小学四则运算“软件”之初版

作业要求地址：http://www.cnblogs.com/xiangxuer/p/9695909.html

github地址：https://github.com/1627851906/sizeyunsuan

1.个人软件过程耗时估计与统计表

PSP2.1	Personal Software Process Stages	predicted（h）	actual(h)
· Planning	计划	1	1
· Estimate	估计这个任务需要多少时间	8	10
· Development	开发	7	7
· Analysis	需求分析 (包括学习新技术)	1	0.5
· Design Spec	生成设计文档	1	1
· Design Review	设计复审	1	2
· Coding Standard	代码规范	1	1
· Design	具体设计	1	2
· Coding	具体编码	6	6
· Code Review	代码复审	7	9
· Test	测试（自我测试，修改代码，提交修改）	1	0.5
· Reporting	报告	1	1
·	测试报告	0.5	0.5
·	计算工作量	0.5	0.5
·	并提出过程改进计划	0.5	0.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.构思

因为是用java写的，所以想到用已经存在的Stack类来存放操作数和操作符，定义了两个Stack，一个存放Float类型，一个存放Character类型，用户决定出题数，但是每道题的操作数是随机出的，在这里写死了生成操作符的数目1~N，后期可以修改，只不过不想生成太长的式子，操作数就是操作符数目加一，后面如果出现乘号或除号后面出现加号或者减号，则添加括号，括号也压进操作符栈。然后事先定义一个算术符优先级表，进入一个循环，每次比较栈顶和次栈顶两个操作符的优先级，有‘<’, '>', '=',然后进行压栈入栈操作，最后操作符栈只剩下一个等于号并且操作数栈只剩一个操作数，即为整个式子答案。

3.设计

3.1、算术符优先级表

private static char[] signArray = new char[]{'+', '-', '×', '÷','/', '(', ')', '='};
private static char[][] signPriority = new char[][]{{'>', '>', '<', '<', '<','<', '>','>'},
        {'>', '>', '<', '<', '<', '<', '>','>'}, {'>', '>', '>', '>', '<', '<', '>','>'}, {'>', '>', '>', '>', '<', '<', '>','>'},
        {'>','>','>','>','>','>','>','>'},{'<', '<', '<', '<', '<','<', '=','>'}, {'>', '>', '>', '>', '<', '>', '>','>'},  {'<', '<', '<', '<', '<', '<', '<','<'}};

3.2、计算式子答案方法

private static Float getResult(Stack<Float> operatedNumber, Stack<Character> operatedSign) {
    int count = 0, flag=1;
    Stack<Float> tempNumber = new Stack<Float>();
    Stack<Character> tempSign = new Stack<Character>();
    Float newData = null, numberTop = null, numberNext = null, numberNextNext = null;
    Character signTop = null, signNext = null;
    while (operatedNumber.size() > 1 && operatedSign.get(operatedSign.size() - 1) != '=') {
        switch (signPriority[getPosition(operatedSign.get(operatedSign.size() - 1))][getPosition(operatedSign.get(operatedSign.size() - 2))]) {
            case '>':
                numberTop = operatedNumber.pop();
                numberNext = operatedNumber.pop();
                signTop = operatedSign.pop();
                newData = calculate(numberTop, signTop, numberNext);
                operatedNumber.push(newData);
                break;
            case '<':
                numberTop = operatedNumber.pop();
                numberNext = operatedNumber.pop();
                numberNextNext = operatedNumber.pop();
                signTop = operatedSign.pop();
                signNext = operatedSign.pop();
                if (!operatedSign.isEmpty()&& (signNext == '(' || operatedSign.get(operatedSign.size()-1)=='(')) {
                    if (operatedSign.get(operatedSign.size()-1)=='(') {
                        operatedSign.pop();
                        operatedNumber.push(numberNextNext);
                        flag=0;
                    }
                    else {
                        operatedNumber.add(numberNextNext);
                        operatedNumber.add(numberNext);
                    }
                    while(operatedSign.get(operatedSign.size()-1)!=')') {
                        tempSign.add(operatedSign.pop());
                        count++;
                    }
                    tempSign.push('=');
                    for (int i =0; i<count+1; i++) {
                        tempNumber.add(operatedNumber.pop());
                    }
                    tempNumber = setNumberReserve(tempNumber);
                    tempSign = setSignReserve(tempSign);
                    if (flag==1) {
                        newData = calculate(numberTop, signTop, getResult(tempNumber,tempSign));
                        operatedNumber.push(newData);
                    }
                    else {
                        newData = calculate(numberNext, signNext, getResult(tempNumber,tempSign));
                        operatedNumber.push(newData);
                        operatedNumber.push(numberTop);
                        operatedSign.push(signTop);
                    }
                }
                else {
                    newData = calculate(numberNext, signNext, numberNextNext);
                    operatedSign.push(signTop);
                    operatedNumber.push(newData);
                    operatedNumber.push(numberTop);
                }
                break;
            case '=':
                operatedSign.pop();
                operatedSign.pop();
                break;
            default:
                break;
        }
    }
    return operatedNumber.get(0);
}

  3.2 处理用户输入答案方法

private static Float inputAnswer() {
        String answer = null;
        String pattern = "(\d+)/(\d+)";
        Scanner in = new Scanner(System.in);
        boolean isVaild = false;
        while (!isVaild) {
            try {
                answer = in.nextLine();
                isVaild = true;
                Pattern p = Pattern.compile(pattern);
                Matcher matcher = p.matcher(answer);
                if (matcher.find()) {
                    return Float.parseFloat(matcher.group(1)) / Float.parseFloat(matcher.group(2));
                }
                else {
                    return Float.parseFloat(answer);
                }
            }
            catch (Exception e) {
                System.out.println("输入错误！请重新输入");
                in.nextLine();
            }
        }
        return Float.parseFloat("0");
    }

4.运行效果

5.遇到的问题

1.某些式子算出的答案会出现负数，不符合题目要求；

解决方法;1.重新生成一个不是负数的式子，方法不太好，但是比较简单。2.避免减法出现的负数，但是由于是先生成式子，在进行计算，有一些比较长的式子，如100÷50+3-2等之类的的式子，避免负数的出现比较麻烦，因为负数不是直接因为3-2生成的，所以我最后选择了重新生成一个答案不是负数的式子。

2.计算结果的答案不正确；

入栈出栈没设计好，逻辑不够清晰，经过代码调试，解决问题。

3.生成分数的控制

生成分数途中可能出现假分数，所以先记录下分母的值，控制分子在生成时比分母小的范围内随机生成。生成分数约分问题，因为想不到好的方法，有待解决。