【补充】第一次个人项目出现的bug

新程序包下载（密码：4kp6）

>>>>>直接上代码，问题出在随机分数的生成上，确实出现了一些非常鱼唇的错误，不过已经提交了就没办法了，在这里发出来仅供参考吧：

修改前：

public static Fraction nextFrac(int width, Random seed)
        {
            Random rd = seed;
            int down1 = (int)(rd.NextDouble() * (width - 1) + 1);//随机生成低于width的分母
            int quo1 = (int)(rd.NextDouble() * (width - 2) + 1);//随机生成低于width-1的带分数整数部分
            long up1 = (long)(rd.NextDouble() * (width - 1) + 1);//随机生成低于width的分子 8             up1 += quo1*down1;
            return new Fraction(up1, down1);
        }

修改后：

public static Fraction nextFrac(int width, Random seed)
        {
            Random rd = seed;
            int down1 = (int)(rd.NextDouble() * (width - 1) + 1);//随机生成低于width的分母
            long up1 = (long)(rd.NextDouble() * (width *down1-1) + 1);//随机生成低于分母*width的分子7             return new Fraction(up1, down1);
        }

对于随机数元素的生成范围，第一次要求作业中有如下规定：

使用 -r 参数控制题目中数值（自然数、真分数和真分数分母）的范围，例如

 

Myapp.exe -r 10

 

将生成10以内（不包括10）的四则运算题目

对于我之前的处理方法，即 分数 = 整数[1,width-1)+ 分子[1,width)/分母[1,width)

其值域实际上为[1,2*width-2)，而且导致生成的分数至少大于1，实际上少了很多种情况...............................................

特别的，当width取2时，由于width-2=0，随机数失去意义，这样取值范围就固定变成了[1,2]，这就与老师在课程要求上的说明冲突了；

同理可得:

int down1 = (int)(rd.NextDouble() * (width - 1) + 1);
long up1 = (long)(rd.NextDouble() * (width *width-1) + 1);

这样的处理方式也是存在问题的，值域实际上变成了[1,width^2)

值得说明的一点是，仍然保留了random*(width-1)+1这一设定，以规避分母或分子为0的情况，主要是为了减少无意义操作数（0）的出现频率和规避一些不合法情况

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程序设计过程中出现的其他Bug汇总：

 

1.　　当范围较大，读取表达式计算结果时，容易出现分子超int范围的情况，笔者在之前的博客中已经提到过，为了支持足够的范围，需要采用Long整型存储分子分母，因为计算过程中可能出现超int范围的分子分母结果，因此相应的，读取答案的时候，我们也要采用Int64.Parse来录入结果，并用相应的Long型变量存储，而非常用的Int32.Parse（感谢乾麻提醒）

 

2.　　求最大公约数，也即约分的方法一定要考虑传入参数含0的情况，以及，需要考虑，对于公约数为0的情况，约分时应当怎样处理，是否需要报异常等

 

3.　　对于计算模块，自栈顶向下逐步运算时(从中缀表达式的角度来看就是从右往左算)，一定要考虑前一个操作符是否为“-”号，对于没有添加括号的情况，盲目按序运算会导致错误 如 （3-2-1），当计算完一个括号内的值后，需要取前一个运算符判断是否为×或÷，因为在这两个符号后面跟括号的情况下，其运算会被延后，一旦其后所跟的括号内式子得出结果，该运算应当被首先考虑。

需要注意的是，如果不对每个生成的子表达式加上括号，其实际运算优先顺序可能与表达式建立过程不符。 如e=>e1÷e2=>e3÷e4÷e2=>3÷2÷1 (减法同)

非常建议生成一些不加括号，运算符也多于3的中缀表达式，对于检查计算模块的正确性很有帮助

例如：6×5+8÷（3-2) ;　

213'3/5 - 65×(3+5-(2)-4)

