MathExam小学一二年级计算题生成器v1.0
一、预估与实际
| PSP2.1 | Personal Software Process Stages | 预估耗时（分钟） | 实际耗时（分钟） |
|---|---|---|---|
| Planning | 计划 | ||
| • Estimate | • 估计这个任务需要多少时间 | 880 | 1540 |
| Development | 开发 | ||
| • Analysis | • 需求分析 (包括学习新技术) | 60 | 100 |
| • Design Spec | • 生成设计文档 | 20 | 20 |
| • Design Review | • 设计复审 | 10 | 20 |
| • Coding Standard | • 代码规范 (为目前的开发制定合适的规范) | 20 | 30 |
| • Design | • 具体设计 | 60 | 90 |
| • Coding | • 具体编码 | 300 | 500 |
| • Code Review | • 代码复审 | 10 | 30 |
| • Test | • 测试（自我测试，修改代码，提交修改） | 300 | 600 |
| Reporting | 报告 | ||
| • Test Repor | • 测试报告 | 60 | 100 |
| • Size Measurement | • 计算工作量 | 10 | 20 |
| • Postmortem & Process Improvement Plan | • 事后总结, 并提出过程改进计划 | 30 | 30 |
| 合计 | 880 | 1540 |
二、需求分析
我通过在网络搜索的方式了解到，小学一年级数学有如下的几个特点：
- 特点1：一年级数学只有加减法。
- 特点2：只有三位数以下的加减。
- 特点3：得出的结果不能为负数，因此当式子为减法式子时，前面的数字要小雨后面的数字。
- 特点4：二年级数学有加减乘除。
- 特点5：二年级数学有余数。
- 特点6：二年级数学除法的除数只有个位数。
经过分析，我认为，这个程序应当：
- 使用的数字应为[0,100)
- 除数的数字应[1,10)
三、设计
1. 设计思路
- 根据题目要求，最终需要写入文本out.txt中，因此要先创建文本。
- 数字需要随机得出，因此需要简历随机数。
- 随机出来的式子需要写入文本，因此需要多个数组进行存储。
- 答案需要的格式为“等式+答案”，并且还需要判断符号以及是否有余数，所以需要if{} else if{}进行判断。
需要写入文本out.txt，所以需要BufferedWriter( )和循环，将数组里的数据一 一写入文本中。- 文本末尾需显示当前时间，因此创建Date，提取当前系统时间。
2. 实现方案
- 准备工作：先在Github上创建仓库，克隆到本地...
- 技术关键点：
- 数组会越界，从而导致程序无法正常运行，因此循环时需要注意循环体是否达到要求，是否有问题。
- 使用随机数Random( )时，需要注意随机数生成范围，比如除数的范围只有【1-9】
- 当式子为减法时，减数要等于或小于被减数。
- 使用 BufferedWriter( )将存入数组的数据一一输入文本 out.txt 里面。
- 使用正则表达式、Pattern、Matcher判断输入参数是否达标，不达标则提示重新输入，并给予格式。
- 使用 DateFormat( )获取系统当前时间。
四、编码
请说明你如何按照设计思路进行编码，并记录你在开发中遇到的问题，与解决过程
1. 调试日志
记录编码调试的日志，请记录下开发过程中的 debug 历程
- 在for循环中，存放数据的数组因为循环体出错，反复循环多次，导致越界，是程序无法正常运行。最后通过system.out.println打印出数组，判断出循环问题。
- 在写入正则表达式之后，关于Boolean的判定，一开始使用的是 matcher.find()，后来发现只要数据带有相关的数字就会通过检验，因此改换成matcher.matches() ，成功将参数范围以及类型进行限定。
- 当参数只写入一个的时候，程序出现问题，使用args.length判断输入参数的长度，再传参时，如果args.length==1则默认年级为1年级。
2. 关键代码
请展示一段程序的关键代码，并解释代码的作用
- 通过main函数中String[] args的参数，进行正则表达式的判断，最后传入create（）方法内。
- count表示要生成的题数，grade表示对应的年级。
- 使用random（）随机生成数字。
public static void create(int count,int grade) {
Date date = new Date();
DateFormat dt = DateFormat.getDateTimeInstance();
dt.format(date);
File file = new File ("out.txt");//创建文本
FileWriter fw=null;
try {
fw = new FileWriter(file);
} catch (IOException e) {
// TODO 自动生成的 catch 块
e.printStackTrace();
}
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(fw);
int first=0,symbol=0,second=0,mark=0,w=0;
int [] an=new int[count];//创建数组，用于存储数据，存储答案。
int [] bn=new int[count];//存储第一个数字，式子的第一个数；
int [] cn=new int[count];//存储第二个数字，用于判断符号；
int [] dn=new int[count];//存储第三个数字，式子的第二个数
int [] en=new int[count];//存储余数；
Random r =new Random();
while(w <count) {
if(mark==0) //判断题号是否需要更新，若需要则输入题号。
{
try {
bw.write(String.valueOf("("+ (w+1) +") "));
} catch (IOException e) {
// TODO 自动生成的 catch 块
e.printStackTrace();
}
}
for(int i=0;i<4;i++)//循环四次，随机生成三个数。并在第四次进行符号判断，最后在文本输入式子。
{
if(i==0)
{
int number = (int)Math.floor((r.nextDouble()*100.0));//生成式子的第一个数
first=number;
bn[w]=first; //将式子的数字存入数组中，方便之后的提取
}
else if(i==1)
{
if(grade==1)
{
