四则运算结对作业

一、Coding.Net项目地址：

　https://git.coding.net/qiuyuwutong/Operation2.git

　　URL地址：

http://119.29.189.249/operation/Cal.jsp

二、PSP表格

PSP2.1	任务内容	计划共完成需要的时间(min)	实际完成需要的时间(min)
Planning	计划	30	20
· Estimate	· 估计这个任务需要多少时间，并规划大致工作步骤	30	20
Development	开发	960	940
· Analysis	· 需求分析 (包括学习新技术)	30	120
· Design Spec	· 生成设计文档	30	50
· Design Review	· 设计复审 (和同事审核设计文档)	30	20
· Coding Standard	· 代码规范 (为目前的开发制定合适的规范)	10	10
· Design	· 具体设计	60	60
· Coding	· 具体编码	600	500
· Code Review	· 代码复审	100	60
· Test	· 测试（自我测试，修改代码，提交修改）	100	120
Reporting	报告	100	190
· Test Report	· 测试报告	60	150
· Size Measurement	· 计算工作量	30	10
· Postmortem & Process Improvement Plan	· 事后总结, 并提出过程改进计划	10	30

三、接口设计

　　信息隐藏（Information Hiding）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。

　　接口设计（ Interface Design）

　　耦合性是指模块间互相依赖的程度。松耦合（loose coupling）降低了不同模块间的依赖程度

四、计算模块接口的设计与实现过程

　　（一）设计Create类

　　　　通过调用Create类里面的createExpression方法可以产生满足条件的运算式

　　（二）设计Calculate类

　　　　用来计算运算式的值，其中JS里面的eval()函数

五、计算模块接口部分的性能改进

　　Create.java

　　　　问题一：是否产生括号

　　　　设计思路：设计运算优先级，加减运算优先级小于乘除运算优先级，如果相邻两个运算符前面运算符优先级小于后面运算符的优先级，则在前面的运算式加上括号。代码如下：

for(int j=1;j<=sumOfOperation-1;j++){
                //System.out.println(bracketExist);
                if(bracketExist&&priority(operatorCreate[j-1])<priority(operatorCreate[j])){
                    ex="("+ex+")"+operatorCreate[j]+String.valueOf(number[j+1]);
                }
                else{
                    ex+=operatorCreate[j]+String.valueOf(number[j+1]);
                }
                if(fractionExist(ex)){
                    break;
                }
            }

问题二：实现至少生成两种运算符

　　　　　　　设计思路：要满足生成两种不同的运算符，只要让后一个产生的运算符不等于前一个产生的运算符即可。代码如下：

number[0] = random.nextInt(scope_Upper-scope_Lower+1)+scope_Lower;
            for (int j = 1; j <= sumOfOperation; j++) {
                number[j] = random.nextInt(scope_Upper-scope_Lower+1)+scope_Lower;
                while(number[j]==number[j-1])
                    number[j] = random.nextInt(scope_Upper-scope_Lower+1)+scope_Lower;
//                System.out.println(number[j]);
            }

　　　　　问题三：是否产生乘除

设计思路：运算符存放在一个数组char[] operator= new char[]{ '+' , '-' , '*' ,'/' }里，如果不产生乘除，随机产生的运算符范围在数组的前两个元素；如果产生运算符，就让随机产生的运算符范围在整个数组。代码如下：

for (int j = 0; j < sumOfOperation; j++) {
                int op=0;
                if(mul_Div)
                    op = random.nextInt(4);//是否有乘除法
                else
                    op = random.nextInt(2);
                operatorCreate[j]=operator[op];
            }

　　　　　　　　问题四：是否在运算过程中产生分数

设计思路：在运算过程中判断是否产生分数，如果产生分数，就让其重新生成运算式。代码如下：

public static boolean fractionExist(String ex)
    { 
        double answer = Double.parseDouble(Calculate.calculateExpression(ex));
        if(Math.floor(answer)!=answer||answer<0||answer>9999){
            return true;
        }else{
            return false;
        }
    }

　　 Command.java

　　　　　　问题一：怎么一次输入多个命令行参数，而且参数的前后顺序并非是固定的

　　　　　　　　例如 java Command -m 1 50 -n 20 -c

　　　　　　　　设计思路：通过for循环来遍历命令行参数，通过switch语句来处理每次循环输入的命令行参数。代码如下：

for (int i = 0; i < args.length; i++) {
            switch(args[i]){
                case "-n"://题目的数量
                case "-N":

