#2018BIT软件工程基础#结对项目：四则运算题目生成

Posted 2020-11-09 lylist

小队成员：

1120161945 雷云霖

1120161949 刘镓煜

 

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一、开发时间

 

PSP2.1	Personal Software Process Stages	预估耗时（分钟）	实际耗时（分钟）
Planning	计划
· Estimate	· 估计这个任务需要多少时间	5	6
Development	开发
· Analysis	· 需求分析 (包括学习新技术)	120	120
· Design Spec	· 生成设计文档	120	180
· Design Review	· 设计复审 (和同事审核设计文档)	10	20
· 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	20	30
· Coding	· 具体编码	120	360
· Code Review	· 代码复审	30	30
· Test	· 测试（自我测试，修改代码，提交修改）	60	120
Reporting	报告
· Test Report	· 测试报告	20	20
· Size Measurement	· 计算工作量	20	20
· Postmortem & Process Improvement Plan	· 事后总结, 并提出过程改进计划	20	20
	合计	555	936

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二、思路分析与设计编码

  重点在于两个方面，第一是生成不重复的随机题目，第二是如何计算这个题目。

  对于题目生成的不重复性，有了个人项目数独的实战经验，便不是什么大的问题。当然在这个方面小组的成员还是有一定分歧的，小雷同学决定采用重复概率为百万分之一的随机数方法，小刘同学决定采用排列组合排出必然不相同的一千种。最后取了一个二者折中的方法，如果真发生了重复的情况，一来是对题目的复习，二来也可以告知用户他今日运气特别的好中了亿万分之一的概率，充分体现了我们软件的人性化设计——不仅仅限于做题。关键代码展示如下（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;
}

   如何计算题目，对于我们来说也不是难事，用堆栈的方法实现中缀表达式转后缀表达式即可。能力不强的小刘同学此时发问了：那**这表示乘方的符号有两个字符串怎么办？小雷同学回答他：对算式做预处理，把**改为^。

   对于分数的计算，则采取把所有操作数先通分，在分子上进行四则运算，最后约分化简的的操作。

   关键代码展示如下（C++）：

string MidToBack(string s)       //转后缀表达式，利用栈
{
    string ret;
    stack<int> stk;
    int pos; 
    while ((pos = s.find("**"))!=s.npos)  //将**转换成^
    {
        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 += ‘ ‘;//这里是用空格将数跟符号隔开。目的是在后缀计算中提取数的时候，有些数可能不止一位，如果没有空格符，一个多位的数会被误认为是多个个位数。
        }
        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;
}

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三、测试与优化

    测试共花费2小时时间。

    测试用例的设计与运行结果

    1）参数的测试用例

     I. -a abcd 不合法格式的参数，成功输出了错误信息

     II. -a 0或-a -1 越界参数，成功输出了错误信息

     III. -c 100 命令参数错误，成功输出了错误信息

     2）性能优化的测试用例

     -a 1000

     题目生成的速度十分迅速，性能分析图不像个人项目一样波涛汹涌，反而平静如水，其中耗时最大的便是等待用户输入答案的程序段，可优化的空间不大。

    

    

    经过2个人2小时的排查改进，还是发现了问题，采用随机数时产生了分母为0的错误情况，于是加了一个分母不为0的限制，解决了问题。

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四、扩展需求

    能力有限的小刘只能照着小雷同学的C++模板，尝试了用从未学过的JAVA语言重新编写四则运算程序。正好软件工程基础结课后开设了JAVA课程，也算对新课的一次提前了解吧。经过自学和课程的学习，小刘同学不但完成了用JAVA重新编写程序的目标，还自己尝试用JAVA基本实现了做GUI图形界面的需求。

    实现算法同C++实现。

    估计完成所需时间：24小时（平摊到3个星期之中），实际完成时间：24+小时

    程序思路图如下：

   

   效果如下：

   

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五、心得体会

 　　结对项目和个人项目体验完全不一样，个人项目只要一个人默默写就好了，而结对项目更多的是需要交流。我个人感觉受益是很大的，因为结对编程能够让一部分功能的实现趋近于最优的方式，两个人一起讨论问题怎么解决，如何做更好。举个例子来说吧，我对项目的细节经常犯错误，比如求用户正确率这样的小需求经常忘记实现了，这个时候partner都很细心的帮我指出这些，这是一个人默默写代码所无法体验到的。当然这也应该是结对项目的目的之一吧，培养大家之间的信任。

　　在这次合作中的确是1+1>2的体验，收获良多。