改良版四则运算器
具体完全代码请前往github：https://github.com/jerryswagyyy/Airdior
1. 项目要求
1.1 要求阐述
在上一次作业的基础上进行一次升级，如下，至少选择一个升级方向：
- 功能升级
- 性能升级
- 界面升级
- 使用不同语言升级
-
相比
1.0版本改进之处- 使用java11编写
- 增加括号模式，多位数运算，难度选择
- 弃用字符串而使用
列表存放算式 - 改进中缀表达式的
生成方式 - 改进中缀表达式
转换后缀表达式的方法
psp表格
| SP2.1 | Personal Software Process Stages | 预估耗时(分钟) | 实际耗时(分钟) |
|---|---|---|---|
| Planning | 计划 | 15 | 15 |
| + Estimate | + 估计这个任务需要多少时间 | 15 | 15 |
| Development | 开发 | 235 | 350 |
| + Analysis | + 需求分析 (包括学习新技术) | 25 | 30 |
| + Design Spec | + 生成设计文档 | 20 | 25 |
| + Design Review | + 设计复审 (和同事审核设计文档) | 20 | 15 |
| + Coding Standard | + 代码规范 (为目前的开发制定合适的规范) | 25 | 25 |
| + Design | + 具体设计 | 15 | 10 |
| + Coding | + 具体编码 | 60 | 75 |
| + Code Review | + 代码复审 | 25 | 20 |
| + Test | + 测试（自我测试，修改代码，提交修改） | 45 | 45 |
| Reporting | 报告 | 85 | 80 |
| + Test Report | + 测试报告 | 35 | 35 |
| + Size Measurement | + 计算工作量 | 25 | 25 |
| + Postmortem & Process Improvement Plan | + 事后总结, 并提出过程改进计划 | 25 | 20 |
| 合计 | 335 | 445 |
代码
1.算式生成类
Datapdct6和Datapdct3
class Datapdct3{ String val; String []operator ={"+","-","x","÷"}; StringBuilder sb = new StringBuilder(); int n = 3; int num1 = (int)(Math.random()*100)+1; public void quest(){ sb.append(num1); for(int i=0;i<n-1;i++){ int op = (int)(Math.random()*4); int num2 = (int)(Math.random()*100)+1; sb.append(operator[op]).append(num2); } val = sb.toString(); } } class Datapdct6{ //生成单行算式, 小学六年级难度 TrueFraction trueFraction; String val; StringBuilder sb = new StringBuilder(); //可变字符串 String []operator ={"+","-","x","÷"}; int n = 3; //操作数数量 int num1 = (int)(Math.random()*100)+1; //确定第一位操作数 public void quest(){ Random r = new Random(); sb.append(num1); for(int i=1;i<=(n-1);i++){ trueFraction = new TrueFraction(); int a = (int)(r.nextInt(2)); //0,1之间的数 int op = (int)(Math.random()*4); //生成操作符 if(a==1){ sb.append(operator[op]).append(trueFraction.creFrac()); //为1时，否则添加整数，添加真分数 }else { int num2 = (int)(Math.random()*100)+1; sb.append(operator[op]).append(num2); } } val = sb.toString(); //算式表达输出 } //生成 }
2.算式处理类Formular
class Formular{ Datapdct6 d2; //组合Datapdct6类 int input; //生成算式的数量 String result = ""; /** * 算式结果 * @param expression * @return */ public List<String> BrackeForm(List<String> expression){ int brackeNumber = 0; //List<String> brackexp= new ArrayList<>(); if(expression.size()>=7){ brackeNumber = (int)((Math.random()*2)+1); }else if(expression.size()>=4){ brackeNumber = 1; }else { brackeNumber = 0; } int lens = expression.size(); for(int i=0;i<lens;i++){ int a= expression.indexOf("("); if(a!=-1){ continue; } if(expression.get(1).equals("+")||expression.get(1).equals("-")){ expression.add(0,"("); expression.add(4,")"); }else if(expression.get(i).equals("+")||expression.get(i).equals("-")){ expression.add(i-1,"("); if(i==expression.size()-2){ expression.add(")"); }else { expression.add(i+3,")"); } } } return expression; } //插入括号 public List<String> toList(String expression){ int index = 0; //光标 List<String> list = new ArrayList<>(); //创建列表保存中缀表达式 do{ char c = expression.charAt(index); if(c<47||c>=58){ //如果为操作符直接存入 index++; list.add(c+""); }else if(c >=47 && c < 58){ //如果为数字和分数符号，还有连续数字的情况 String str = ""; while (index<expression.length()&& expression.charAt(index) >=47 && expression.charAt(index) <58){ str += expression.charAt(index); index++; } list.add(str); //将数字和分数添加进列表 } }while (index<expression.length()); return list; } //将中缀表达式转化为列表储存 public List<String> solve(List<String> list) { Stack<String> operatorStack = new Stack<>(); //运算符储存栈 ArrayList<String> postexp = new ArrayList<>(); //储存后缀表达式 for(int i=0;i<list.size();i++){ String id = list.get(i); //光标变量 if(id.equals("(")){ operatorStack.push(id); //遇到左括号直接进栈 }else if(id.equals(")")){ while (!operatorStack.peek().equals("(")){ //遇到右括号，将前面左括号前的操作符全部弹出加到postexp，左括号出栈 postexp.add(operatorStack.pop()); } operatorStack.pop(); } if(id.equals("+")||id.equals("-")||id.equals("x")||id.equals("÷")){ //遇到其他操作符 if(id.equals("+")||id.equals("-")){ //操作符为加号或者减号先把括号前的符号和栈内符号全部弹出 while (!operatorStack.empty()){ if(!operatorStack.peek().equals("(")){ postexp.add(operatorStack.pop()); }else { break; } } operatorStack.push(id); //加减号进栈 }else if(id.equals("x")||id.equals("÷")) { //如果栈顶为同级运算符则弹出加入postexp否则进栈 while (!operatorStack.empty()) { if (operatorStack.peek().equals("x") || operatorStack.peek().equals("÷") || operatorStack.peek().equals("(")) { postexp.add(operatorStack.pop()); } else { break; } } operatorStack.push(id); } } if(!id.equals("+") && !id.equals("-") && !id.equals("x") && !id.equals("÷") && !id.equals("(") && !id.equals(")")){ postexp.add(id); //是操作数则会直接加入postexp } } while (!operatorStack.empty()){ //检索完算式后则操作符栈依次出栈 postexp.add(operatorStack.pop()); } return postexp; } //中缀表达式转为后缀表达式以列表储存 public String calculateValue(List<String> list) { String finalresult = ""; Stack<String> result = new Stack<>(); //计算操作栈 for(int i=0;i<list.size();i++){ String cursor = list.get(i); //光标变量 if(!cursor.equals("+") && !cursor.equals("-") && !cursor.equals("x") && !cursor.equals("÷") ){ result.push(cursor); }else { String num2 = result.pop(); String num1 = result.pop(); BigFraction ans = BigFraction.valueOf(0); if(cursor.equals("+")){ ans = BigFraction.valueOf(num1).add(BigFraction.valueOf(num2)); }else if(cursor.equals("-")){ ans = BigFraction.valueOf(num1).subtract(BigFraction.valueOf(num2)); }else if(cursor.equals("x")){ ans = BigFraction.valueOf(num1).multiply(BigFraction.valueOf(num2)); }else if(cursor.equals("÷")){ ans = BigFraction.valueOf(num1).divide(BigFraction.valueOf(num2)); } result.push(ans.toString()); } } finalresult = result.pop(); //取出算式结果 if(finalresult.matches("\d+/1")){ //如果是“数字/1”形式则去掉“/1” int index = finalresult.indexOf("/1"); finalresult = finalresult.substring(0,index); } return finalresult; } //计算后缀表达式 public void showFormular(){ int input = 10; //Scanner sc = new Scanner(System.in); //输入生成算式的个数 //input = sc.nextInt(); for(int i=0;i<input;i++){ d2 = new Datapdct6(); d2.quest(); System.out.println(d2.val); } } //生成算式册 } //处理算式
3.单元测试
import org.junit.Test; import java.util.ArrayList; import java.util.Arrays; import java.util.List; import static org.junit.Assert.*; public class FormularTest { @org.junit.Test public void calculateValue() { List list = Arrays.asList("1", "5", "÷", "4", "x","1","+"); ArrayList<String> a = new ArrayList<>(list); Formular formular = new Formular(); String result = formular.calculateValue(a); assertEquals("9/5", result); } @Test public void solve() { Formular formular = new Formular(); for(int i=0;i<10;i++){ Datapdct6 pro = new Datapdct6(); pro.quest(); System.out.println("中缀"+formular.toList(pro.val)); System.out.println("后缀"+formular.solve(formular.toList(pro.val))); } } @Test public void toList() { Formular formular = new Formular(); for (int i=0;i<10;i++){ Datapdct6 pro = new Datapdct6(); pro.quest(); System.out.println("算式生成"+pro.val); System.out.println("算式列表形式"+formular.toList(pro.val)); } } @Test public void brackeForm() { Formular formular = new Formular(); for(int i=0;i<2;i++){ Datapdct6 pro = new Datapdct6(); pro.quest(); System.out.println("无括号算式"+formular.toList(pro.val)); System.out.println("有括号形式"+formular.BrackeForm(formular.toList(pro.val))); } } }
4,一百万次生成
