結對編程_四則表達式生成
簡介
本次開發的軟件是爲幫助小學老師解決出題麻煩且不高效的問題，通過和夥伴尉安瑞的共同合做，製做出了一個可以自動生成四則運算且能計算出結果的軟件。html
一. 軟件功能介紹
- 可以自動生成四則運算練習題
- 能夠定製題目數量
- 用戶能夠選擇運算符
- 用戶設置最大數（如十之內，白之內等）
- 用戶選者是否有括號、是否有小數
- 用戶選擇輸出方式（如輸出到文件、打印機等）
- 提供圖形界面
二. 設計方法
在一開始設計的時候，夥伴明確的指出採用MVC模式進行軟件設計，趕忙百度一下什麼是MVC，原來這是一種軟件設計典範，把軟件分紅三部分模型(Model)、視圖(View)和控制器(Controller)進行開發，這樣會更高效，視圖層和業務層分離，代碼耦合性低，複用性高，不至於出現改一處而改所有，讓軟件沒法開發下去。
c++
軟件分紅三個部分進行開發
- Model（模型）模塊主要存放的是程序的原語操做部分
- View（視圖）模塊是展現給用戶並讓用戶進行輸入操做的部分
- Controller（控制器）模塊是處理輸入，並對底層操做進行控制的部分
1. 咱們按照這個模式進行討論，首先是對最底層M的設計
- 隨機數的生成
- 隨機操做數生成
- 隨機操做符生成
- 隨機括號的生成
- 是否有小數
- 四則運算
這些都是原子操做，只受C層控制，其中值得一提的是在設計隨機操做符生成時，夥伴想到使用8,4,2,1來表示+，-，*，/操做符的代號之和，以後只要知道代號和，就能獲得總共有幾個操做符參與運算，它們都是什麼，而且在進行存儲的時候就能夠和操做數一塊兒進行存儲，大大下降了存儲的複雜度。git
2. 其次是對C層的設計
- 表達式及結果的生成和存儲
- 查重操做
C層依賴於M層，只要進行對M層的調用，再進行存儲便可github
3. 最後是V 層的設計
- 圖形話界面
- 文件的生成
因爲是結對編程，M，C層的駕駛員主要由我負責，V層則由夥伴負責，這層主要設計請參考這裏算法
三. 代碼(部分代碼)
1. Model模塊
1.1 隨機數生成
/**
*Summary: 隨機數生成
*Parameters:
* range: 隨機數範圍
**/
int random(int range)
{
//srand(time(0));
return rand()%range;
}
1.2 隨機操做符生成
/**
*Summary:隨機操做符生成
*Parameters:
* opreation: 表示操做符代號之和
* + ：加法，用數字8表示
* - ：減法，用數字4表示
* * ：乘法，用數字2表示
* / ：除法，用數字1表示
*return: 操做符代號
**/
int getOperation(int opreation)
{
int count = 0;
int i = 0;
int temp = opreation;
for(;i<4;i++)
{
count+=(temp&1);
temp = temp>>1;
}
count = random(count);
for(i = 1;i<=8;i=i*2)
{
if((opreation&i) != 0)
{
if(count==0)
{
return i;
}
else
{
count--;
}
}
}
}
1.3 隨機操做數數生成
/**
*Summary:隨機操做數數生成
*Parameters:
* max: 操做數取值上限
* decimal: true 表示小數 false 表示整數
* negative: true 表示負數 false 表示正數
*return: 隨機操做數
**/
float getOperand(int max, bool decimal, bool negative)
{
if(!decimal && !negative)
{
return random(max);
}
else if(!decimal && negative)
{
return -1*random(max);
}
else if(decimal && !negative)
{
return random(max)/100.0+random(99);
}
else
{
return -1*(random(max)/100.0+random(99));
}
}
1.4 隨機括號生成
/**
*Summary:隨機括號生成
*Parameters:
* max: 表示左括號 max+1表示右括號
* left_bracket: 未匹配的左括號個數
*return: 括號代號
**/
int getBracket(int max, int &left_bracket)
{
if(left_bracket == 0)
{
return max;
}
else
{
return max+random(2);
}
}
1.5 運算
/**
*Summary: 進行運算
*Parameters:
* myExpression: 算術表達式
**/
float evaluateExpression(char* myExpression)
{
// 算術表達式求值的算符優先算法
// 設OPTR和OPND分別爲運算符棧和運算數棧，OP爲運算符集合
SC *OPTR=NULL; // 運算符棧，字符元素
SF *OPND=NULL; // 運算數棧，實數元素
char tempData[20]; // 用來存儲、轉換操做數
float data, a, b;
char theta, *c, Dr[] = {'#', '\0'}; // Dr[]的'#'用來使傳進來的字符串尾爲'#','\0'是字符串結束的標誌，控制其長度
OPTR = push(OPTR, '#');
c = strcat(myExpression, Dr);
strcpy(tempData, "\0"); //字符串拷貝函數,讓tempData[0]爲"\0"
while (*c != '#' || OPTR->c != '#')
{
if (!in(*c, OPSET))
{
Dr[0] = *c;
strcat(tempData, Dr); //字符串鏈接函數
c++;
if(in(*c, OPSET))
{
data = atof(tempData); //字符串轉換函數(double)
OPND = push(OPND, data);
strcpy(tempData,"\0");
}
}
else if(in(*c, OPSET)) // 不是操做數則進棧
{
switch(precede(OPTR->c, *c))
{
case '<': // 棧頂元素優先級低
OPTR = push(OPTR, *c);
c++;
break;
case '=': // 脫括號並接收下一字符
OPTR = pop(OPTR);
c++;
break;
