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• 姓名：韩业浩 学号：3121004860

一、PSP表格

二、效能分析

使用Intellij Profiler分析性能

三、设计实现过程

总体设计

依赖

junit，版本为4.13.2

工具类

FIleUtils

• 功能列表
  1. 实现保存题目到文件（saveExercisesToFile）
  2. 实现保存答案到文件（saveAnswersToFile）
  3. 读取文件内容（readFileLines）
  4. 判断答案并统计写入（checkAnswers）
  5. 将结果写入统计文件（writeGradeToFile）
  6. 索引统一格式（getIndicesString）

RandomUtils

• 功能列表
  1. 生成随机数字（generateNumber）
  2. 生成随机运算符（generateOperator）

ConstantUtils

• 常量工具类：包含两个参数
  1. 最大运算符个数（MAX_OPERATORS = 3）
  2. 真分数分母的最大值（MAX_DENOMINATOR = 10）

CalculateUtils

• 功能：计算结果（calculateAnswer）

业务层

接口：GenerateService

• 方法
  1. 生成指定数量的题目（generateExercises）
  2. 生成单个题目（generateExercise）

实现类：GenerateServiceImpl

四、代码说明

1. 定义常量，包括最大运算符个数和真分数分母的最大值。
2. 创建了一个GenerateServiceImpl类，用于生成题目，在参数中接收题目数量、数值范围。
3. FIleUtils类将题目文件和答案文件作为参数并保存。
4. generateExercises()方法是生成题目的逻辑，检查重复题目并使用saveExercisesToFile()方法添加到题目列表中。
5. generateExercise()方法用于生成一个题目。它随机生成数值和运算符，并按照一定的格式拼接成题目字符串。
6. generateNumber()方法用于随机生成一个自然数或真分数。根据生成的随机数，确定是生成自然数还是真分数。对于真分数，根据分母的最大值生成分子和分母，并将其转换为带分数形式。
7. generateOperator()方法用于随机生成一个运算符，包括加减乘除。
8. calculateAnswer()方法用于计算题目的结果。它从左至右遍历题目的每个运算符和操作数，按照运算符进行四则运算。
9. saveAnswersToFile()方法用于将答案写入文件。
10. checkAnswer()方法用于判断答案并统计写入统计文件。
11. main()方法是程序的入口，它解析命令行参数，并调用上述方法生成题目、计算答案并写入文件。

五、测试运行

单元测试展示

FileUtilsTest

• 代码

  public class FileUtilsTest {
      @Test
      public void saveExercisesToFileTest() {
          List<String> list = new ArrayList<>();
          Collections.addAll(list, "1 + 5 =", "5 * 8 =", "6 / 3 =");
          FileUtils.saveExercisesToFile(list, "D:\\HYHAO\\Documents\\four-operations\\four-operations\\3121004860\\four-operation\\src\\main\\resources\\Exercises.txt");
      }
  
      @Test
      public void saveAnswersToFileTest() {
          List<String> list = new ArrayList<>();
          Collections.addAll(list, "6", "40", "2");
          FileUtils.saveAnswersToFile(list, "D:\\HYHAO\\Documents\\four-operations\\four-operations\\3121004860\\four-operation\\src\\main\\resources\\Answers.txt");
  
      }
  
      @Test
      public void checkAnswersTest() {
          FileUtils.checkAnswers("D:\\HYHAO\\Documents\\four-operations\\four-operations\\3121004860\\four-operation\\src\\main\\resources\\Exercises.txt",
                  "D:\\HYHAO\\Documents\\four-operations\\four-operations\\3121004860\\four-operation\\src\\main\\resources\\Answers.txt",
                  "D:\\HYHAO\\Documents\\four-operations\\four-operations\\3121004860\\four-operation\\src\\main\\resources\\Grade.txt");
      }
  
  }
  

• 测试覆盖率

  

CalculateUtilsTest

• 代码

  public class CalculateUtilsTest {
      @Test
      public void calculateAnswerTest() {
          CalculateUtils.calculateAnswer("1'2/7 × 4 + 3 × 3 = ");
          CalculateUtils.calculateAnswer("5 × 8 = ");
          CalculateUtils.calculateAnswer("3 + 8 - 2'1/4 = ");
      }
  }
  

• 测试覆盖率

  

GenerateServiceImplTest

• 代码

  public class GenerateServiceImplTest {
      private final GenerateService generateService = new GenerateServiceImpl();
      @Test
      public void generateExerciseTest() {
          String exercise = generateService.generateExercise(10);
          System.out.println(exercise);
      }
  
      @Test
      public void generateExercisesTest() {
          List<String> exercises = generateService.generateExercises(5, 10);
          for (String exercise : exercises) {
              System.out.println(exercise);
          }
      }
  }
  

• 测试覆盖率

  

MyappTest

• 代码

  public class MyappTest {
      private static final GenerateService GENERATE_SERVICE = new GenerateServiceImpl();  // 生成业务对象
  
      @Test
      public void totalTest() {
          // 声明文件位置
          String exercisesFile = "D:\\HYHAO\\Documents\\four-operations\\four-operations\\3121004860\\four-operation\\src\\main\\resources\\Exercises.txt";
          String answersFile = "D:\\HYHAO\\Documents\\four-operations\\four-operations\\3121004860\\four-operation\\src\\main\\resources\\Answers.txt";
          String gradeFile = "D:\\HYHAO\\Documents\\four-operations\\four-operations\\3121004860\\four-operation\\src\\main\\resources\\Grade.txt";
  
          // 生成题目
          List<String> exercises = GENERATE_SERVICE.generateExercises(5, 5);
  
          // 保存题目到文件
          FileUtils.saveExercisesToFile(exercises, exercisesFile);
  
          // 计算答案
          List<String> answers = new ArrayList<>();
          String answer;
          for (String exercise : exercises) {
              answer = CalculateUtils.calculateAnswer(exercise);
              answers.add(answer);
          }
  
          // 保存答案到文件
          FileUtils.saveAnswersToFile(answers, answersFile);
  
          // 判断答案并统计
          FileUtils.checkAnswers(exercisesFile, answersFile, gradeFile);
      }
  }
  

• 测试覆盖率

六、项目小结

该命令行程序能够方便地生成小学四则运算题目，可以根据用户需求自定义生成的题目数量和运算符数量。通过本次项目构建，我学习到了很多新的知识以及拓展了对待问题的角度。