一、需求分析
1.基本需求
- 随机生成n道题目
- 支持整数、分数，支持多运算符
- 能判断正误，错误时给出正确答案
- 能计算出正确率
2.扩展需求
- 处理生成题目并输出到文件
- 完成题目后从文件读入并判题
- 支持多语言：
简体中文、繁体中文、English - 生成题目去重
二、设计思路
在开始编程之前，我们一起仔细地阅读了项目的需求、各种具体细节，以及算法，进行了深入的讨论，总结了这次编程的主体内容，以及可能遇到的难点、问题。
1.主体内容
- 随机数、随机公式、随机括号（随机生成括号）的生成（用抽象类实现，重写方法getRandom）
- 将以上随机符号拼接成随机公式
- 中缀表达式转后缀表达式
- 后缀表达式转结果
- 主函数（整体拼接）
2.难点、问题
- 随机数、随机符号的组合方式
- 随机括号的插入
- 栈的知识、语法在中缀、后缀出结果的过程中的运用
3.类图
三、艰难的编程过程
1.随机公式生成阶段
随机数的生成
上网查了使用公式(int)(Math.random()*x)可生成0-x的随机数
随机符号的生成
经小伙伴的提醒，可使用每个数字对应每个符号
-
随机括号插入
- 我刚开始想的是用小伙伴的方法，利用随机数，一个数对应在相应的位置插入括号，另一个对应不插入，成功插入括号，但发现左右括号不相等。
- 为了解决左右括号不相等的问题，我决定加入控制条件flag2,记录插入的左括号个数，在最后添加缺少的右括号，成功解决了上面的问题，但又出现了左右括号扩住一个数字的问题。
- 于是我又添加了flag4，控制不连续插入左右括号，成功解决了所有问题~！！
（左）括号代码：
测试成功截图：
2.中缀转后缀阶段
首先的困难是栈的理解，刚开始我们看了好多资料都不太懂，直到看到这张图，我一下子就懂了，也立即给我的小伙伴也讲懂了
然后就是java中有关栈的语法，上网查阅了资料
Stack<变量名> 栈名=new Stack<变量名>()表示新建一个栈。栈名.pop()表示将栈顶元素弹出栈名.push(x)表示将x压入栈中栈名.push(x)表示将x压入栈中
- 中缀转后缀就要将公式中的元素一个一个遍历，我刚开始用了charAt方法，后来出现了算数一直算不对的情况，通过debug发现charAt方法会将两位数或多位数拆成个位数，当我又一次陷入困境时，我的小伙伴又给我提供了思路，可以用```字符串名.split(" ")```，将每个字符存储起来。
错误测试：
- 但修正了上述错误之后，系统又开始一直报错，最后发现是字符串的判定要用```待比较的字符串.equals(要比较的字符串)```
报错提示：
- 改正了上述错误之后，结果还是不对，我通过一遍一遍艰难的debug，发现了我的后缀表达式结尾竟然是数字，我又检查了一遍代码，发现是我忘记将栈中最后的元素弹出...
debug过程：
忘加的出栈过程：
### 3.后缀转结果阶段
- 在这里我又想到了小伙伴给我提供的思路，可以用```split```语句将后缀表达式依次遍历，利用栈，遇到符号就将栈顶的连个元素弹出栈，并进行计算。
- 进行测试时遇到了字符串忘记转整型的问题，小伙伴上网查询了字符串转整型的方法```Integer.valueOf(字符串)```，测试成功！！
### 4.最终拼接阶段
- 这一部分比较简单，就出现了正确率计算错误的问题，最后发现正确率应该这样子加double括号
### 5.最后的最后
- 测试成功~~~~~~~~
### 6.后续发现的bug
- 除法计算时会向下取整，而且会出现分母为0的情况，而且程序还有待优化、不够简洁，下周会进行修复
## 四、核心代码解释
- 生成随机数代码：
import java.util.;
import java.lang.;
public class getRandom {
String s;
String str[]=new String[100];
char a,b; //a：插入的数字，b：插入的符号
int x; //x：插入符号的个数
char flag1,flag3; //flag1：左括号，flag3：右括号
int flag2=0,flag4=0; //flag2：插入左括号的个数，flag4：控制不连续插入左右括号
public void storeRandom(int n) {
for(int i=1;i<=n;i++) { //存储随机生成的的每个公式
s="";
x=(int)(Math.random()*6)+3;
Random r3=new RandomZuo();
flag1=r3.getRandom();
for(int j=1;j<=x;j++) { //依次插入数字、公式
Random r1=new RandomNum();
a=r1.getRandom();
s=s+(int)a+" ";
if(flag2>0&&flag40) {
Random r6=new RandomYou();
flag3=r6.getRandom();
if(flag3')') {
s=s+flag3+" ";
flag2--;
}
}
flag4=0;
Random r2=new RandomChar();
b=r2.getRandom();
s=s+b+" ";
Random r4=new RandomZuo();
flag1=r4.getRandom();
if(flag1=='('&&j<x-1) {
s=s+flag1+" ";
flag2++;
flag4=1;
}
}
Random r5=new RandomNum();
s=s+(int)r5.getRandom()+" ";
while(flag2!=0) {
s=s+")"+" ";
flag2--;
}
str[i]=s;
}
}
public String[] retRandom() {
return str;
} //返回随机生成的公式
}
- 中缀转后缀代码：
import java.util.;
public class ZhongzhuiToHouzhui {
public String result(String s) {
Stack sta = new Stack(); //新建栈
String str = "";
String[] s1=s.split(" ");
int length = s1.length;
for (int i = 1; i <= length; i++) { //依次遍历元素，转为后缀表达式
