2018-2019-2 20175310实验一《Java开发环境的熟悉》实验报告

一、实验步骤及内容

（一）、Java开发环境的熟悉-1

1、建立20175310exp1的目录
2、在20175310exp1目录下建立src,bin等目录
3、javac,java的执行在20175310exp1目录

（二）、IDEA中调试设置条件断点

1、创建HelloWorld项目，新建「HelloJDB」类，输入代码。
2、设置断点和单步运行。设置断点只要在设置断点的行号旁用鼠标单击一下，如图，在第5行设置一个断点：

3、单击菜单「Run」->「Debug...」调试Java程序，我们可以看到程序停留在了第5行，如下图所示：

4、可以通过条件断点解决循环内部出现的问题。设置条件断点，我们在第9行左边断点处单击鼠标右键，弹出断点属性框，我们设置条件i==50,如下图所示：

（三）、练习：实现简单四则运算（能支持分数，加减乘除，支持括号），并进行测试（正常情况，异常情况，边界情况）

代码：

import java.util.Stack; 
import java.util.Scanner;  
 
public class sizeyunsuan {
 
    static Stack<Character> op = new Stack<>();
     
     
    //计算后缀式的值 
    public static float calrp(String rp){//参数rp：后缀式
        Stack<Float> v = new Stack<>();
        char[] arr = rp.toCharArray();
        int len = arr.length;
        for(int i = 0; i < len; i++){
            Character ch = arr[i];
 
            // 如果是操作数，则推到堆栈
            if(ch >= '0' && ch <= '9') v.push(Float.valueOf(ch - '0'));
 
            // 如果是运算符，则计算结果
            // 在堆栈中有前2个操作数的情况下，将结果推送到堆栈中
            else v.push(getv(ch, v.pop(), v.pop()));
        }
        return v.pop();//返回值return：表达式结果
    }
 



   //将中缀式转换为后缀式
    public static String getrp(String s){//参数s：中缀形式的字符串
         char[] arr = s.toCharArray();
         int len = arr.length;
         String out = "";
 
         for(int i = 0; i < len; i++){   //从左到右扫描中缀式
             char ch = arr[i];
             if(ch == ' ') continue;
             if(ch >= '0' && ch <= '9') {// 如果是操作数，则直接输出
                 out+=ch;
                 continue;
             }
 
             if(ch == '+' || ch == '-'){//如果遇到“+”或“-”，则从堆栈中弹出运算符，直到遇到“（”，然后输出，并进栈。
                 while(!op.empty() && (op.peek() != '(')) 
                     out+=op.pop();
                 op.push(ch);
                 continue;
             }
 
             
             if(ch == '*' || ch == '/'){//如果是“*”或“/”，则退栈并输出，直到优先级较低或“（”将运算符进栈
                 while(!op.empty() && (op.peek() == '*' || op.peek() == '/')) 
                     out+=op.pop();
                 op.push(ch);
                 continue;
             }

             if(ch == '(') op.push(ch);//如果遇到“（”，则直接进栈
 
    
             
             if(ch == ')'){ //如果遇到“）”一直退栈输出，直到退到“（”，弹出“（”
                 while(!op.empty() && op.peek() != '(') 
                     out += op.pop();
                 op.pop();
                 continue;
             }
         }
         while(!op.empty()) out += op.pop();
         return out;//返回值return：后缀形式的字符串
    }
 



    public static Float getv(char op, Float f1, Float f2){
        if(op == '+') return f2 + f1;
        else if(op == '-') return f2 - f1;
        else if(op  == '*') return f2 * f1;
        else if(op == '/') return f2 / f1;
        else return Float.valueOf(-0);
    }
 
     
    public static void main(String[] args){
     try{        
        Scanner reader=new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入表达式：");
        String exp=reader.nextLine();
        System.out.println(calrp(getrp(exp)));
     }
     catch (Exception IOException)           {                                                            
        System.out.println("输入格式错误！");            
     }                
    }
 
}

测试运行结果：

二、实验过程中遇到的问题以及解决方案

问题1：
参考了2016-2017-2 《Java 程序设计》课堂实践项目这篇博客，看到老师的参考代码，将MyDC.java和MyDCTester.java两个文件编译运行之后发现，这个代码只能实现表达式是后缀式的运算，当我们输入平时的运算式时提示出错。
问题1解决方案：
需要把我们平时使用的中缀式转换为后缀式（逆波兰式），再对逆波兰式进行计算结果，将中缀式转换为后缀式为类getrp，代码如下：

    public static String getrp(String s){//参数s：中缀形式的字符串
         char[] arr = s.toCharArray();
         int len = arr.length;
         String out = "";
 
         for(int i = 0; i < len; i++){   //从左到右扫描中缀式
             char ch = arr[i];
             if(ch == ' ') continue;
             if(ch >= '0' && ch <= '9') {// 如果是操作数，则直接输出
                 out+=ch;
                 continue;
             }
 
             if(ch == '+' || ch == '-'){//如果遇到“+”或“-”，则从堆栈中弹出运算符，直到遇到“（”，然后输出，并进栈。
                 while(!op.empty() && (op.peek() != '(')) 
                     out+=op.pop();
                 op.push(ch);
                 continue;
             }
 
             
             if(ch == '*' || ch == '/'){//如果是“*”或“/”，则退栈并输出，直到优先级较低或“（”将运算符进栈
                 while(!op.empty() && (op.peek() == '*' || op.peek() == '/')) 
                     out+=op.pop();
                 op.push(ch);
                 continue;
             }

             if(ch == '(') op.push(ch);//如果遇到“（”，则直接进栈
 
    
             
             if(ch == ')'){ //如果遇到“）”一直退栈输出，直到退到“（”，弹出“（”
                 while(!op.empty() && op.peek() != '(') 
                     out += op.pop();
                 op.pop();
                 continue;
             }
         }
         while(!op.empty()) out += op.pop();
         return out;//返回值return：后缀形式的字符串
    }

问题2：
没有检测输入格式错误的功能
问题2解决方案：
将catch加入之后显示没有try

将catch一起加进去编译成功，而且有检测输入格式错误的功能

三、实验总结

在拿到题目之后觉得挺简单，没什么难度，但是开始做之后发现一点都不简单，我整理了以下遇到的问题，我的设计思路主要分以下几个步骤：
1、首先要能支持分数，因此输入输出的变量都应该设为double型。
2、其次这是能支持括号的四则运算，所以不能直接用加减乘除，需要用到“栈”的知识。而栈之前没有学过，只能参考老师、学长们的博客学习栈的用法。
3、老师博客中有写过四则运算的代码，但是那个输入是后缀式，我们习惯上用的是中缀式，参考了许多博客之后，我把将中缀式转换成后缀式的代码编写出来。
总的来说，这次代码编写过程不是很顺利，问题一个接着一个，有的时候解决了一个问题但又出现了新问题。这次的问题解决方式主要是参考别人写的博客，学习了有关于“栈”和将中缀式转换成后缀式这两块的写法。
4、PSP时间

步骤	耗时（min）	百分比
需求分析	20	11%
设计	30	17%
代码实现	75	44%
测试	25	14%
分析总结	20	11%