MathExam V2.0

Posted 2021-01-07 li-zhen-cn

# 隔壁村小学的小朋友都羡慕哭了2.0版

一、预估与实际

PSP2.1	Personal Software Process Stages	预估耗时（分钟）	实际耗时（分钟）
Planning	计划	15	20
? Estimate	? 估计这个任务需要多少时间	800	1000
Development	开发	600	600
? Analysis	? 需求分析 (包括学习新技术)	30	60
? Design Spec	? 生成设计文档	20	30
? Design Review	? 设计复审	10	30
? Coding Standard	? 代码规范 (为目前的开发制定合适的规范)	10	10
? Design	? 具体设计	30	40
? Coding	? 具体编码	400	500
? Code Review	? 代码复审	20	15
? Test	? 测试（自我测试，修改代码，提交修改）	60	45
Reporting	报告	60	60
? Test Repor	? 测试报告	30	30
? Size Measurement	? 计算工作量	20	15
? Postmortem & Process Improvement Plan	? 事后总结, 并提出过程改进计划	20	30
		合计	1000

二、需求分析

我通过网上查阅和询问担任担任小学老师的姑姑了解到，小学三年级数学四则混合运算有如下的几个特点：

• 会1000以内加减乘除法（通过查阅教材发现：要求掌握两位数乘除两位数）
• 运算符在2～4个
• 可以加括号
• 减法运算的结果不能有负数
• 除法运算除数不能为0，不能有余数

三、设计

1. 设计思路

说明你如何设计这个程序

• 首先，我先分析了三年级题目的难度，确认了生成随机两位数的大小
• 然后思考如何生成无括号的四则运算
• 最后将括号加入，计算

2. 实现方案

写出具体实现的步骤

• 分析了三年级题目的难度，确认了生成随机数的大小
• 然后思考如何生成无括号的四则运算

四、编码

• 首先我要解决的问题是，如何运算无括号的四则运算式
• 我同样只用优先级的方法，写出Operation函数，先将* / 这种优先级较高的运算符运算，然后将运算过的符号与数值变为null，然后调用去除null的函数，将null移动至数组最后一位
• 然后剩下的只有加减法，依次运算既可得出结果
• 然后我们需要考虑括号因素，我打算先随机出括号的位置，与括号中的符号的数量，然后将括号内的数值与符号存入另一个数组，然后经过Operation函数运算，得出answer，然后将这些运算过的数值符号赋值null，调用removenull函数去除null
• 然后我将已经去除括号的运算式再次使用Operation函数运算出结果

1. 调试日志

• 在数组中存入数据，调用时发生越界，空指针

2. 关键代码

public static double Operation(String[] OpeMarkStrNumber, String[] OpeNumber) {          //首先遍历一遍存储运算符的数组，寻找到* /这种优先级较高的运算符，运算出结果，然后将运算过的符号与数值改为null，然后使用去除null的函数，去掉null数据
    while(true) {
        int PMAmount = 0;
        for(int i = 0; i < OpeMarkStrNumber.length-1; i++) {
            
            if(OpeMarkStrNumber[i] == "*") {
                
                double ans = Double.parseDouble(OpeNumber[i]) * Double.parseDouble(OpeNumber[i+1]);
                
                OpeNumber[i] = String.valueOf(ans);
                OpeNumber[i+1] = null;
                OpeMarkStrNumber[i] = null;
                OpeNumber = RemoveNull(OpeNumber);
                OpeMarkStrNumber = RemoveNull(OpeMarkStrNumber);
                
                PMAmount++;
                break;
                
            }else if(OpeMarkStrNumber[i] == "/") {
                
                double ans = Double.parseDouble(OpeNumber[i]) / Double.parseDouble(OpeNumber[i+1]);
                OpeNumber[i] = String.valueOf(ans);
                OpeNumber[i+1] = null;
                OpeMarkStrNumber[i] = null;
                OpeNumber = RemoveNull(OpeNumber);
                OpeMarkStrNumber = RemoveNull(OpeMarkStrNumber);
                PMAmount++;
                break;
            }
        }
        
        if(PMAmount == 0) {
            break;
        }
    }
    return PlusMinus(OpeMarkStrNumber, OpeNumber);
}

public static double PlusMinus(String[] OpeMarkStrNumber, String[] OpeNumber) {       //当乘除法被消除完之后，可以依次运算加减法，最终得出结果

    int PMmarkNo = 0;
    double ans = Double.parseDouble(OpeNumber[0]) ;
    while(true) {
        if(OpeMarkStrNumber[PMmarkNo] == "+") {
            ans = ans + Double.parseDouble(OpeNumber[PMmarkNo+1]);
            PMmarkNo++;
        }else if(OpeMarkStrNumber[PMmarkNo] == "-"){
            ans = ans - Double.parseDouble(OpeNumber[PMmarkNo+1]);
            PMmarkNo++;
        }else if(OpeMarkStrNumber[PMmarkNo] == null){
            return ans;
        }
    }
}


public static String[] RemoveNull(String[] target) {     //去除null 函数，将数组中的null移动至数组后面
    for(int i = 0; i < target.length; i++) {
        if(target[i] == null) {
            for(int j = i; j < target.length; j++) {
                if(j != target.length-1) {
                    target[j] = target[j+1];
                }else {
                    target[j] = null;
                }
            }
        }
    }
    return target;
}

```

3. 代码规范

请给出本次实验使用的代码规范：

• 第一条：不允许任何未经预先定义的常量直接出现在代码中。
• 第二条：大括号的使用约定。如果是大括号内为空，则简介地写成{}即可，不需要换行；如果是非空代码块则：左大括号前不换行。左大括号后换行。右大括号前换行。右大括号后还有 else 等代码则不换行；表示终止的右大括号后必须换行。
• 第三条：左小括号和字符之间不出现空格；同样的，有小括号和字符之间也不出现空格。
• 第四条：在 if/else/for/while/do 语句中必须使用大括号。
• 第五条：任何二目、三木运算符的左右两边都需要加一个空格。
• 第六条：单行字符数限制不超过120个，超出需要换行，换行时遵循如下原则：第二行相对第一行缩进 4 个空格，从第三行开始，不再继续缩进，参考示例。运算符与下文一起换行。方法调用的点符号与下文一起换行。方法调用时，多个参数，需要换行时，在逗号后进行。

并人工检查代码是否符合规范

五、测试

• 输入5 3

• 输出
• (1)10*(17-7)=
• (2)18*9/3=
• (3)16*3-2-10=
• (4)20/(16-15)=
• (5)20-16-18/9=
• ------------------标准答案------------------
• (1)10*(17-7)=100.0
• (2)18*9/3=54.0
• (3)16*3-2-10=36.0
• (4)20/(16-15)=20.0

• (5)20-16-18/9=2.0

  六、总结

• 从刚看到题目时的不知所措，第一想法就是“我不会”，但是又想到这是一次结对作业，正所谓三个臭皮匠赛过诸葛亮，两个“臭皮匠"来解决这个三年级四则运算应该也绰绰有余了吧，通过相互间的讨论，解决了一些数组的越界，以及空指针的错误，节约了一些修改BUG的时间，对于不会的东西勤百度，这是解决问题的途径之一。