　　　　　这里设置两个case "-n"，case "-N"，来解决大小写不区分这个问题。

　性能分析图：

六、计算模块部分单元测试展示

　　　　测试输入的参数是否合法时，预期值先给了一个合法值，再给一个非法值，分别进行测试。

　　Command.Java

//测试输入的参数是否合法
@Test()
public void testParameter1Error1(){
String ex ="-n";
assertEquals(true,new Command().parameter1Error(ex));
}
@Test()
public void testParameter1Error2(){
String ex ="-z";
assertEquals(false,new Command().parameter1Error(ex));
} 
//测试输入的参数n是否合法
@Test
public void testScopeOfSumError1(){
int num=-1;
assertEquals(false, new Command().scopeOfSumError(num));
}
@Test
public void testScopeOfSumError2(){
int num=10;
assertEquals(true, new Command().scopeOfSumError(num));
}

　　　　（一）parameter1Error函数

　　　　　　作用：判断输入的参数是否是-n，-m等

public static boolean parameter1Error(String ex){
ArrayList<String> args = new ArrayList<String>(); 
args.add("-n");args.add("-N");
args.add("-m");args.add("-M");
args.add("-o");args.add("-O");
args.add("-c");args.add("-C");
args.add("-b");args.add("-B");
if(args.contains(ex)){
return true;
}
else{
return false;
}
}

　　　　　（二）scopeOfSumError函数

　　　　　　　　　　　　作用：测试输入的参数-n是否合法。

public static boolean scopeOfSumError(int num){
if(num<=0||num>10000)
return false;
else{
return true;
}
}

　　CalculateJava

　　　　(一)calculateExpression函数

　　　　　　作用：接收的是一个表达式，返回的是表达式的结果，以下是calculateExpression函数：

public static String calculateExpression(String ex){
try { 
return String.valueOf(engine.eval(ex));
} catch (ScriptException e) { 
e.printStackTrace();
return null; 
} 
}

　　　　　　　　　　　　以下是calculateExpression函数的单元测试：

@Test
public void test() { 
String ex ="3*4-6/2"; 
assertEquals("9",new Calculate().calculateExpression(ex));
}

　　测试覆盖率截图：

七、计算模块部分异常处理说明

　　（一）判断输入的参数的格式是否正确

　　　　比如，用户输入-z，-t等参数，就会提示用户错误。

　　　　如下图所示：

　　　　测试样例：

　　（二）判断输入的参数-n、-m的格式是否正确

　　　　例如，输入-n t就会报错

　　　　如下图所示：

　　　　测试样例：

　　　（三）判断参数n、m、o的参数范围是否正确

　　　　如下图所示：

　　　　　　测试样例：

八、界面模块的详细设计过程

　　　　界面分三个版块，第一个版块为出题，第二个版块为答题，第三个版块为答题结果。支持两种语言，中文与English。用到的前端技术有HTML、CSS、JavaScript、bootstrap。

　　（一）出题版块：选用bootstrap框架

　　　　　　点击打印题目就跳转到答题板块

　　　　（二）答题界面

　　　　　　用js写了计时器计时，答题结束后不归0，便可方便的得知答题所用最终时间。界面如下图所示：

　　　　（三）答题结果

　　　　　　显示答对多少题和共答题多少

　　　　代码展示：

　　　　　　1.中英文切换：

<select class="selectLanguage" class="form-control"   language=javascript onchange= " location.href=this.value">
 <option  value ="中文">中文</option>
 <option value="CalEnglish.html">English</option>
            </select>

　　　　　　2.计时器：

　　　　　　　　HTML代码：

<ul style="position: absolute;bottom: 380px; left: 160px; list-style-type: none">            
                    
                            <input type="button" name="btn" class="btn-lg btn-info" onclick="startclock() "  value="开始答题">
                            <input type="button" name="btn" class="btn-lg btn-info" value="暂停答题" onclick="pauseclock()">
                            <input type="button" name="btn" class="btn-lg btn-info" onclick="stopclock()" value="停止答题">
                            <input class="btn"  name="showtime" style="color:#ff0000;200px;height: 48px;font-size: 20px;" id="showtime" type="text" value="0时0分0秒">
                    </ul>

