20165322 第二周结队编程-四则运算

结对编程-四则运算 整体总结

• 学习笔记

• 中缀表达式转换为后缀表达式

  • 如果遇到数字，我们就直接将其输出。
  • 如果遇到非数字时，若栈为空或者该符号为左括号或者栈顶元素为括号，直接入栈。
  • 如果遇到一个右括号，持续出栈并输出符号，直到栈顶元素为左括号，然后将左括号出栈（注意，左括号只出栈，不输出），右括号不入栈。
  • 如果遇到运算符号且栈非空，查看栈顶元素，如果栈顶元素的运算优先级大于或者等于该运算符号，则持续出栈，直到栈顶元素优先级小于该运算符。最后将该元素入栈。
  • 如果我们读到了输入的末尾，则将栈中所有元素依次弹出。

• 生成随机数的运用

  • Random ran = new Random();随机数方法创建对象
  • int B = ran.nextInt(2);生成0—1之内的随机数

• 需求分析

  • 随机生成题目
    • 生成题目数量根据用户需求输入
      
    • 自动生成小学四则运算题目(加、减、乘、除)
    • 支持整数和真分数
    • 支持多运算符（比如生成包含100个运算符的题目）
  • 统计正确率

  • 能多次生成题目

  • 扩展需求
    • 题目去重
    • 支持多语言
    • 处理生成题目并输出到文件
    • 完成题目后从文件读入并判题

• 设计思路

  • 实验首先是完成一个计算器的功能，可以实现简单的+、-、*、/运算
  • 实现多运算符，编入四个类分别实现整数运算、真分数运算、判断结果正确并计算正确率
  • 利用JUnit检测非法输入
  • 设计一个主类生成随机数，生成题目，并判断正确率
  • 设计测试类，利用JUnit测试整数类与分数类的四则运算

uml图：

实现真分数计算代码及注释

import java.util.Random;
public class Fraction {
    private int numerator, denominator;  //定义分母、分子

    public  Fraction (int numer, int denom)
    {

        if(denom == 0 )        //分子为0
            denom = 1;
        if (denom < 0)           //若分母小于0，则取分母为正值，分子为负值
        {
            numer = numer * -1;
            denom = denom * -1;
        }
        numerator = numer;
        denominator = denom;

        reduce();
    }

    public int getNumerator()
    {
        return numerator;
    }

    public int getDenominator()
    {
        return denominator;
    }


    public Fraction add(Fraction op2)          //实现真分数加法运算
    {
        int commonDenominator = denominator * op2.getDenominator();   //两随机数a1、a2的分母相乘，进行通分
        int numerator1 = numerator * op2.getDenominator();            //a1的分子=a1的分子与a2的分母相乘
        int numerator2 = op2.getNumerator() * denominator;           //a2的分子=a2的分子与a1的分母相乘
        int sum = numerator1 + numerator2;                            //将通分过后的两个随机数相加
        System.out.print("("+this.toString()+")" + " + " + "("+op2.toString()+")" + "=");
        return new Fraction (sum, commonDenominator);
    }

    public Fraction subtract(Fraction op2)           //实现真分数减法运算
    {
        int commonDenominator = denominator * op2.getDenominator();
        int numerator1 = numerator * op2.getDenominator();
        int numerator2 = op2.getNumerator() * denominator;
        int difference = numerator1 - numerator2;
        System.out.print("("+this.toString()+")" + " - " + "("+op2.toString()+")" + "=");
        return new Fraction(difference,commonDenominator);
    }

    public Fraction multiply (Fraction op2)              //实现真分数乘法运算
    {
        int numer = numerator * op2.getNumerator();
        int denom = denominator * op2.getDenominator();
        System.out.print("("+this.toString()+")" + " * " + "("+op2.toString()+")" + "=");
        return new Fraction (numer, denom);
    }

    public Fraction divide (Fraction op2)              //实现真分数除法运算
    {

        int numer = numerator * op2.getDenominator();
        int denom = denominator * op2.getNumerator();
        System.out.print("("+this.toString()+")" + " / " + "("+op2.toString()+")" + "=");
        return new Fraction (numer, denom);
    }

    public String toString()      //输出格式及限定
    {
        String result;

        if (numerator == 0)               //分子为0，结果为0
            result = "0";
        else
        if(denominator == 0)              //分母不能为0
            return "错误！分母不能为0";
        else
        if (denominator == 1)             //分母为1，结果取分子值
            result = numerator + "";

        else
            result = numerator + "/" + denominator;  //按分数形式输出结果

        return result;
    }

    private void reduce()
    {
        if (numerator != 0)
        {
            int common = gcd (Math.abs(numerator), denominator);    //取分子分母最大公因子

            numerator = numerator / common;                        //约分
            denominator = denominator / common;
        }
    }


    private int gcd (int num1, int num2)                      //计算最大公因子
    {
        if(num2==0)
            return num1;
        else
            return gcd(num2,num1%num2);

    }
    public static Fraction obj(){                               //生成随机数
        Random ran = new Random();
        return new Fraction(ran.nextInt(100),ran.nextInt(100));
    }
}

测试代码

运行结果截图

码云链接

码云链接

实验过程

• 上次关于真分数的算法我们没有弄明白。这次我们认真讨论并解决了问题。关于代码的批注在上面的代码里。
• 首先是用java语言描述真分数里的加减乘除运算，然后将运算结果化简。
• 化简过程需要用到求最大公因子，这时候我们需要分子分母均为正值，于是就有了public Fraction (int numer, int denom)方法，以及Math.abs(numerator)来保证算法不出现漏洞。
• 除此之外还要注意分子分母计算的一些限定特性。我们同样加进代码里。
• 代码里的去重功能没写出来，但是经过讨论有了思路：（1）记录之前生成的题目；（2）用遍历比较新生成题目与旧生成题目。如果重复，则删除此新生成题，并再生成一个题目，重新遍历检查。如果不重复，则进入下一环节。

评价我的结队小伙伴

她很美
是天边的火烧云
是日月星辰
但是
我更美

在本周学习中，在小伙伴的帮助下，我对代码有了更深的解读，她的认真及更高效的学习方法让我受益，在这周的磨合中我们的默契度也有了更大的提高，思考问题的时候，会有更多相同的思考，结对学习的过程也是我们相互促进的过程。

总结

• 感受到了有所思路却写不出代码的痛苦，有时候甚至想，为啥不用C编...好吧我的思维还没有转变过来。
• 但是还是很开心，比上周又进步了一点点。开始学着用伪代码，流程图来描述思路给自己的小伙伴看。也让整个算法在脑海里有更清晰的构造。