基于GUI的小学生四则运算系统

前言：首先在此感谢我的结对搭档，没有她的帮助和引导绝不会有现在的项目。很高兴和她一起结对完成这个项目。搭档真的是棒棒哒！

一、Coding.Net项目地址： https://git.coding.net/day_light/GUIszysLL.git

二、PSP计划表格

PSP	任务内容	计划需要时间（min）
Planning	计划	60
Estimate	估计这个任务需要多少时间，并规划大致工作步骤	60
Development	开发	32*60+50
Analysis	需求分析 (包括学习新技术)	2*60
Design Spec	生成设计文档	20
Design Review	设计复审 (和同事审核设计文档)	10
Coding Standard	代码规范 (为目前的开发制定合适的规范)	20
Design	具体设计	3*60
Coding	具体编码	24*60
Code Review	代码复审	60
Test	测试（自我测试，修改代码，提交修改）	2*60
Reporting	报告	60
Test Report	测试报告	30
Size Measurement	计算工作量	10
Postmortem & Process Improvement Plan	事后总结, 并提出过程改进计划	20

三、Information Hiding, Interface Design, Loose Coupling方法对接口进行设计

Information Hiding即信息隐藏，是指在设计和确定模块时，使得一个模块内包含的特定信息（过程或数据），对于不需要这些信息的其他模块来说，是不可访问的。也就是说，我们在编程的时候只需调用有关的方法，函数，知道它是干什么的而无需知道它是怎么具体实现的。

Interface Design,即接口设计，我的理解就是将模块化进行到底吧。通过接口可以实现不相关类的相同行为，而不需要了解对象所对应的类。从程序角度，简单理解，接口就是函数声明，类就是函数实现。需要注意的是同一个声明可能有很多种实现。我们在设计过程中也体会到了接口的好处。

Loose Coupling即松耦合，耦合程度越高，模块与模块之间的联系性就更高，系统的灵活性就越低，报错率就更高。我们在设计过程中尽可能地让算式的产生和计算，优先级判断相互独立，但是我们目前使用的算法还可能出现性能方面的不稳定性（一般出现在加减乘除带括号运算的情况中）。

四、计算模块接口的设计与实现过程。

我们的项目一共有两个类，Command类与Lib2类，Command类是主类包含主函数，负责接收从命令行输入的参数。Lib2类一共有4个计算函数compute1，compute2，compute3，compute4。分别对应加减运算，加减乘除运算，加减带括号运算，加减乘除带括号运算。对应的进行算式的产生和运算。

流程图如下：

我们的代码并没有什么独到的地方，值得一提的或许是我们的代码不是很精但还算的上是清晰易懂吧。

五、计算模块接口部分的性能改进。

在计算模块性能的改进过程中，我们花费了将近一天的时间，有效时间大约为8小时左右。最后的实现方法是：当遇到除法的时候，我们尽可能随机产生被除数的因数，以减少代码随机生成的无效循环。当遇到乘法的时候，尽可能地减少乘数的大小，以保证在不超出用户范围的同时，可以产生较多的式子，来满足用户的需求，同时提高代码覆盖率。我们消耗最大的就是Lib2类，即算式生成，与计算模块。

六、计算模块部分单元测试展示。

在进行单元测试的时候，我们打算尽可能扩大参数的选择范围，尽可能的多出题目，多增加运算符号以测试程序的可用性。

以下是对计算类Lib2中四个运算函数compute1，compute2，compute3，compute4的单元测试代码及其覆盖率：

import static org.junit.Assert.*;
 
 import org.junit.Test;
 
 public class test {
     Lib2 lib = new Lib2();
     @Test
     public void test() {
         lib.compute1(1000, 10, 50, 1000);
         lib.compute2(1000, 10, 50, 1000);
         lib.compute3(1000, 10, 50, 1000);
         lib.compute4(1000, 10, 50, 1000);
         
     }
 
 }

七、计算模块部分异常处理说明

样例1：n为非法字符（字母，符号等，这里以字母为例）。

@Test
public void testn1command() 
{
    String[] args={"-n","e","-m","1","100"};
    Command.main(args);
}

样例2：n超出预计范围（n小于1或大于10000，这里以-9为例）。

@Test
public void testn2command() 
{
    String[] args={"-n","-9","-m","1","100"};
    Command.main(args);
}

样例3：m1，m2超出预计范围（m1大于m2或者m1小于1大于100或者m2小于50大于1000，这里以m1为-8，m2为40为例）。

@Test
public void testm1command() 
{
    String[] args={"-n","10","-m","-8","40"};
    Command.main(args);
}

样例4：m为非法字符（字母，符号等，这里以字母为例）。

@Test
public void testm2command()
{
    String[] args={"-n","10","-m","8","e"};
    Command.main(args);
}

