结对编程复盘-小初高数学习系统

         前言

        在之前，有做过生成小初高试卷的个人项目。在这个项目中，我花费了很多时间学习写ui界面，创建监听实现功能响应。对于javax.swing.*包下的框体Jframe以及各种轻量级组件的使用有了一些心得。可以通过对类重写达到自己喜欢的效果。监听的设置也用到很多。对按钮监听，使用actionlistener等。

        在这个过程中我也尝试对标签进行监听，发现对标签进行监听只能一个监听器对应一个标签，不然无法判断点击的哪个标签。这都是我在个人项目中获得的经验。

        这次结对编程我和我的partner乔祥硕经过商量，这次他负责整个程序框架的构建和ui设计，我就负责我前期个人项目的弱项：题目的生成以及结果的运算部分，相当于对彼此的弱项进行加深巩固，达到共同提高的目的。

        言归正传

        前期：

        队友乔祥硕思路清晰，将程序分为了一下几个部分：短信验证码功能实现、UI界面实现、出题功能的实现、题目正确答案的计算与四个选项的给定。他负责登录界面，短信验证，修改密码选择出题类型和做题界面的设置。承担了整个程序框架，和大部分工作。这里实名点赞。

       整体的框架由乔构建，我负责给出题目和正确结果以及四个选项。那么两个人如何实现精准对接，如何统一接口，是我们起先考虑的问题。在这里，经过深思熟虑，我们决定他传给我一个String型的出题类型，和一个int型的出题数目。而我就以链表的形式存储题目、正确答案、模拟出的四个选项。然后在通过出题类调用链表存储数据。在他那边通过调用出题类就可以取出链表中的值显示在做题界面上。

      商定好之后，我就开始我的工作：出题、算答案。

 

      中期：

      在这里对于随机生成计算式我就不过多的赘述了。我将重点的精力放在了如何计算一个有根号、平方、乘号、除号、sin、tan、cos、+、-、多重括号的式子。

      兵马未动、粮草先行。打赢一场仗的必备条件就是要充足准备。 我在网上查了一些相关资料，大部分都是用逆波兰表达式求解。实际上就是通过定义优先级，然后入栈出栈，以计算机习惯的顺序进行计算。大概看懂了，但是又觉得索然无味。没有采用。

      在partner-乔祥硕对操作数进行运算的思路下，我进行了实际的探索和深挖。最终完成了最后的计算代码。

      算法简析：

      先不去理会根号，我们知道对于加减乘除、根号、平方、三角函数中，根号和平方、三角函数优先级更高，接着才是加减乘除。如果我们以操作数为操作对象，那么就是先对他的根号、三角函数、平方进行处理。形成只有加减乘除的运算，再乘除，最后加减。看起来很简单对吧。

      但是遇到括号怎么办呢？

      解决方法就是把括号整体看做一个操作数来处理。

     那么问题又来了，括号里的式子的值是不知道的，我们怎么对她进行运算处理呢？

      解决就是递归！

      通过递归返回括号里表达式的值，作为当前的一个操作数，进行运算。

       A op  B op (c+d) op E

       如以上式子，总共记做4个操作数。我们对其进行前后遍历，运算去掉根号，三角运算，平方。然后就如最开始一样运算。

       当然这是一个String型，运算还是很复杂的。下面写下算法步骤。

      1.定义一个运算函数 double Calculate(char []ch,left,right) ch是字符串数组名，left,right是左右括号的位置。为什么这样，是为了方便递归。如果刚开始的式子是没有左右括号的，可以先加上在用这个函数处理。函数会返回当前括号中表达式的值。

      2.定义三个数组，记录每个操作数的起始位置、终止位置、值。对于非括号的操作数取他的值很简单，对于括号，其value[k]=Calculate(char []ch,left,right)；

      3.对每个操作数前后进行遍历，对根号、三角函数、平方进行运算，之后更改value的值，并相应的扩展该操作数的起始位置。

      4.经过如上操作后，每个操作数与操作数起始位置之间完全由加减乘除连接。我们从左到右遍历当前范围的字符串，找到乘号或者除号，就通过起始位置的比对，找到前一个操作数和后一个操作数，将运算结果存在后一个操作数的value里，然后将其起始位置更改为前一个操作数的起始位置。并将前一个操作数value清0.

     5.最后遍历操作数、如果起始位置之前是加号就加到answer里，减号就从answer里减去。没有加减就直接加到结果里。并将answer return.

     思路如上，代码还在整理中就先不上传了。希望看到的朋友也可以尝试一下这个思路写一个自己的计算器。

    后期：

    后期工作主要是查找bug，出一下很奇葩的式子来完善结果。在我和partner乔祥硕找到了一下bug，并全部解决。

    1.选项随机出重复

    2.由于随机选项是参照正确答案，当正确答案为0，选项也为0.

    3.对于多重括号嵌套的优化。

    4.如果答案为整数，随机出的选项却有可能是小数的问题。这种题一眼看出答案，视为bug。

    5.根号下数值为负数，或者分母为0，或者tan90度的避免，以及科学计数法的不完全显示问题。我们通过判断，如果出现这种题就重出。

       我们针对以上bug都已经完成修复。助教如果看到了可以亲自验证。嘿嘿。

    最后万分感谢我的partner ,跟着他我确实学到了很多，算法的提升、函数的命名规范等。