一、github地址：https://github.com/jianghailing/rjgcsecondwork
二、PSP表格：
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PSP2.1 |
Personal Software Process Stages |
预估耗时（分钟） |
实际耗时（分钟） |
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Planning |
计划 |
30 |
40 |
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· Estimate |
· 估计这个任务需要多少时间 |
30 |
35 |
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Development |
开发 |
1000 |
1130 |
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· Analysis |
· 需求分析 (包括学习新技术) |
60 |
60 |
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· Design Spec |
· 生成设计文档 |
40 |
40 |
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· Design Review |
· 设计复审 (和同事审核设计文档) |
20 |
20 |
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· Coding Standard |
· 代码规范 (为目前的开发制定合适的规范) |
30 |
30 |
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· Design |
· 具体设计 |
60 |
80 |
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· Coding |
· 具体编码 |
1000 |
1350 |
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· Code Review |
· 代码复审 |
30 |
40 |
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· Test |
· 测试（自我测试，修改代码，提交修改） |
60 |
90 |
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Reporting |
报告 |
40 |
40 |
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· Test Report |
· 测试报告 |
30 |
30 |
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· Size Measurement |
· 计算工作量 |
20 |
20 |
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· Postmortem & Process Improvement Plan |
· 事后总结, 并提出过程改进计划 |
30 |
30 |
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合计 |
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2480 |
3035 |
三、效能分析：
long startTime = System.currentTimeMillis(); //获取开始时间
doSomething(); //测试的代码段
long endTime = System.currentTimeMillis(); //获取结束时间
System.out.println("程序运行时间：" + (endTime - startTime) + "ms");
通过使用上述代码获取1万道题目所花的时间，如下图：
可以看到，生成1万道题目差不多用了1分钟，而对比周边伙伴的执行可以明显对比出我们团队的代码急需改进，因而我们对TestGeneraTor函数里赘诉以及多余代码进行舍去，同时为方便后续管理，将经常执行到的代码单独构成子函数，大大缩减代码长度，帮助检查以及提升代码质量，修改完代码，再执行代码，发现提升了40％的运行速度，同时不跳出BUG窗口，证实改进成功，以下是改进后图：
消耗最大的函数：思路：依旧使用以上代码，以节点形式，统计每一段子函数的执行前以及执行后的运行时间，通过与总程序执行时间的比值推出消耗最大的函数：
从上往下的执行时间分别为：程序总执行时间，变量定义时间，运算符为1时的执行时间，运算符为2时的执行时间，运算符为3时的执行时间
将五者进行比较后可以大致为： 10：0.1：1.6：2.4：5.9
可以看出生成程序主要花在生成有3个运算符的流程上，差不多是程序总执行时间的0.75倍
四、设计实现过程
当拿到题目时，我们首先考虑如何自动生成题目以及如何防止题目重复，而附加题（判断所给题目答案文件对错个数）暂时没有考虑，然而当深入讨论后发现，防止题目重复和附加题可以由NotRepeat( )函数统一实现，也就是将题目以字符串处理存在一致性；接着发现有些执行率较高，如果全都在一个class方法则使得后期管理造成极大的不方便，因而就有Multiplication（ ），Division（ ），Addition（ ），Substraction（ ） 四则运算函数
以及ranNum( ),ranOperator( )等辅助函数，同时有Myapp.exe -n 10的命令行传参的需求，所以无心插柳柳成荫，两个间接函数帮忙实现第二个需求，而由于对第一种需求的研究深入，所以在处理第三个需求时可以套用NotRepeat( )函数，完成对给定的题目答案正错个数的统计；
我们着重考虑对第一种需求的完成，自动生成题目，题目由括号，操作数，运算符以固定字符组成，所以需要从优先级生成前三种字符入手，我们商量后，先用随机函数决定有没有括号，当要有括号后，再用随机函数生成有多少运算符，再次嵌套，决定括号包含第几个运算符，同时由于决定有多少个运算符后，操作数也随着确定数量，所以通过ranNum( )函数生成，由于题目要求不能出现负数，因而对运算符进行筛查，当出现‘ - ’时进行Substraction（ ），如果结果为负，则重新生成操作数，当出现连续的‘ - ’运算后，我们当时没想到合适的解决方案，因而只是对所有减数进行乘法运算，减小减数的值来降低出现负数的概率，而我们在调试时也确确实实出现过，因此这是我们后面要做的工作的重点，当三个部分都生成完毕后，题目也自动生成，接着进行NotRepeat( )函数操作，检查题目以及答案文件是否有该道题目，如果有则重新生成题目TestGenerator( )，直到不重复为止，第一个需求才真正完成。