样例5：m，n不存在。

@Test
public void testmncommand() 
{
    String[] args={};
    Command.main(args);
}

八、界面模块的详细设计过程。

我们的项目是用GUI来实现的用户界面，大体思路如下：

以出题界面部分代码展示为例：

public GUI() {
        mybutton=new ActionFrame().getButton();
        JPanel p1 = new JPanel(new GridLayout(0, 2));
        JPanel p3 = new JPanel(new GridLayout(0, 2));
        p1.add(new JLabel("请输入题目数 "));
        p1.add(n);
        p1.add(new JLabel("运算符个数上限"));
        p1.add(o);
        p1.add(new JLabel("数值范围下界 "));
        p1.add(m1);
        p1.add(new JLabel("数值范围上界 "));
        p1.add(m2);
        p3.add(A);
        p3.add(B);
        //p3.add(mybutton);
        JPanel p2 = new JPanel(new FlowLayout(FlowLayout.RIGHT));
        p2.add(mybutton);
        
        p2.add(jbtBeginCompute);
        add(p1, BorderLayout.CENTER);
        add(p2, BorderLayout.SOUTH);
        add(p3, BorderLayout.EAST);
        ButtonListener listener = new ButtonListener();
        jbtBeginCompute.addActionListener(listener);
        A.addActionListener(new ActionListener() {
            public void actionPerformed(ActionEvent e) {
                c = 1; // 是否有乘除
            }
        });
        B.addActionListener(new ActionListener() {
            public void actionPerformed(ActionEvent e) {
                b = 1; // 是否有括号
            }
        });
    }

九、界面模块与计算模块的对接。

UI在上一个模块中已经展示过了，下面说一说两模块对接的问题。我们在设计过程中通过定制题目界面接受用户选择的参数，再通过用户参数的限制选择相应的生成算式的模式，然后是调用计算模块。用户的输入和系统的算式生成与计算是两个相互独立的系统，互不干扰。

界面展示：

定制出题

错题库：

上传题目：

命令行测试：

十、结对照片

十一、结对编程的优点和缺点。

结对编程的优点：

1）在开发层次，结对编程能提供更好的设计质量和代码质量，两人合作能有更强的解决问题的能力。

2）两个程序员之间可以相互教对方，进行优劣势的互补。

结对编程的缺点：

1）两个人在一起工作可能会出现工作精力不能集中的情况。程序员可能会交谈一些与工作无关的事情，反而分散注意力，导致效率比单人更为低下。

2）有时候，程序员们会对一个问题各执己见（代码风格可能会是引发技术人员口水战的地方），争吵不休，反而产生重大内耗。

搭档的优缺点：温柔，超级好说话沟通无障碍，彼此都能懂。可以实现互帮互助，一起学习，有时候，会对一个问题很坚持，缺少变通性。

我的优缺点：细致，耐心，计划性强，但偶尔会开小差。

十二、PSP实际表格

PSP	任务内容	实际需要时间（min）
Planning	计划	60
Estimate	估计这个任务需要多少时间，并规划大致工作步骤	60
Development	开发	2738
Analysis	需求分析 (包括学习新技术)	5*60
Design Spec	生成设计文档	20
Design Review	设计复审 (和同事审核设计文档)	8
Coding Standard	代码规范 (为目前的开发制定合适的规范)	10
Design	具体设计	300
Coding	具体编码	1800
Code Review	代码复审	120
Test	测试（自我测试，修改代码，提交修改）	180
Reporting	报告	82
Test Report	测试报告	60
Size Measurement	计算工作量	7
Postmortem & Process Improvement Plan	事后总结, 并提出过程改进计划	15

十三、总结

这个项目对我来说，难度不小，甚至可以说是很大。我接触到了很多新的东西，比如说，怎么进行单元测试，怎么做效能分析（虽然现在还是有点懵），怎么看代码覆盖率，性能的改进等等。这让我明白了编程不仅仅是按要求敲完代码就好了的事情。

什么是好的代码？我想好的代码就是尽可能满足用户要求的，代码覆盖率高的，系统性能好的，效能合理的，通俗易懂的吧。我们为什么要敲好的代码？因为我们需要好的代码。为什么需要？因为提升了性能，就是增大了系统在极端情况下的可用性，减少出现bug的概率，给用户更好的使用体验，并且还可以提升自己项目的核心竞争力。同时，通俗易懂的代码可以减少因熟悉代码而浪费的不必要的时间，提高整体的效率。

结对，是让两个人的思想，方法，习惯，性格进行的碰撞，这是一场美好的体验，最后还是要感谢我的搭档和帮助过我们的小哥哥小姐姐们。