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在征得陈老师的同意下，使用java面向对象语言+IDEA工具完成本次作业
一、前期配置
虽然说VS是宇宙最好的集成开发编程软件，但是咱们的IDEA也不是等闲之辈，她的美丽唯有心人耐心发现，方能觉察此番美景。
话不多说，咱么直接一探究竟。
首先官网下载好IDEA,以及Git。
以及准备好自己github的项目（我已经在助教的github上fork到自己的账号了）
打开IDEA。
请注意，咱们现在需要去配置Git->然后克隆项目到本地。
IDEA面板中->File->Setting->Version Control -> Git->如图配置
现在咱们已经配置了git，那么现在就开始clone一个项目到本地，进行开发
File->Project from version Control… -> Git
输入你想要克隆的项目URL->点击Clone即可等待完成
克隆完成后，在当前文件夹下创建一个module项目，即可开始在ertron/src文件夹下编写代码：
二、编写代码
在完成了上述配置任务过后，即可开始愉悦地编码了。
咱们先来看看题目：
阿超家里的孩子上小学一年级了，这个暑假老师给家长们布置了一个作业：家长每天要给孩子出一些合理的，但要有些难度的四则运算题目，并且家长要对孩子的作业打分记录。
作为程序员的阿超心想，既然每天都需要出题，那何不做一个可以自动生成小学四则运算题目与解决题目的命令行 “软件”呢。他把老师的话翻译一下，就形成了这个软件的需求：
- 程序接收一个命令行参数 n，然后随机产生
n道加减乘除（分别使用符号+-*/来表示）练习题，每个数字在0和100之间，运算符在2个 到3个之间。- 由于阿超的孩子才上一年级，并不知道分数。所以软件所出的练习题在运算过程中不得出现非整数，比如不能出现
3÷5+2=2.6这样的算式。- 练习题生成好后，将生成的
n道练习题及其对应的正确答案输出到一个文件subject.txt中。- 当程序接收的参数为4时，以下为一个输出文件示例。
13+17-1=29
11*15-5=160
3+10+4-16=1
15÷5+3-2=4
我的思路：
既然是随机生成式子，再利用题目的一些规则（不能有分数，运算符在2个到3个之间，数字在0和100之间），可以借鉴后续表达式以及简化版的逆波兰算法（利用两个栈分别存储数字，和运算符，进行及时计算）。
编写代码：
创建了两个类CalculatorMachine和CantCalculateException
- 类CalculatorMachine：计算机机器类，提供一些方法产生符合题目的式子
- CantCalculateException：自定义异常类，如果遇到不符合题目的计算（出现了分数，或者除以0），则抛出自定义的这个异常，进行重新生成式子，直到符合题意
CalculatorMachine.java中的私有属性，详情作用请看注释：
/**
* 用于存储生成的题目，使用Set集合数据结构使得题目不会产生重复
*/
private HashSet<String> problem = new HashSet<>(); /**
* 用于存储数字的栈
*/
private Stack<Integer> numbers = new Stack<>(); /**
* 用于存储符号的栈
*/
private Stack<Integer> operators = new Stack<>(); /**
* 用与生成随机数
* random.nextInt(20) :即可得到20以内不包含20的随机数
*/
private Random random = new Random();public void getAll()方法：调用其他方法
/**
* 传入num题目数目
* 即可将题目写入到subject.txt文件中
* @param num 代表需要的题目数量
* @return 没有任何问题，即返回true代表生成成功
*/
public void getAll(int num){ // 循环得到式子直到满足数目
while(problem.size() < num) {
getOne();
}
if(writeToFile()) {
System.out.println("已经根据你的要求生成" + num + "个式子！");
} }
public void getOne()方法：生成一个符合要求的算式并且后续表达式得到结果
/**
* 用于生成一个符合要求的算式
* 使用后续表达式得到结果
*/
public void getOne() { // 用来保存生成的当前式子
String result = ""; // 运算符的个数为 2 或者 3 个
int operator_count = random.nextInt(2)+2; //数字的个数,根据题意，两个符号，则代表3个计算数，三个符号，则代表4个计算数
int num_count = operator_count == 2 ? 3: 4; // 根据后续表达式就搞定了两个栈的东西 61+47*96=4573
for(int i = 0; i < operator_count + num_count ; i++) {
// 如果是偶数，则代表着数数字
if(i%2==0) {
// 在数字栈中存入一个范围内的随机数
numbers.push(random.nextInt(101));
// 进行符号保存
result += numbers.peek();
// 如果是奇数，则代表着符号位
} else if(i%2!=0) {
// 1:+ , 2:- , 3:* 4:/
int opertor = random.nextInt(4) + 1;
// 如果遇到+ - 准备入栈顶为 * /的话，需要进行计算
while(!operators.empty() && opertor <=2 && operators.peek() >=3) {
result = calculateUtil(result);
}
// 这个符号符合当前栈的规则，则入栈
operators.push(opertor);
// 记录这个符号
if(operators.peek()==1) {
result += '+';
} else if(operators.peek() == 2){
result += '-';
} else if(operators.peek() == 3){
result += '*';
} else if(operators.peek() == 4){
result += '÷';
}
}
} // 根据剩余的栈计算最后的值
while(!operators.empty()) {
result = calculateUtil(result);
}
// 如果最后的计算结果为负数，直接返回，放弃此次的式子
if(numbers.peek()<0){
return;
}
// 最后加上等于符号