对于第二个需求，从ranNum( )以及ranOperat( )两个函数以参数保障
对于第三个需求，则需对第一个过程进行微修改，没有题目生成的代码，通过对题目文件的读写，按行获得题目，接着通过遍历的方法，先遍历字符串判断是否有括号，当存在括号后优先考虑括号，算出括号里的数据后，将结果覆盖字符串的内容，未覆盖到的用‘ ’替代，再次遍历逐一获取操作数以及运算符，然后通过for循环依据运算符的优先级对优先级高的算术优先处理，结果存在原进行运算的操作数中，未覆盖的用‘-1’替代，直到整型数组只存在一个数，此时结束，该数就为该题目答案，判断两者答案是否一致，给出对错的序号，以及个数
五、代码说明
（1）TestGenerator( )
case 1:{
switch(temp2) {//运算符的个数
case 1:
{
operat[1]=ranOperator.Operator();//operat[i]代表第几个运算符
num1=ranNum.RanNumber();
num2=ranNum.RanNumber();
boolean tap=true;
while(operat[1]=='-'&&tap==true) {
a[0] = num1[0] * num1[2] + num1[1];
a[1] = num1[2];
b[0] = num2[0] * num2[2] + num2[1];
b[1] = num2[2];
c[0] = a[0] * b[1] - a[1] * b[0];
c[1] = a[1] * b[1];
if(c[0]<0) {
num1=ranNum.RanNumber();
num2=ranNum.RanNumber();
tap=true;
}else {
tap=false;
}
}
//generate代表自动生成的题目
Generate = num1[0]+"'"+num1[1]+"/"+num1[2]+operat[1]+num2[0]+"'"+num2[1]+"/"+num2[2]+"=";
//System.out.println(Generate);
break;
}
case 2:{
temp3=rand1.nextInt(2)+1;//结果是1，表示括号在第一个运算符，2，在第二个运算符
if(temp3==1)
{
str[0]='(';
str[16]=')';
}
else {
str[9]='(';
str[25]=')';
}
{
operat[1]=ranOperator.Operator();
operat[2]=ranOperator.Operator();
num1=ranNum.RanNumber();
num2=ranNum.RanNumber();
num3=ranNum.RanNumber();
boolean tap=true;
while(operat[1]=='-'&&tap==true&& operat[2] !='-') {
a[0] = num1[0] * num1[2] + num1[1];
a[1] = num1[2];
b[0] = num2[0] * num2[2] + num2[1];
b[1] = num2[2];
c[0] = a[0] * b[1] - a[1] * b[0];
c[1] = a[1] * b[1];
if(c[0]<0) {
num1=ranNum.RanNumber();
num2=ranNum.RanNumber();
tap=true;
}else {
tap=false;
}
}
tap=true;
while(operat[2]=='-'&&tap==true &&operat[1] !='-') {
a[0] = num2[0] * num2[2] + num2[1];
a[1] = num2[2];
b[0] = num3[0] * num3[2] + num3[1];
b[1] = num3[2];
c[0] = a[0] * b[1] - a[1] * b[0];
c[1] = a[1] * b[1];
if(c[0]<0) {
num2=ranNum.RanNumber();
num3=ranNum.RanNumber();
tap=true;
}else {
tap=false;
}
}
tap=true;
//当运算符为负数时，则需要对操作数进行减法操作，当结果为负数时要重新生成操作数
while(operat[2]=='-'&&tap==true &&operat[1] =='-') {
while(operat[1]=='-'&&tap==true) {
a[0] = num1[0] * num1[2] + num1[1];
a[1] = num1[2];
b[0] = num2[0] * num2[2] + num2[1];
b[1] = num2[2];
c[0] = a[0] * b[1] - a[1] * b[0];
c[1] = a[1] * b[1];
if(c[0]<0) {
num1=ranNum.RanNumber();//生成操作数的随机函数
num2=ranNum.RanNumber();
tap=true;
}else {
tap=false;
}
}
num3[0]=(int)(num2[0]/2);
num3[1]=(int)(num2[1]/2);
num3[2]=(int)(num2[2]/2);
}
}
if(temp3==1)
{
Generate = "("+num1[0]+"'"+num1[1]+"/"+num1[2]+operat[1]+num2[0]+"'"+num2[1]+"/"+num2[2]+")"+operat[2]+num3[0]+"'"+num3[1]+"/"+num3[2]+"=";
//System.out.println(Generate);
}
else {
Generate = num1[0]+"'"+num1[1]+"/"+num1[2]+operat[1]+"("+num2[0]+"'"+num2[1]+"/"+num2[2]+operat[2]+num3[0]+"'"+num3[1]+"/"+num3[2]+")"+"=";
// System.out.println(Generate);
}
break;
}
case 3: {
temp3=rand1.nextInt(3)+1;//结果是1，表示括号在第一个运算符，2，在第二个运算符,依次类推
if(temp3==1)
{
str[0]='(';
str[16]=')';
}
else if(temp3==2){
str[9]='(';
str[25]=')';
}else if(temp3==3) {
str[18]='(';
str[34]=')';
}
{
operat[1]=ranOperator.Operator();
operat[2]=ranOperator.Operator();
