結對專案

結對專案參與者:

• 肖裕海 3118005430

• 鍾景文 3118005434

• GITHUB地址：https://github.com/mortal-github/mortal-github/tree/autoexam/AutoExamination

PSP表格

效能分析

效能分析總結

• 效能分析的overview介面很直觀的顯示出程式鎖佔用的記憶體。由此可見，程式的空間複雜度較低。

• 使用的是不可變字串，不會出現重複內容，降低了程式的空間複雜度

各個類的記憶體消耗如圖所示：

設計實現過程與程式碼實現

總體介紹

• 主要的JAVA檔案主要有3個，分別是MyAPP.java，Expression.java，Stack.java和StrictFraction.java

• MyAPP.java是主程式所在檔案，用於直接執行。

• Expression.java則是將一系列的作業要求封裝在一起，方便主函式進行呼叫。

• Stack.java則是自己手寫了一個棧。

• StrictFraction.java用於執行各種數學運算，類似加減乘除，提取最大公因子等

• 另外還有兩個專用於異常處理的檔案，StrictFractionCalculateException.java和StrictFractionFormatException.java

詳細程式碼實現

• 核心演算法：用逆波蘭表示式實現計算式的儲存與計算

中綴表示式轉換為字尾表示式（逆波蘭表示式）

• 中綴表示式轉字尾表示式主要用到了棧進行運算子處理，佇列進行排序輸出，規則為：

1. 數字直接入佇列

2. 運算子要與棧頂元素比較

   • 棧為空直接入棧

   • 運算子優先順序大於棧頂元素優先順序則直接入棧

   • 小於或等於則出棧入列，再與棧頂元素進行比較，直到運算子優先順序小於棧頂元素優先順序後，操作符再入棧

3. 操作符是 ( 則無條件入棧

4. 操作符為 )，則依次出棧入列，直到匹配到第一個(為止，此操作符直接捨棄，(直接出棧捨棄

• 具體程式碼：

 private static String[] toSuffix(String[] infix)
	{
		Stack<String> stack = new Stack<>(String.class);
		ArrayList<String> suffix = new ArrayList<>();
		for(String str : infix)
		{
			switch(str) {
			case "(":
			{
				stack.push(str);
				break;
			}
			case ")":
			{
				String push = null;
				do {
					push = stack.pop();
					suffix.add(push);
				}while(!push.equals("("));
				suffix.remove(suffix.size());
				break;
			}
			case Expression.ADD:
			case Expression.SUBTRACT:
			{
				String push = stack.top();
				while(str.equals(Expression.ADD) || str.equals(Expression.SUBTRACT) || str.equals(Expression.TIMES) || str.equals(Expression.DIVIDE))
				{//遇到同級別或更高級別操作符就彈棧
					push = stack.pop();
					suffix.add(push);
					push = stack.top();
				}
				//操作符入棧
				stack.push(str);
				break;
			}
			case Expression.TIMES:
			case Expression.DIVIDE:
			{
				String push = stack.top();
				while(str.equals(Expression.TIMES) || str.equals(Expression.DIVIDE))
				{//遇到同級別或更高級別操作符就彈棧
					push = stack.pop();
					suffix.add(push);
					push = stack.top();
				}
				//操作符入棧
				stack.push(str);
				break;
			}
			default://遇到數字
				suffix.add(str);
			}
		}//end for
		return suffix.toArray(new String[suffix.size()]);
	}

生成字尾表示式

private static String[] ofSuffix(int[] ops_count, int count_fraction,Supplier<String> fraction, Supplier<String> integer, Predicate<String> op_enable) throws StrictFractionFormatException

private static String[] toInfix(String[] suffix)

private static String[] toSuffix(String[] infix)

• 由這幾個封裝在Expression.java檔案中的方法來實現，具體為先生成字尾表示式之後轉化為中綴表示式輸出

• 其中生成表示式需要用到棧，因此方法對Stack.java檔案進行了呼叫

各種數學計算

private static int divisionAlgorithm(int a, int b)

• 方法實現輾轉相除法

public static int maxCommonFactor(int a, int b)

• 求正值的最大公因子且規定0與任何數的最大公因子為0

public static int minCommonMultiple(int a, int b)

• 求其正值的最小公倍數，不能為0

public static int[] parseArray(String fraction) throws StrictFractionFormatException

• 將字串表示的分數轉換成陣列表示的分數(分母不為0)，方便運算，用數字進行運算

public static String parseString(int[] fraction, boolean cut) throws StrictFractionFormatException

• 將陣列表示的分數轉換成字串表示的分數(分母不為0)，用於輸出字串表示，方便使用者

答案的輸出與計算式的輸出

		try {
			Files.deleteIfExists(exercises);
			System.out.println("INFO:	成功刪除舊檔案：" + exercises);
			Files.deleteIfExists(answers);
			System.out.println("INFO:	成功刪除舊檔案：" + answers);
			Files.createFile(exercises);
			System.out.println("INFO:	成功建立新檔案：" + exercises);
			Files.createFile(answers);
			System.out.println("INFO:	成功建立新檔案：" + answers);
			
		} catch (IOException e) {
			System.out.println( "ERROR: 檔案刪除和創建出現錯誤。\n");
			//e.printStackTrace();
		}

程式碼覆蓋率

• 主要函式的程式碼覆蓋率相當高

• 例如：

• 其中 Expression.java 中
  ofExpression(int[], int, Supplier<String>, Supplier<String>, Predicate<String>)方法覆蓋率100.0 %
  Expression(String[], String[], String)方法覆蓋率100.0 %
  ofExpressionArray(int[], int, Supplier<String>, Supplier<String>, Predicate<String>, int)方法覆蓋率98.7%

• 其中 MyApp.java 中

createAndOutputExpressionToFile(int, int)方法覆蓋率92.6 %

測試用例

• 本次測試生成了10000個不相同的計算式，設定的r為30。具體執行時間為783ms。

*生成的文件中檢測生成的計算式和答案是否正確

*由上圖易知，程式生成的算式與答案能夠正確匹配

結對感想

肖裕海個人感想

*首先對結對程式設計有了一個具體的認識，知道了結對程式設計如何運做，熟悉了結對程式設計的流程。

*很感謝我的搭檔景文同學，我不明白的程式碼都是靠他來教我，景文同學是一個負責，認真，樂於助人的同學。

*結對程式設計提高了我JAVA書寫程式碼的能力，對各類的理解以及上千行程式碼的專案如何進行debug有一個清晰的理解了。

鍾景文個人感想

*裕海在我寫程式碼的時候及時告訴我他的一些想法，讓我寫程式碼的時候思路更加開闊

*這次結對程式設計再次鍛鍊了我的程式碼能力，讓我能使用Java進行程式碼書寫的時候更加得心應手

*兩個人在一起的時候最重要的還是互相溝通，這次程式設計既鍛鍊了我的程式設計能力，也收穫了與隊友的友誼