Coding.net源码仓库地址:https://git.dev.tencent.com/Aha_Liang/myCalculator.git
测试步骤:
1.进入src文件夹
2.在命令行输入javac -encoding utf-8 Main.java
3.回车再输入java Main 50
4.回车,将会在根目录下(与src同级)产生result.txt
目录
一、需求分析
1.程序可从命令行接收一个输入参数n,然后随机产生n道加减乘除练习题。
2.每个数字在 0 和 100 之间,运算符在3个到5个之间。
3.每个练习题至少要包含2种运算符。
4.所出的练习题在运算过程中不得出现负数与非整数。
5.将学号与生成的n道练习题及其对应的正确答案输出到文件“result.txt”中。
6.支持有括号的运算式,包括出题与求解正确答案。算式中存在的括号必须大于2个,且不得超过运算符的个数。
7.支持真分数的加减法,并且每个分数都化到最简
二、功能设计
能够根据用户输入的参数n随机产生n道符合要求的练习题,自动算出答案,并将式子与答案以文档的形式呈现。并实现附加功能:支持有括号的运算、支持真分数的加减运算。
三、设计实现
整个项目共设计了五个类:
Main类:主类,负责接收命令行的参数并启动程序
CreateFile类:负责产生result.txt文件,并将学号和产生的练习题写入文件
SimpleCalculator类:负责随机产生一条带括号的至少2种运算符四则运算的式子,且有3-5个运算符
ProperFraction类:负责产生真分数式子并计算答案
Calculator类:负责筛选运算过程中不产生负数和小数的式子,并计算答案
五个类之间的调用关系:
每个类中的重要函数:
SimpleCalculator类:
calculatorInteger():整数生成器
index(int operatorCount,int operatorTotal, Random random):产生运算符下标数组,并保证至少有2个不同的运算符
stitchingFormula(int operatorCount, int[] operatorNum, int[] operatorIndex):拼接式子
ProperFraction类:
properFraction():真分数生成器
greatFactor(int x,int y):求最大公因数,用于化简
Calculator类:
NBL(String str):结合了调度场算法和逆波兰表达式的求值,计算出式子的答案
calculate(int a, int b, String stmp):计算式子每一部分的运算,排除运算过程中出现小数和负数的式子
四、算法详解
关于调度场算法和逆波兰表达式(即后缀表达式)的求值
调度场算法的作用是将中缀表达式变为后缀表达式,它需要一个队列来装后缀表达式和一个栈来装符号。先从左到右遍历中缀表达式的每个符号和数字,若是数字就入队;若是符号,则判断其与栈顶符号的优先级,若该符号是右括号或其优先级低于栈顶符号,则栈顶元素依次出栈并输出进入队列,并将当前符号进栈,一直到最终输出后缀表达式。
逆波兰表达式求值步骤(只需要一个栈):
1.先初始化一个空栈,开始遍历后缀表达式。
2.如果字符是一个操作数,则令其入栈。
3.如果字符是个运算符,则弹出栈里的两个操作数(一定会有两个数在栈里,因为是后缀表达式),进行运算,再把结 果入栈。
4.到后缀表达式末尾,从栈中弹出结果。
五、测试运行
进入src文件夹,在命令行输入javac -encoding utf-8 Main.java 将类编译成class文件,再输入java Main 50运行class文件。
这里先做一个非法输入和越界测试,如输入java Main e或java Main 1200:
再正常输入如java Main 50,将会在根目录下(与src同级)产生result.txt文件:
六、PSP
PSP2.1 |
任务内容 |
计划共完成需要的时间(h) |
实际完成需要的时间(h) |
Planning |
计划 |
27 |
35 |
· Estimate |
· 估计这个任务需要多少时间,并规划大致工作步骤 |
27 |
35 |
Development |
开发 |
24 |
29 |
· Analysis |
· 需求分析 (包括学习新技术) |
6 |
8 |
· Design Spec |
· 生成设计文档 |
0 |
0 |
· Design Review |
· 设计复审 (和同事审核设计文档) |
0 |
0 |
· Coding Standard |
· 代码规范 (为目前的开发制定合适的规范) |
0 |
0 |
· Design |
· 具体设计 |
2 |
3 |
· Coding |
· 具体编码 |
6 |
11 |
· Code Review |
· 代码复审 |
2 |
2 |
· Test |
· 测试(自我测试,修改代码,提交修改) |
8 |
11 |
Reporting |
报告 |
3 |
6 |
· Test Report |
· 测试报告 |
2 |
5 |
· Size Measurement |
· 计算工作量 |
0.5 |
0.5 |
· Postmortem & Process Improvement Plan |
· 事后总结, 并提出过程改进计划 |
0.5 |
0.5 |