operat[3]=ranOperator.Operator();
num1=ranNum.RanNumber();
num2=ranNum.RanNumber();
num3=ranNum.RanNumber();
num4=ranNum.RanNumber();
boolean tap=true;
if(operat[1]=='-'&&tap==true) {
num2[0]=num2[0]/2;
num2[1]=num2[1]/2;
num2[2]=num2[2]/2;
}
if(operat[2]=='-'&&tap==true) {
num3[0]=num3[0]/3;
num3[1]=num3[1]/3;
num3[2]=num3[2]/3;
}
if(operat[3]=='-'&&tap==true) {
num4[0]=num4[0]/4;
num4[1]=num4[1]/4;
num4[2]=num4[2]/4;
}
}
if(temp3==1)
{
Generate = "("+num1[0]+"'"+num1[1]+"/"+num1[2]+operat[1]+num2[0]+"'"+num2[1]+"/"+num2[2]+")"+operat[2]+num3[0]+"'"+num3[1]+"/"+num3[2]+operat[3]+num4[0]+"'"+num4[1]+"/"+num4[2]+"=";
//System.out.println(Generate);
}
else if(temp3==2){
Generate = num1[0]+"'"+num1[1]+"/"+num1[2]+operat[1]+"("+num2[0]+"'"+num2[1]+"/"+num2[2]+operat[2]+num3[0]+"'"+num3[1]+"/"+num3[2]+")"+operat[3]+num4[0]+"'"+num4[1]+"/"+num4[2]+"=";
// System.out.println(Generate);
}
else if(temp3==3){
Generate = num1[0]+"'"+num1[1]+"/"+num1[2]+operat[1]+num2[0]+"'"+num2[1]+"/"+num2[2]+operat[2]+"("+num3[0]+"'"+num2[1]+"/"+num2[2]+operat[3]+num4[0]+"'"+num4[1]+"/"+num4[2]+")"+"=";
// System.out.println(Generate);
}
break;
}
（2）NotRepeat( )判断题目是否重复
char sss[] = str.toCharArray();
boolean tap=true;
for(i=0;i<str.length();i++) {
if(sss[i]=='(') {
parplace=i;
tap=false;
}
if(tap==false) {
str.replace("[0-9]","");
}
if(sss[i]==')') {
tap=true;
}
}
//提取括号里的数字和运算符
char s[] = getSignInfo.toCharArray();
int parantnum []= {0,0};
Pattern p2 =Pattern.compile("^[0-9]*$");
Matcher m2 = p2.matcher(getSignInfo);
i=0;
while (m2.find()) {//通过while循环获得一道题目中的所有数字
temp1=m2.group();
parantnum[i]=Integer.parseInt(temp1);
i++;
}
//将他们提取到的数字优先计算
for(i=0;i<getSignInfo.length();i++) {
int j=0;
num1[0]=parantnum[0];
num1[1]=parantnum[1];
num1[2]=parantnum[2];
num2[0]=parantnum[3];
num2[1]=parantnum[4];
num2[2]=parantnum[5];
if(s[i]=='+') {
num3=Addition.Add(num1,num2);
}
if(s[i]=='-') {
num3=Substraction.Substract(num1,num2);
}
if(s[i]=='x') {
num3=Multiplication.Multiply(num1,num2);
}
if(s[i]=='÷') {
num3=Division.Divide(num1,num2);
}
}
//优先计算完后，将数据存进原先数组中
if(-1 < parplace && parplace < 6) {
num[0]=num3[0];
num[1]=num3[1];
num[2]=num3[2];
}
if(6<=parplace&&parplace<=8) {
num[3]=num3[0];
num[4]=num3[1];
num[5]=num3[2];
}
if(9<=parplace&&parplace<=17) {
num[6]=num3[0];
num[7]=num3[1];
num[8]=num3[2];
}
if(18<=parplace) {
num[9]=num3[0];
num[10]=num3[1];
num[11]=num3[2];
}
六、测试运行
（1）Myapp.exe -n 10
对应的答案文件：answer.txt
对应的question.txt文件
（2）Myapp.exe -r 10
由ranNum( )函数以及ranOperator( )函数
（3）Myapp.exe -e <question>.txt -a <answer>.txt
对应的Grade.txt文件
程序正确性：
首先，我们小规模测试，每次生成两道题目以及答案，然后人工检验，发现大都正确，少部分因为负数虽然结果正确，但与题目要求不符，故判为错误，即使这样可以保证每道题目的正确性
七、项目感想
在项目中，我们两个人互补优缺点，虽然遭到很多BUG的摧残，但终究坚挺完成项目，同时我们都很高兴对项目的优化作用能够使整个项目速度提高40％，以及学会当项目代码过长过多时学会以子函数缩短主函数代码长度，达到后期维护管理的效果，在开发过程也巩固我们的java知识，学习都是要温故而知新，学到以前java课设没涉及到的java知识；我们收获很多，但美中不足，是没有解决负数的问题，我们通过对减数的一半处理降低负数出现的概率，由于我们都是逐一对运算符进行处理，当跨运算符处理就变得束手无策，所以接下来的维护重点在于防止出现负数，对于在此项目所花的时间较第一次软工作业长得多，我们发现我们开发时间都花在重新整理思路，以及对各种BUG的修改上，所有我们的java基础尚浅，今后还需通过作业以及实验提高我们的代码效率以及代码质量，以任务驱动作为我们学习的动力帮助我们很好地运用java，更好开发优质代码。
项目成员：布雷斯（3117209003），江海灵（3117004658）