String temp;
String c = s1[i-1];
if (c.equals(" "))
break;
else if (c.equals("+") || c.equals("-")) { //遇到优先级最低的“+”、“-”，弹出“（”之前的所有元素
while (sta.size() != 0) {
temp = sta.pop();
if (temp.equals("(")) {
sta.push("(");
break;
}
str = str + temp + " ";
}
sta.push(c);
} else if (c.equals("")|| c.equals("/")) { //遇到优先级高的“”、“/”，弹出“（”之前的“”、“/”
while (sta.size() != 0) {
temp = sta.pop();
if (temp.equals("(") || temp.equals("+") || temp.equals("-")) {
sta.push(temp);
break;
} else
str = str + temp + " ";
}
sta.push(c);
} else if (c.equals("(")) { //遇到“(”直接入栈
sta.push(c);
} else if (c.equals(")")) { //遇到“）”，弹出“（”之前的所有元素
while (sta.size() != 0) {
temp = sta.pop();
if (temp.equals("("))
break;
else
str = str + temp + " "; //遇到数字，直接存入数组
}
} else
str = str + c + " ";
}
while (sta.size()!=0){ //弹出栈中剩余的元素
str=str+sta.pop()+" ";
}
return str;
}
}
- 后缀转结果代码
import java.util.;
import java.lang.;
public class getResult {
public int getResult(String s){
Stack stack=new Stack(); //新建栈（Integer类型）
String[] str=s.split(" ");
int n=str.length;
int a=0,b=0;
for (int i=1;i<=n;i++){ //依次遍历元素，计算结果
String c=str[i-1];
if (c.equals("+") || c.equals("-") || c.equals("") || c.equals("/")){ //遇到符号，弹出栈顶两个元素，并计算结果
a=stack.pop();
b=stack.pop();
stack.push(jisuan(b,a,c)); //将计算后的结果重新压入栈中
}
else { //遇到数字，直接入栈
stack.push(Integer.valueOf(c));
}
}
return stack.pop();
}
public int jisuan(int a,int b,String c){ //计算结果
if (c.equals("+")){
return a+b;
}
else if (c.equals("-")){
return a-b;
}
else if (c.equals("")){
return a*b;
}
else if (c.equals("/")){
if (b==0){
System.out.println("生成的公式出现分母为0的情况，错误！");
System.exit(1);
return 1;
}
else
return a/b;
}
else{
System.out.println("Error!");
return 0;
}
}
}
## 五、运行结果截图
## 六、代码托管地址
- [结对代码](https://gitee.com/lx25t/pairing_project/tree/master/%E7%BB%93%E5%AF%B9%E4%BB%A3%E7%A0%81)
## 七、对结对的小伙伴进行评价
- 我在本次结对任务中扮演**领航员**的角色，在对方遇到问题时给提供解决思路。我的小伙伴在本次结对中扮演**领航员**的角色，负责编写代码。
## 八、总结
- 这次的结对编程是对我们的挑战，也是对我分析、解决问题已经编程能力的挑战。合作完成任务提高了彼此的积极性，也为我们的学习提供了一个新的方式。在不断完善代码的过程中，也增强了自身对程序的进一步理解。有所收获但也有许多不足之处。分工、配合、效率……仍然是我们接下来的学习中的一大挑战，我们会在接下来的任务中逐渐磨合，将问题逐一攻破。
## 九、预估与实际
|Planning|计划|预估耗时（分钟）|实际耗时|
|:------|:------|:------|:------|
|Estimate|预估这个任务需要多长时间|1110|1580|
|**Development**|**开发**| | |
|Analysis|需求分析（包括学习新技术）|40|90|
|Design Spec|生成设计文档|30|30|
|Design Review|设计复审|60|60|
|Coding Standard|代码规范（为目前的开发制定合适的规范）|40|40|
|Design|具体设计|70|70|
|Coding|具体编码|700|1100|
|Code Review|代码复审|60|60|
|Test|测试（自我测试、修改代码、提交修改）|40|60|
|**Reporting**|**报告**| | |
|Test Report|测试报告|20|20|
|Size Measurement|计算工作量|10|10|
|Postmortem&Process Improvement Plan|事后总结并提出改进计划|40|40|
| |合计|1110|1580|
## 十、参考
- https://en.wikipedia.org/wiki/Shunting-yard_algorithm
- http://hczhcz.github.io/2014/02/27/shunting-yard-algorithm.html
- https://www.cnblogs.com/dushik/p/8580705.html