result += '=';
// 走到这一步，说明这个式子没有问题，符合题意
// 所以放入到set集合中
problem.add(result+=numbers.pop());
}
private int calculator(int a, int b, int operator):根据符号计算
/**
* 根据符号计算
*/
private int calculator(int a, int b, int operator) throws ArithmeticException, CantCalculateException { if(operator == 1) {
return a+b;
} else if(operator == 2) {
return a-b;
} else if(operator == 3) {
return a*b;
} else if(operator == 4) {
// 如果不能整除，则抛出我们自定义的Exception
if(a<b || a%b != 0) {
throw new CantCalculateException();
}
return a/b;
}
return 0;
}private String calculateUtil(String result)方法：进行后续表达式特殊计算
/**
* 进行后续表达式特殊计算
* + - 入栈顶为 * / 的情况
* 除法带有分数的情况
* @param result
* @return
*/
private String calculateUtil(String result){ int a = numbers.pop();
int b = numbers.pop(); try {
int this_operator = operators.pop();
if(!operators.isEmpty() && this_operator==2 && operators.peek()==2) {
numbers.push(calculator(b,a,1));
}else if (!operators.isEmpty() && this_operator==4 && operators.peek()==4) {
numbers.push(calculator(b,a,3));
}
else {
numbers.push(calculator(b,a,this_operator));
} } catch (CantCalculateException e) { int pr_b = b;
a = random.nextInt(101);
b = random.nextInt(101);
// a除数不能为0，满足b能够整除a,满足b>a
while (a == 0 || b % a != 0 || b < a || b > 100) {
a = random.nextInt(101);
b = random.nextInt(101) + a;
}
numbers.push(b);
numbers.push(a);
operators.push(4);
result = result.substring(0, result.indexOf(pr_b + ""));
result += b;
result += '÷';
result += a;
}
return result; }
private boolean writeToFile():将生成的所有式子写入到subject.txt
/**
* 将生成的所有式子写入到subject.txt
* @return
*/
private boolean writeToFile() {
File file = new File("subject.txt");
try{
if(!file.exists()) {
file.createNewFile();
}
FileWriter fileWriter = new FileWriter(file.getAbsoluteFile());
BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(fileWriter);
for(String s : problem) {
bufferedWriter.write(s);
bufferedWriter.newLine();
}
bufferedWriter.close();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return true;
}
三、单元测试与回归测试
对于java来说有专门的junit单元测试包，非常方便进行单元测试。
第一步：在需要测试类中Ctrl+Alt+T出现单元测试提示框 -> Create New Test…
第二步：在测试类中调用需要测试的类的方法
第三步：运行测试类，查看测试结果，是否成功
测试完成，上述程序符合题目要求且成功运行
四、调试
单步调试有利于实时看到每一步的代码中变量的值变化。
非常适合用于排错。
五、性能测试
JProfiler是用于分析J2EE软件性能瓶颈并能准确定位到Java类或者方法有效解决性能问题的主流工具，它通常需要与性能测试工具如：LoadRunner配合使用，因为往往只有当系统处于压力状态下才能反映出性能问题。
所以我采用JProfiler进行性能测试。
下载安装JProfiler过后需要在IDEA进行配置，首先File->Setting->Plugins搜索下载JProfiler插件
安装完插件过后，配置JProfiler的启动程序的地址。
配置完毕即可点击左边的JProfiler启动检测
提交代码至源库
首先Commit提交修改的代码到本地仓库
Commit过后push到自己的github账号上面
登录自己的github账号去检查是否push成功
提交到源库
总结：
其实在之前就用过git进行push自己的项目至网站。但是并没有版本控制的意识，只是当做代码仓库罢了。
得益于此次git课程的学习，算是对了一个项目如何利用git协同协作，提交自己的更新代码至源库，对以后的项目管理更为深刻。
想提一下自己完成的这个程序算法，借用了后续表达式，逆波兰算法，后续表达式可以使得计算机更为方便地计算数据，当然实现来说可能会难一点。在完成这个算法的过程中，为了满足题意：不能出现分数，我自己还主观地认为一年级的朋友应该不会负数，所以自己增加了这样的限定。
最后，完成过后，觉得自己的一些编程习惯还是需要改变，比如有些代码太过于重复，进行提炼为一个方法，增加代码的可重用性，使得代码更为简洁。所以，可能整个程序的代码看起来就是一会儿调用另一个方法。
既然有这样的不断调用其他方法的结构，那么代码中的注释一定不能少。自己也在学着写标准的注释结构。使得阅读代码起来更符合规范，且方便。
比如，类上面的注释使用/**
方法内部的注释使用双斜杠，并且内容需要与符号空一格
还需要学习的东西很多，但是在课程的帮助下也算踏实。
