " - ";                    break;                }                case 2: {                    s1 = " * ";                    break;                }                case 3: {                    s1 = " / ";                }            }            for (int i = 0; i < n - 1; i++) {                int a = (int) (Math.random() * 100);                int t = (int) (Math.random() * 4);                String s = "";                switch (t) {                    case 0: {                        s = " + ";                        break;                    }                    case 1: {                        s = " - ";                        break;                    }                    case 2: {                        s = " * ";                        break;                    }                    case 3: {                        s = " / ";                    }                }                str += a + s;            }            str += a1 + s1 + a2;            p[index]=str;

3、學習從中綴運算式到尾碼運算式的變化：
在課上，學習瞭解了尾碼運算式，這個運算式方便了我們進行計算代碼的編寫，利用了“棧”這個概念，在思考運算的過程中簡化了很多步驟；
在利用棧解決問題的時候有一個問題：就是假如是兩位元，如何去解決，這個問題在某一天的晚自習裡，學長給我們就這個問題進行了講解，利用StringTokenzer的方法進行對於字串的分隔，這個方法可以將兩個數字或者三個乃至三個以上的字元進行劃分，讓他們單獨成為整體，這樣就方便了我們的計算，就可以解決1234+不是123+4而是12+34的問題，感謝學長。

 public String infixToSuffix() {                Stack<Character> s = new Stack<Character>();               String suffix = "";        int length = str.length();         for (int i = 0; i < length; i++) {            char temp;// 臨時字元變數                        char ch = str.charAt(i);            switch (ch) {                               case ' ':                    break;                               case '(':                    s.push(ch);                    break;                               case '+':                case '-':                    while (s.size() != 0) {                        temp = s.pop();                        if (temp == '(') {                                                       s.push('(');                            break;                        }                        suffix += temp;                    }                                       s.push(ch);                    break;                                case '*':                case '/':                    while (s.size() != 0) {                        temp = s.pop();                                                if (temp == '+' || temp == '-' || temp == '(') {                            s.push(temp);                            break;                        } else {                            suffix += temp;                        }                    }                                       s.push(ch);                    break;                               case ')':                                       while (!s.isEmpty()) {                        temp = s.pop();                        if (temp == '(') {                            break;                        } else {                            suffix += temp;                        }                    }                    break;                               default:                    suffix += ch;                    break;            }        }               while (s.size() != 0) {            suffix += s.pop();        }        return suffix;

4、在出題過程中去重問題上的思考：
如何去重，一方面，我們想到的是只要是結果相同的就是相同的，後來，發現並不是這樣簡單的，因為，在看了老師的部落格中所介紹的：

程式一次運行產生的題目不能重複，即任何兩道題目不能通過有限次交換+和×左右的算術運算式變換為同一道題目。例如，23 + 45 = 和45 + 23 = 是重複的題目，6 × 8 = 和8 × 6 = 也是重複的題目。3+(2+1)和1+2+3這兩個題目是重複的，由於+是左結合的，1+2+3等價於(1+2)+3，也就是3+(1+2)，也就是3+(2+1)。但是1+2+3和3+2+1是不重複的兩道題，因為1+2+3等價於(1+2)+3，而3+2+1等價於(3+2)+1，它們之間不能通過有限次交換變成同一個題目。

看到了如此的要求，就開始進行思考；

5、計算問題：（我是負責這裡部分編寫的）
在遇見計算的時候，主要靠的就運用尾碼運算式的方法，利用棧進行計算，大概思路如下:

  public Integer suffixToArithmetic() {               Pattern pattern = Pattern.compile("\\d+||(\\d+\\.\\d+)");               String[] strings = str.split("");        Stack<Integer> stack = new Stack<Integer>();        for (int i = 0; i < strings.length; i++) {                       if (strings[i].equals("")) {                continue;            }                        if (pattern.matcher(strings[i]).matches()) {                stack.push((int) Double.parseDouble(strings[i]));            }                       else {                             double y = stack.pop();                double x = stack.pop();                               stack.push((int) calculate(x, y, strings[i]));            }        }             return stack.pop();    }    private  double calculate(double x, double y, String string) {               if (string.trim().equals("+")) {            return x + y;        }        if (string.trim().equals("-")) {            return x - y;        }        if (string.trim().equals("*")) {            return x * y;        }        if (string.trim().equals("/")) {            return x / y;        }        return (double) 0;    }

測試結果

轉尾碼：

遇到的一些問題

第一個問題：
如何去解決出題過程中如何去添加括弧，因為括弧的位置的不確定性就限制了我們如何去選擇，比如，假如出現像加法和乘法混在一起，括弧應該選擇加在加法位置？
解決方案：
我們想要將加法和括弧綁定在一起，之後利用swich語句判斷，什麼時候不需要在加法減法周圍加括弧，什麼時候不需要加。

第二個問題：
因為我們是先進行了代碼的編寫，然後通過對於代碼畫UML圖，所以現在就有以一個問題，因為一些代碼命名不同，使得存在一些問題，（這個是我們組的失誤，下次會糾正的）
解決方案：
現在正在匯總，之後打算統一為UML圖的編碼格式，然後對各自的代碼進行修改。

互評

20172316趙乾宸
小趙同學擔起了開始編寫代碼的大任，在發布任務的第二天，因為我和老唐同學在連續的兩天都有晚課，所以一開始，小趙同學的功勞功不可沒，而且他是我們團隊編程能力最強的，所以，我們都會向他看齊。
20172319唐才銘
老唐同學分配了我們的任務，並且也擔起了團隊的一遍大旗，為彼此加油鼓勁。
大家加油！！

UML圖

PSP

PSP2.1	Personal Software Process Stages	預估耗時（分鐘）	實際耗時（分鐘）
Planning	計劃	60
Estimate	估計這個任務需要多少時間	100
Development	開發	800
Analysis	需求分析 (包括學習新技術)	100
Coding Standard	代碼規範 (為目前的開發制定合適的規範)	30
Design UML	設計項目UML類圖	50
Coding	具體編碼	30
Code Review	代碼複審	50
Test	測試（自我測試，修改代碼，提交修改）	30
Size Measurement	計算工作量（實際時間	30
Postmortem & Process Improvement Plan	事後總結, 並提出流程改善計劃	30
	合計	1240

參考

Java堆棧的應用2----------中綴運算式轉為尾碼運算式的計算Java實現
用java實現複數的加減乘除運算
逆波蘭運算式
運算式計算 java 尾碼運算式
Java實現中綴運算式轉尾碼運算式並計算結果

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