为了批量检查计算模块的正确性，可以使用excel，这里分享一下具体的用法：

S1：

我们需要对程序做一点点扩展，使其通过命令行的控制，能够输出同时被excel和计算模块解析的式子

也即：将生成带分数全部转为假分数形式，并括起来（避免除法过程的二义性）

笔者做法如下：

 

class user {
    ...
        public static bool mixed = false;
    ...
class program {
    ...
        if (args[i] == "-m")
                {
                    user.mixed = true;//命令行参数控制是否以假分数形式输出
                }
    ...
        ExerciseWriter.Write((j + 1).ToString() + ". \0\t" +         expStr.getExpStr() + "\r\n");
         AnswerWriter.Write((j + 1).ToString() + ". \0\t"  + answer1 + "\r\n");//输出制表符，这样直接粘到Excel里会变成两列，表达式和序号就直接分离了
                    
class Fraction { public String express()
        ...
            long quo = up / down;
            long res = up % down;
            String s = "";
            if (user.mixed) return (s = "(" + up + "/" + down + ")");
            else ...//正常输出 
        ...        

 

需要注意的是，因为有制表符的存在，所以读取式子用replace去除空白符应当用“\\s+”匹配而不是空格“ ”

S2

将式子粘到excel里，会发现自动分成两列了（比如A、B两列吧），然后我们用excel自带的查找替换工具，将B列表达式出现的×÷替换为*/；

在C列输入 =”=“&B1，并拖动格式手柄应用到其余行（如果数字太大，就拖滚动条到表格底部，用shift选中底部到头部的所有单元格，按ctrl+d即可）

再按ctrl+c复制，粘贴选择左上角粘贴选项里的 ”粘贴数值——值“,使用查找替换工具，将”=“替换为”=“，所有表达式的值就悉数计算出来了；

S3

 

采用同样的办法把答案复制到D、E列，并用同样的办法求其值（答案实际上多为分数，可以看成一个简单表达式），用S2的办法求其值；

再在F列中计算C列，E列两列值之差并用sum求和，如sum为0，则基本可以确保程序的计算模块已经完全没有问题了

 

4.　　在用Dictionary<String Answer ,List<String> usedCase>这一数据结构时发现索键求值的过程存在很多数据错误，经过仔细的检查，发现问题在于将List对象Add到Dictionary里的时候，直接传引用作为值放进去了，因为笔者的程序设计的时候，只有一个usedCase随表达式生成函数传入,clear,add,传出，那么无疑所有键的键值都是这一个List，它被修改的话相应的Dictionary里的所有键键值就会被修改，所以实际上作为value传入的时候是需要通过拷贝构造的，至于中间出现的数据混乱情况，可能是在修改这一模块时只修改了一部分所致吧。

 

5.　　计算表达式时，为了避免栈空取值的情况，需要时刻关注栈的容量，但有一个简洁的办法可以改善性能，那就是预置栈底元素(比如#之类的作为标记)，这样只需访问栈中的一个值而不是全部

 

6.　　对于负分数的表示形式，应规范成仅分子为负或仅整数部分为负（读入78/-4，转为-20'1/2或-39/2），假分数转换成带分数的时候，因为分子由取余操作产生，其值可能为负，这种情况下，需要手动让分子加上分母的值，然后整数部分-1来简约形式，避免-5’-39/78这种情况的产生，恰恰因为我们的项目要求里对减法做了约定来规避负数的产生，这一点才不容易被发觉，试着生成一些负分数的String表示形式，或者让分子，分母，整数部分取0，看看会有怎样的结果

 

7.　　养成好习惯，随手关门，随手close

Ps：如果输入文件路径无效试着转绝对地址吧，方法为System.IO.Path.GetFullPath(YourAddress)，另外输出文件时需统一编码（再次感谢乾麻提醒），如：

StreamWriter GradeWrite = new StreamWriter(Grade, System.Text.Encoding.Unicode);

 

8.　  通过Opnum和OpLim控制表达式的推导生成过程，显然，当Opnum = 0的时候应规避 e=>n的文法规则，当Opnum = OpLim时应规避二元式的生成，并在当前表达式已经被括号括起来的情况下，规避e=>(e)的文法规则来避免括号冗余，以避免增加计算模块负担

 

9.　　一个比较常见的情况是生成表达式的时候，明明用了random却出现了大规模的重复情况，这是因为random生成随机数是基于当前系统时间的，由此生成一个伪随机序列，如果程序执行的效率高，同时又有多个random对象被新建用于生成随机数的话就会出现重复，对于这样的情况，最好的办法是全程只用一个random对象，让其作为随机种子传入即可

 

10.　　暂时只注意到这么多，有新的会补充