　　　　　　　　JS代码：

<script language="javascript">
    var se,m=0,h=0,s=0,ss=1;
    function second(){
    if((ss%100)==0){s+=1;ss=1;}
    if(s>0 && (s%60)==0){m+=1;s=0;}
    if(m>0 && (m%60)==0){h+=1;m=0;}
    t=h+"时"+m+"分"+s+"秒"+ss+"毫秒";
    document.getElementById("showtime").value=t;
    ss+=1;
    document.getElementById("one").value=h;
    document.getElementById("two").value=m;
    document.getElementById("three").value=s;
}
function startclock(){se=setInterval("second()",10);}
function pauseclock(){clearInterval(se);}
function stopclock(){clearInterval(se);ss=1;m=h=s=0;}
</script>

九、界面模块与计算模块的对接

　　在界面模块我们用Form表单进行提交，将前台接受到的参数传到了Cal2.jsp，在这一界面我们调用在计算模块的接口，循环生成给定数目的表达式，并让用户输入自己计算的结果，然后当用户点击提交后，会在跳转到realAnswer.jsp页面，在这页面会计算用户答对的题数。

十、描述结对的过程

　　我们两个刚开始着手做项目的那个下午一起初步完成了计算模块，之前两个人的项目均没有加上括号，一起通过学习加上了括号，但是当时没有解决两个问题。第一：不知如何设定是否有乘除法；第二、不知如何确保一次输入多个参数，而且参数可以任意顺序。最后解决了这个问题。具体解决方案前面有详细说明，这里不再赘述。第一天非常顺利。

　　第二天计划完成异常处理模块，但是却花费了很长时间完善第一个计算模块，之前大概实现了，但是有一些细节没有考虑到（如参数的大小写问题）。完善计算模块后开始着手做异常模块，但因为两个人对异常都掌握的不太好，花费了很长时间学习自定义异常等等，最终完成了异常模块。整体还算顺利，耗费的时间主要是因为对异常的掌握程度不够。

　　第三天尝试做单元测试，也比较顺利，但是那时不明白对异常进行单元测试，请教了学姐之后解决了问题。当天，我们完成了前端界面的设计图。

　　完成了设计图后，敲出了前台界面，本以为一切很顺利了，但是没想到是更难的阶段，前后端交互的时候遇到了很多问题。项目在两个人的电脑上导过来导过去，就报了很多莫名其妙的错误，两个人都重新配了好几次环境。之后花了很多的时间调代码，在完成后两个人一起写了博客，对这次的作业进行了总结。

十一、结对编程优缺点及个人优缺点

　　（一）结对编程优点

　　　　结对编程是两个人的智慧，两个人的思考，看待问题肯定会更全面一些。就例如我们，两个人都没有完成括号，两个人在一起很容易就加上了括号。遇到Bug也没有那么恐惧，自己思考过后总习惯问一句：“**你怎么看呢？”一般这种时候，我们总会想出一个比较完美的解决方案，然后非常非常开心，感觉解决一个Bug比自己纯敲一段代码都要快乐得多。

　　　　　　两个人在一起编程时有时候会避免一些低级错误，有时候可能只是因为字母打错了，就导致工程止步不前，两个人编程，加上眼镜八只眼睛在盯着，避免犯一些低级错误。

　　　　我们两个每次一起编程最少在五个小时，一个人的精力是有限的，有时候编着编着就会特别累，这个时候就会换一下位置，让自己的身体和大脑都有个缓冲。

　　（二）结对编程缺点

　　　　　　有时候对于同一个问题，我们有不同的思考，有时候就会有些分歧。编程习惯也有些不同，可能一个人习惯的编程方式恰好是另一个人最讨厌的方式，不过总归是要磨合的。

　　（三）个人优缺点

　　　　1、颜超一

　　　　　　　　优点：认真，严谨，考虑全面，耐心，逻辑能力强

　　　　　　　　缺点：太过于追求细节

　　　　　　　2、丁小帅

　　　　　　　　优点：能吃苦、耐心、热情、思考能力不错

　　　　　　　　缺点：不注重细节