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201571030107 小学四则运算练习软件项目报告
项目Github地址
Arithmetic_SE
项目实施过程
1、需求分析

程序可接收一个输入参数n，然后随机产生n道加减乘除练习题，每个数字在 0 和 100 之间，运算符在3个到5个之间。
为了让小学生得到充分锻炼，每个练习题至少要包含2种运算符。同时，由于小学生没有分数与负数的概念，你所出的练习题在运算过程中不得出现负数与非整数，比如不能出 3/5+2=2.6，2-5+10=7等算式。
练习题生成好后，将你的学号与生成的n道练习题及其对应的正确答案输出到文件“result.txt”中，不要输出额外信息，文件目录与程序目录一致。
当程序接收的参数为4时，以下为输出文件示例。
支持有括号的运算式，包括出题与求解正确答案。注意，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。

2、功能分析
1、 生成一个包含4个数字，三个运算符且包含两个以上括号的字符串表达式。
2、求表达式的结果，注意运算过程中不能出现负数。
3、最后将运算表达式和计算结果写入文件。
3、设计实现

1. [code]Arithmetic(SE)
2. |--app
3. |   |--Arithmetic -- 调用各个组件，生成一个算术表达式
4. |   |--BracketsCompute -- 为随机生成的数字和符号添加括号
5. |--util
6. |   |--CalculateUtil -- 算术计算工具
7. |   |--Const -- 常量参数
8. |   |--FileUtil -- 文件操作工具
9. |   |--RandomUtil -- 随机数字生成工具
10. |   |--InfixToSufixUtil -- 将中缀表达式转换为后缀表达式   
11. |   |--SufixToValueUtil -- 计算后缀表达式
12. |--Application -- 启动程序

复制代码

[/code]
4、测试运行

5、核心代码

将算术表达式（中缀表达式）转换为后缀表达式：
  [blockquote]
   eg. 89-(44/(56*33)) 中缀表达式转换为后缀表达式
后缀表达式：89 44 56 33 * / -，元素之间用空格隔开。
从左到右遍历中缀表达式的每一个数字和运算符
如果是数字就输出（即存入后缀表达式）
如果是右括号，则弹出左括号之前的运算符
如果优先级低于栈顶运算符，则弹出栈顶运算符加入后缀表达式，并将当前运算符加入后缀表达式
遍历结束后，将栈则剩余运算符弹出。
  [/blockquote]

1. [code]public static String prefixToSuffix(String express) throws Exception {
3.         String[] expression = express.split(",");
4.         StringBuffer suffixStr = new StringBuffer();
5.         String temp = "";
7.         try {
8.             for (int i = 0; i < expression.length; i++) {
9.                 if (SuffixToValueUtil.isNum(expression[i])) {
10.                     suffixStr.append(expression[i]).append(" ");
11.                 } else if (expression[i].equals(")")) {
12.                     temp = stack.pop();
13.                     while (!temp.equals("(")) {
14.                         suffixStr.append(temp).append(" ");
15.                         temp = stack.pop();
16.                     }
17.                 } else if (expression[i].equals("(") ||
18.                         priority.get(expression[i]) >= priority.get(getTopOperator())) {
20.                     stack.push(expression[i]);
21.                 } else {
22.                     temp = stack.pop();
23.                     suffixStr.append(temp).append(" ").append(expression[i]).append(" ");
24.                 }
26.             }
27.         } catch (Exception e) {
28.             throw e;
29.         }
30.         while (stack.size() > 0) {
31.             suffixStr.append(stack.pop());
32.         }
34.         return suffixStr.toString();
35.     }

复制代码

[/code]

根据中缀表达式计算结果
  [blockquote]
   eg. 根据后缀表达式：89 44 56 33 * / - 计算结果。
从左到右遍历后缀表达式
遇到数字就进栈
遇到符号，就将栈顶的两个数字出栈运算，运算结果进栈，直到获得最终结果。
  [/blockquote]

1. [code]public static int compute(String expression) throws Exception {
2.         int numOne, numTwo;
3.         String temp = "";
4.         String[] express = expression.split(" ");
5.         Stack<String> stack = new Stack<>();
7.         for (int i = 0; i < express.length; i++){
8.             if (isNum(express[i])){
9.                 stack.push(express[i]);
10.             }
11.             else
12.             {
13.                 numTwo = Integer.parseInt(stack.pop());
14.                 numOne = Integer.parseInt(stack.pop());
15.                 temp = CalculateUtil.compute(numOne, numTwo, express[i]).toString();
17.                 if (Integer.parseInt(temp) < 0){
18.                     throw new Exception("Negative numbers in operation");
19.                 }
20.                 stack.push(temp);
21.             }
22.         }
24.         return Integer.parseInt(stack.pop());
25.     }

复制代码

[/code]
6、总结
在这个小项目中，我主要将项目程序分为三个部分，分别是启动程序

1. Application

复制代码

、主程序

1. app

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和工具类

1. util

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三部分。在主程序中通过

1. Arithmetic

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调用各个工具类生产一个算术表达式（中缀表达式），工具类中分别处理文件，随机数，计算和表达式转换工作。降低了程序各个部分的耦合度，实现的软件的

1. 模块化

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。
7、展示PSP


  
   PSP2.1
   任务内容
   计划完成的时间(min)
   实际完成需要的时间(min)
  


  
   ** PLanning**
   计划
   20
   40
  
  
   Estimate
   估计这个任务需要多少时间，并规划大致工作步骤
   20
   40
  
  
   Developmet
   开发
   132
   168
  
  
   Analysis
   需求分析（包括学习新技术）
   12
   20
  
  
   Design Spec
   生成设计文档
   5
   3
  
  
   Design Revie
   设计复审（和同事审核设计文档）
   3
   3
  
  
   Coding Standard
   代码规范
   2
   2
  
  
   Design
   具体设计
   30
   50
  
  
   Coding
   具体编码
   60
   60
  
  
   Code Review
   代码复审
   5
   5
  
  
   Test
   测试（自我测试，修改代码，提交修改）
   15
   25
  
  
   Reporting
   报告
   30
   40
  
  
   Test Report
   测试报告
   20
   30
  
  
   Size Measurement
   计算工作量
   3
   3
  
  
   Postmortem & Process Improvement Plan
   事后总结，并提出过程改机计划
   7
   7
  


项目总结
这个项目并不是很难，但是要把实验要求的所有功能做完还是有挑战性的。在我的项目中我暂时还没有添加真分数的出题和运算功能，后期有时间的话，我会加上去的。做完这个项目后，我最大的感受就是认真做一件事的感觉真好，继续加油！