结对项目

一.PSP表格

二.性能分析
采用JProfiler分析，结果如下图所示：

三.设计实现过程

3.1类
程序定义了名为ExpressionEvaluator的类

3.2函数
主要包括五个函数，如下所示：
public static double evaluate(String expression)：用于接收一个字符串形式的算术表达式，并返回其计算结果。

private static double parseValue(String token)：用于将字符串形式的数值（可能包含整数、分数或整数与分数的组合）解析为double类型的值。

private static boolean isNumeric(String token)：用于判断给定的字符串是否可以解析为一个数值（整数或分数）。

private static boolean hasPrecedence(char op1, char op2)：用于判断两个运算符之间的优先级关系。

private static double applyOperation(char operator, double b, double a)：用于根据给定的运算符和两个操作数执行算术运算。

3.3关系
parseValue 方法：被evaluate方法调用，用于将标记（token）解析为double类型的数值。

isNumeric 方法：被evaluate方法用于判断一个标记是否可以解析为数值。使用正则表达式来匹配整数和分数的格式。

hasPrecedence 方法：被evaluate方法用于判断两个运算符之间的优先级。乘法和除法具有高于加法和减法的优先级，括号可以改变运算的优先级。

applyOperation 方法：被evaluate方法调用，用于执行实际的算术运算。根据给定的运算符和两个操作数返回运算结果。

四.代码说明

1. evaluate 方法：主方法，负责整个表达式的求值过程
   ` public static double evaluate(String expression) {

    // 预处理表达式，去除单引号并分割成tokens
    expression = expression.replace("'", " ");
    String[] tokens = expression.split(" ");
   
    Stack<Double> values = new Stack<>(); // 用于存储数值
    Stack<Character> operators = new Stack<>(); // 用于存储运算符
   
    // 遍历每个token
    for (String token : tokens) {
        if (token.isEmpty()) continue; // 跳过空token
   
        // 如果token是数值
        if (isNumeric(token)) {
            values.push(parseValue(token));
        }
        // 如果token是左括号
        else if (token.equals("(")) {
            operators.push('(');
        }
        // 如果token是右括号
        else if (token.equals(")")) {
            // 弹出并计算括号内的表达式，直到遇到左括号
            while (!operators.isEmpty() && operators.peek() != '(') {
                values.push(applyOperation(operators.pop(), values.pop(), values.pop()));
            }
            operators.pop(); // 弹出左括号
        }
        // 如果token是运算符
        else {
            // 应用运算符优先级规则
            while (!operators.isEmpty() && hasPrecedence(token.charAt(0), operators.peek())) {
                if (values.size() < 2) break; // 确保有足够的操作数
                values.push(applyOperation(operators.pop(), values.pop(), values.pop()));
            }
            operators.push(token.charAt(0)); // 将当前运算符入栈
        }
    }
   
    // 处理剩余的运算符
    while (!operators.isEmpty()) {
        if (values.size() < 2) break; // 确保有足够的操作数
        values.push(applyOperation(operators.pop(), values.pop(), values.pop()));
    }
   
    // 返回最终结果或0（如果栈为空）
    return values.isEmpty() ? 0 : values.pop();}`
   

2.parseValue 方法：负责将字符串形式的数值（整数、分数或整数与分数的组合）解析为double类型。
` private static double parseValue(String token) {

    // 如果token包含分数  
    if (token.contains("/")) {
        String[] parts = token.split("/");
        return (double) Integer.parseInt(parts[0]) / Integer.parseInt(parts[1]);
    }
    // 如果token包含空格（假设用于分隔整数和分数）  
    else if (token.contains(" ")) {
        String[] parts = token.split(" ");
        int whole = Integer.parseInt(parts[0]);
        String[] fractionParts = parts[1].split("/");
        double fraction = (double) Integer.parseInt(fractionParts[0]) / Integer.parseInt(fractionParts[1]);
        return whole + fraction;
    }
    // 否则，直接解析为double  
    else {
        return Double.parseDouble(token);
    }
}`

3.isNumeric 方法:用于判断给定的字符串是否可以解析为数值。
`private static boolean isNumeric(String token) {

// 使用正则表达式匹配整数和可能带有分数的整数
return token.matches("-?\\d+( \\d+\\d+)?"); }`

4.hasPrecedence 方法:用于判断两个运算符之间的优先级。
`private static boolean hasPrecedence(char op1, char op2) {

// 括号优先级最高，不参与比较  
if (op2 == '(' || op2 == ')') return false;  
// 乘法和除法优先级高于加法和减法  
return !(op1 == '*' || op1 == '/') || (op2 != '*' && op2 != '/');  }`

5.applyOperation 方法:负责根据给定的运算符和两个操作数执行算术运算。
`private static double applyOperation(char operator, double b, double a) {

switch (operator) {  
    case '+': return a + b;  
    case '-': return a - b;  
    case '*': return a * b;  
    case '/': return a / b; 
}  
return 0;}`

五.测试运行
十个测试用例如下：

答案如下：

六.项目总结
在本次结对项目中，我们共同开发了一个四则运算的计算器程序。该项目不仅考验了我们的编程技能，也加深了我们之间的沟通与协作能力。在整个开发过程中，我们保持了良好的沟通与协作，及时分享各自的想法与进展，有效解决了遇到的问题。通过相互审查代码，我们确保了代码的质量与可读性，同时也从对方身上学到了不少编程技巧。于此同时，还存着不足之处。虽然实现了基本功能，但在算法优化、内存使用等方面还有提升空间。这次结对项目是一次非常宝贵的经历。我们不仅在技术上取得了进步，更在团队协作与沟通能力上得到了锻炼。