int number = (int)Math.floor((r.nextDouble()*2.0));//生成第二个数字，用于判断符号
symbol=number;
}
else if(grade==2)
{
int number = (int)Math.floor((r.nextDouble()*4.0));//生成第二个数字，用于判断符号
symbol=number;
}
cn[w]=symbol;//将式子的数字存入数组中，方便之后的提取
}
else if(i==2)
{
if(symbol==3)
{
int number = 1+(int)Math.floor((r.nextDouble()*10.0));//生成第三个数字
second=number;
}
else
{
int number = 1+(int)Math.floor((r.nextDouble()*100.0));//生成第三个数字
second=number;
}
dn[w]=second;//将式子的数字存入数组中，方便之后的提取
}
else if(i==3)
{
en[w]=0;//输入余数
if (symbol==0)//判断符号，0为+号，1为-号，2为×号，3为÷号
{
try {
bw.write(String.valueOf(" "+ first+ " + " +second+" = "));//输入式子
an[w]=first+second;//将答案存储在数组an中
} catch (IOException e) {
// TODO 自动生成的 catch 块
e.printStackTrace();
}
}
else if((symbol==1))
{
if(first-second < 0)
{mark=1;break;}
try {
bw.write(String.valueOf(" "+ first+ " - " +second+" = "));//输入式子
an[w]=first-second;//将答案存储在数组an中
} catch (IOException e) {
// TODO 自动生成的 catch 块
e.printStackTrace();
}
}
else if((symbol==2))
{
try {
bw.write(String.valueOf(" "+ first+ " × " +second+" = "));//输入式子
an[w]=first*second;//将答案存储在数组an中
} catch (IOException e) {
// TODO 自动生成的 catch 块
e.printStackTrace();
}
}
else if((symbol==3))
{
try {
en[w]=first % second;//将余数存入数组en中
bw.write(String.valueOf(" "+ first+ " ÷ " +second+" = "));//输入式子
an[w]=(int)(first/second);//将答案存储在数组an中
} catch (IOException e) {
// TODO 自动生成的 catch 块
e.printStackTrace();
}
}
mark=0;//证明式子成功写入，题号需要更新。
w++;
}
}//内循环结束
if(mark==0)//判断式子是否成功写入，如果成果则执行换行。
try {
bw.newLine();
} catch (IOException e) {
// TODO 自动生成的 catch 块
e.printStackTrace();
}
}//while循环结束。3. 代码规范
请给出本次实验使用的代码规范：
- 第一条：代码中的变量名不能以下划线开始也不能以下划线结束。
- 第二条：代码中的命名严禁使用拼音与英文混合，更不许使用中文命名。
- 第三条：常量命名全部大写，单词键用下划线隔开，力求语义表达完整，不要嫌名字长。
- 第四条：类型与中括号紧挨相连来定义数组。
- 第五条：杜绝完全不规范的缩写，避免忘文不知义。
- 第六条：第四条：不要使用一个常量类维护所有常量，按常量功能进行归类，分开维护。并人工检查代码是否符合规范
五、测试
请思考并记录你认为必要的测试点，并记录测试用例与测试结果
| 参数个数 | 测试用例 | 结果 |
|---|---|---|
| 一个参数 | java MathExam6360 10 | 运行正常 |
| java MathExam6360 0 | 提示错误，需重新输入 | |
| java MathExam6360 00001 | 提示错误，需重新输入 | |
| java MathExam6360 a | 提示错误，需重新输入 | |
| java MathExam6360 10000 | 提示错误，需重新输入 | |
| java MathExam6360 -1 | 提示错误，需重新输入 | |
| java MathExam6360 0.1 | 提示错误，需重新输入 | |
| 2个参数 | java MathExam6360 10 2 | 运行正常 |
| java MathExam6360 10 20 | 提示错误，需重新输入 | |
| java MathExam6360 10 a | 提示错误，需重新输入 | |
| java MathExam6301 d 2 | 提示错误，需重新输入 | |
| java MathExam6301 0001 2 | 提示错误，需重新输入 | |
| java MathExam6301 100 0.1 | 提示错误，需重新输入 | |
| java MathExam6360 10 | 运行正常 |
六、总结
请总结过程中的教训和经验，思考
- 在写代码的过程中，每功课一次目标，其实内心是很欢喜的，因为这代表着我在攻克这目标之前所用的时间都得到了相应的回报，我的水平并不高，因此可能功课每一步的时间花费的比其他人都要长，不过我也确实在这次的过程中学到了一些东西，严格来说其实不算是学到，而是把上学期所学过的，所用过的进行了一次巩固。当然水平不足的我少不了翻看曾经的PPT、作业以及上网查询某一些函数的用法。
- 由于水平不足，其实我的代码有着冗余，还是在同学的指导下，发现了其中一些代码冗余的地方。而且刚开始决定敲代码时，并没有程序进行相应规划以及设计，属于想到什么就写什么，因此遇到了问题时，总是手忙脚乱的找错误。倒是养出了给代码注释的习惯，方便之后出错可以迅速查找。
- 相比于其他人，我确实是自愧不如，敲代码的时间四五天有余，虽然最后敲出来了成果，但是却依然比不得其他同学，还有许多需要改进的地方。使用正则表达式限制了输入参数的类型以及范围，最开始使用的matcher.find（）的boolean判断，却总能被判断正确，即使输入参数不对。之后再同学的建议下修改成matcher.matche（）的boolean判断，总算成功限定了参数类型和范围。
- 这一次的作业，让我受益良多，即使代码看多了脑壳会疼，不过在完成目标后，那种可以令人上瘾的感觉，实在是欲罢不能，这或许是我坚持那么久去推敲代码的动力吧。