结对项目

成员:
3班3122004861：方尔博

4班3122004610：黄文超

github:hwc2459604249/AutoOperations (github.com)

使用说明

-e .txt -a .txt -n 10 -r 30

命令行参数按题目要求，只需要在指定参数后面跟合适的值即可

顺序不重要，可同时执行

性能分析

这里pd是计算答案的正确与错误数量，选取的数据量是10000，相当于重新计算了一遍get()里面部分内容

且各结构部分时间分配的也比较均衡

设计思路

基于字符串的切割

生成表达式

使用随机数得到需要的运算符个数n

随机判断加不加括号

使用a和b分别代替真分数和自然数

经过分析发现可使用字符数组来生成一个包含a，b的表达式，数组长度为4n+1

遍历字符数组

当i可被4整除时，表示这是数据，i+2能被数据整除时，放的是运算符，剩下的就是空格

考虑生成括号的情况，左括号只可能在数据的左边出现，而且最右边没必要出现，这里简单起见，随机生成一个子表达式的括号

恰可利用空格的分隔符，使用正则表达式切割字符串得到各个数据，从而找到各索引

随机生成真分数，将a替换真分数

用队列对先前生成的自然数保存起来，后面再替换b

计算

为了子表达式不出现负数，即包装一个计算子表达式的方法，即简单的加减乘除，而只有减法会可能出现负数，一旦出现了就返回null，后面调用它的方法从而可以判断出出现负数，于是重新生成表达式

整个表达式计算，首先判断有无括号，即先去括号化，将它先算出结果并替换括号里的内容

使用两个栈，一个存数据，另一个存运算符

先将最左边的数据放入栈中

使用len记录将要访问第几个数据

对字符串进行切割获得数据，然后字符串转成字符数组，遍历以找到每一个运算符

做如下判断

• 运算符栈为空 入栈（数据和运算符)
• **栈首元素为加减，而当前遍历到的运算符是乘除 ** 即优先级更高，入栈（数据和运算符）
• 以上情况都不是 将数据栈中第二个数据为首，栈首为尾，将运算符栈首弹出作为运算符，拼接为字符串传入前面的子表达式计算中，然后将当前运算符重复上述判断

当运算符栈不为空，就重复第三种情况的步骤，此时的计算顺序已经确定好了

 Stack<String> numStack = new Stack<>();
        Stack<Character> opeStack = new Stack<>();
        char[] charArray = ans.toCharArray();
        //获取数据
        String[] split = ans.split(" . ");
        int len = 0;
        numStack.push(split[len++]);
        for (int i = 0; i < charArray.length; i++) {
            if (charArray[i] == '+' || charArray[i] == '-' || charArray[i] == '÷' || charArray[i] == '×') {
                if (opeStack.isEmpty()) {//运算符为空
                    numStack.push(split[len++]);
                    opeStack.push(charArray[i]);
                } else {
                    char peek = opeStack.peek();
                    if ((peek == '+' || peek == '-') && (charArray[i] == '÷' || charArray[i] == '×')) {
                        //优先级更高，加入
                        opeStack.push(charArray[i]);
                        numStack.push(split[len++]);
                    } else {//当前运算符优先级小于栈首
                        String s = numStack.get(numStack.size() - 2) + " " + opeStack.pop() + " " + numStack.pop();
                        numStack.pop();
                        String compute = compute(s);
                        if (compute == null) return null;
                        numStack.push(compute);

                        i--;
                    }
                }
            }
        }
        while (!opeStack.isEmpty()) {
            String beCount = numStack.pop();
            String mainCount = numStack.pop();
            ans = compute(mainCount + " " + opeStack.pop() + " " + beCount);
            if(ans == null) return null;
            numStack.push(ans);
           // System.out.println("ans:    " + ans);
        }

接下来是对结果的简化

使用辗转相除法计算分子分母的最大公倍数

以及带分数的表示，这里只需要注意一些细节问题

给定文件判断答案正确与否

使用文件相关操作即可

读取题目每一行切割得到表达式，并计算答案

采用将答案间浮点化比较两者差值，小于0.01则认为答案正确

使用List集合保存成功和失败的序号

只是答案的格式多样，与浮点数的转化需要多条件判断

测试

随机生成了10000道题目

答案：

而且多次生成10000道题目，从中随机抽取一些题目并计算答案来比较，正确

以生成的文件为测试，发现也与预期一致

项目小结

黄文超:

这对于我的脑细胞是个很大的挑战，这几天看bug看得头晕眼花，顺便复习了文件操作以及对字符串操作的知识，

不过这次设计的比较简单，甚至没有使用面对对象，本来还考虑使用后缀表达式的（比较之前课设我就写了这个）

不过时间较为久远（我不会了），而我也不想重构了，本来还想着多种可能的实现的，但实现了这么一种就感觉精力有限了

前期的设计还是很重要的

方尔博：

这是一次有难度的作业，也是我第一次与别人合作一起写项目，

与队友及时的沟通同时分享自己的思考是个很有趣的过程，

因为在不同的看法中更能看到自己的不足之处，从而提升自己，对项目需求的实现也让我学到了很多东西，

黄文超同学严谨的思维方式和优秀的代码能力让我佩服