case '>': // 退棧並將運算結果入棧
if(OPTR->c == '#')
{
cout << "輸入錯誤!";
break;
}
theta= OPTR->c;
OPTR = pop(OPTR);
if(OPND==NULL)
{
flag = false;
return 0;
}
b = OPND->f;
OPND = pop(OPND);
if(OPND==NULL)
{
flag = false;
return 0;
}
a = OPND->f;
OPND = pop(OPND);
float p = operate(a, theta, b); //p用來記錄運算後的結果
if(!flag) return 0; //若運算不合法跳出函數
OPND = push(OPND, p);
break;
} //switch
}
} //while
return OPND->f;
} //evaluateExpression
2. Controller模塊
2.1 查重
/**
*Summary: 查重
*Parameters:
* rep: 生成的表達式倉庫
* flag: 新生成的表達式下標
*return: false表示沒有重複的表示式 true反之
**/
bool recheck(Repertory* rep,int flag)
{
for(int i = 0; i<flag; i++)//遍歷flag行以前的表達式
{
bool target = true;
for(int j = 0; j<(rep->col-1); j++)
{
if((rep->array[i][j]!=rep->array[flag][j]))
{
target = false;
}
}
if(target)
{
return true;
}
}
return false;
}
2.2 輸出到控制檯
/**
*Summary: 輸出到控制檯
*Parameters:
* rep: 生成的表達式倉庫
* output: 0表示輸出到控制檯，1表示輸出到文件，2表示輸出到打印機
* isResult: true表示計算出結果，false表示不計算出結果
* isBracket:ture表示有括號，false表示沒有括號
**/
void getResult(Repertory* rep, bool isResult, bool isBracket)
{
int n = 0; //記錄左括號數
bool turn = false; //標誌，當操做符後有括號時爲true，避免出現一個操做數被一對括號套住
for(int i = 0;i<(rep->row);i++)
{
char equation[100]={'0'};
string str="";
for(int j = 0;j<(rep->col-1);j++)
{
if(j%2==0)
{
if(j==0&&isBracket&&random(2))//第一位操做數是否生成左括號
{
str+="(";
cout << "(";
n++;
}
str+= to_string(rep->array[i][j]); //將操做數放到字符串str中
if(j!=0&&isBracket&&random(2)&&n!=0&&!turn)//是否須要生成右括號
{
n--;
str+=")";
cout<<rep->array[i][j]<<")";
}
else
{
turn = false;
cout<<rep->array[i][j]; //打印單個操做數
}
}
else
{
str+=configure[(int)rep->array[i][j]-1];//將操做符放到字符串str中
if(isBracket&&random(2)&&((rep->col-j)/2>n+1)) //是否須要生成左括號
{
turn = true;
n++;
str+="(";
cout<<configure[(int)(rep->array[i][j])-1]<<"(";
}
else
{
cout<<configure[(int)(rep->array[i][j])-1];//打印單個操做符
}
}
}
while(n!=0)
{
str+=")";
cout << ")";
n--;
}
cout << "=";
strcpy(equation, str.c_str()); //將字符串str轉換爲字符數組equation
if(isResult)
{
calculate(equation); //計算並打印出結果
}
cout <<endl;
}
}
四.對夥伴的評價
小夥伴是一位特別有經驗的人，在拿到題目時，他首先提出了此次軟件的開發模式，並很快的進行模塊化的分解，這也是本次開發可以快速高效進行的一大重要因素；在開發過程當中，他思惟敏捷、清晰，老是能在關鍵的地方提出很是有建設性的建議，就像當咱們在肯定如何生成隨機運算符時，他給出了一個很高效的算法，把+，-，*，/用數字8,4,2,1表示，並用他們之間的代數和來表示總共有幾種操做符及都是哪些，這樣一來即解決了問題，也避免了去使用多重條件語句來判斷，提升了編程的效率；同時他也是一位穩重的人，在咱們進行討論的時候，我老是一有想法就立馬講出來，並無通過本身的仔細推敲，每每會形成打亂咱們的編程節奏，使之偏離方向，而夥伴則會通過仔細的推敲驗證後纔會把本身的想法提出來，而且可靠性很強；他仍是一位有耐心，有團隊精神的人，在出現我沒搞明白的地方時，他會耐心的和我講解，讓我很快的跟上節奏；他很注重細節，在給變量、函數等命名時，必定要找到一個能很容易看明白的詞，而且一開始就和我統一編碼風格和註釋風格，應爲這是結對編程，不是一我的進行開發，讓對方很快的明白代碼的意思很重要。編程
總之，他的這些優勢都是值得我去學習的，很開心能和他一塊兒合做開發。數組
五.總結
本次結對編程， 對我感觸最大的就是建一個適合該工程的好模型。可能對於一個小項目，拿來直接就上手，通常來講都沒太大問題，但只要稍微的加大點難度，再增長點功能，沒有一個好的模型支撐，寫到後面確定是要亂的，即便你寫下來了，可擴展性和可維護性是極差的。在此次編程中，我主要負責C，M層的底層開發，剛開始，都把每個功能儘量的模塊化，一切開發的都挺順利，但到了添加隨機括號時，由於當時就只差這個功能了，就只想着怎麼快速的實現，結果最後，雖然實現了，但致使代碼的複用性極低，甚至只要稍微該一點，就得對代碼進行重構，這一點很是不利於對項目的管理和維護。一樣，結對編程最大的特色就是須要兩人溝通，本身寫代碼可能不是問題，可怎麼把本身的idea有效的傳遞給對方，這就須要本身多加練習。dom
總的來講，此次結對編程讓我學習到了不少，不只在編程、設計方面，友誼方面也獲得了收獲，期待着下一次和他的合做。ide
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