结对项目——四则运算(GUI)

目录

1.仓库地址

2.开始前PSP展示

3.接口的设计

4.计算模块接口的设计与实现过程

5.计算模块接口部分的性能改进

6.计算模块部分单元测试展示

7.计算模块部分异常处理说明

8.界面模块的详细设计过程

9.界面模块与计算模块的对接

10.结对过程

11.结对编程优缺点

12.实际的PSP

1. 仓库地址

https://git.coding.net/jiapwy/newfouroperation.git

队友：胡雅馨

队友的博客地址：http://www.cnblogs.com/huyaxin/p/8776113.html

这次作业对我而言难度很大，所以十分感谢我的队友在这次结对编程中对我的帮助。通过这次作业，我也深深地意识到了自己的不足，希望接下来能学到更多知识和技能。

2.开始前PSP展示

3.接口的设计

基本概念

Information Hiding：信息隐藏指在设计和确定模块时，使得一个模块内包含的特定信息（过程或数据），对于不需要这些信息的其他模块来说，是不可访问的。

Interface Design：面向接口编程是软件工程领域常用的设计手段

Loose Coupling：基于面向接口编程，松耦合度是接口设计的目的，接口设计是松耦合度的实现手段

对于面向对象的程序设计而言，信息隐藏是一种重要的软件开发手段，它与对象的封装与模块化密切相关。在我看来，信息隐藏使得一个类把复杂的、敏感的、一旦被外界捕获可能会引起不良后果的内容封装在自身内部，这个类以外的代码得不到此类信息（通过反射等手段可能对得到），以提高程序的安全性与健壮性。

关于interface design与loose coupling

我个人感觉，这两个概念是相辅相成的，后者是前者的目的，前者是后者的实现手段。

面向接口编程是软件工程领域常用的设计手段，在这次结对作业中，我们深切体会到它的一大优点：我们只需要面向接口进行编程，代码就完美的融入了整个程序中。虽然我们刚开始并不清楚整个测试程序的工作原理与架构，但我们专注于实现它的功能，就能够达到调度的目的。

这对于一个团队而言，是非常重要的，在做一个团队项目时，有人可能负责领域模型，有人负责前台，有人负责业务逻辑，在这种MVC的设计模式驱动下，我们首先想到的就是：定义一套公共的接口，方便各个模块之间的通讯。面向接口的程序设计思想是一种有效的手段。开发可以并行进行，这样，不需要等待一个模块的完成就可以预先“使用”这个模块，极大的提高了团队的效率

5个经典的设计原则检查(SOLID)。其中的SRP(Single Responsibility Principle)要求每个模块都只有一个明确的职责。因为模块职责多，就意味着逻辑难以封闭，容易受到外部因素变化而变化，导致该模块不稳定。在本项目中，我们把涉及到计算数据的生成和求解功能提出来，形成一个独立的模块。其他的控制输入、数据可视化等功能也形成各自的模块，再通过接口把它们联系起来，这样各模块间就做到了松耦合（即修改一个模块时不需要更改其他的模块），同时也实现了不同模块间的信息隐藏（即每个模块只访问自己感兴趣的数据来实现自己负责的功能）。
  

4.计算模块接口的设计与实现过程

我们小组的计算模块接口由两个类组成

Main类：模块的主类，负责接收命令行的参数并启动程序

test类:生成符合命令行参数要求的题目

test类里有

num方法：负责随机产生定制的算式

result方法：输出文件

calculator方法：负责筛选运算过程中符合要求的式子，并计算答案

nibolan方法：中缀表达式转后追表达式

5.计算模块接口部分的性能改进

见下图

6.计算模块部分单元测试展示

测试输入是有错误的

测试分母是0

代码覆盖率：

public void testMain() {
        String[] args = {"-n","10","-m","1","100","-o","5","-c","-b"};
        String[] args1 = {"-o"};
        String[] args2 = {"-n","-m","1","100"};
        String[] args3 = {"-n","100000","-m","100"};
        String[] args4 = {"-m","1000","44","-n"};
        String[] args5 = {"-o","100"};
        String[] args6 = {"-m","-3","1"};
        new Command();
        Command.main(args);
        Command.main(args1);
        Command.main(args2);
        Command.main(args3);
        Command.main(args4);
        Command.main(args5);
        Command.main(args6);
   }

7.计算模块部分异常处理说明

我们共设计了四种异常处理，分别是出题数量异常处理，数值左边界异常处理，数值右边界异常处理和运算符数量异常处理。

（1）出题数量异常处理

当用户输入的出题数量的数值不在范围内时，提醒用户当前输入的数值不合法，要求用户重新输入。

try {

n1 = Integer.parseInt(n.getText());

if (n1 <= 0 || n1 > 10000) {

n.setText("请输入合法参数");

return;

}

flag0 = 1;

} catch (Exception a) {

n.setText("格式不正确,请重新填写!");

}

（2）数值左边界异常处理

当用户输入的出题数值左边界不在范围内时，提醒用户当前输入的数值不合法，要求用户重新输入。

try {

m11 = Integer.parseInt(m1.getText());

if (m11 <= 0 || m11 > 100) {

m1.setText("请输入合法参数");

return;

}

flag1 = 1;

} catch (Exception a) {

m1.setText("格式不合法,请重新填写!");

}

（3）数值右边界异常处理

当用户输入的出题数值右边界不在范围内时，提醒用户当前输入的数值不合法，要求用户重新输入。

try {

m22 = Integer.parseInt(m2.getText());

if (m22 < 50 || m22 > 1000) {

m2.setText("请输入合法参数");

return;

}

flag2 = 1;

} catch (Exception a) {

m2.setText("格式不合法,请重新填写!");

}

（4）运算符数量异常处理

当用户输入的运算符数量不在范围内时，提醒用户当前输入的数值不合法，要求用户重新输入。

try {

o1 = Integer.parseInt(o.getText());

if (o1 <= 0 || o1 > 10) {

o.setText("请输入合法参数");

return;

}

flag3 = 1;

} catch (Exception a) {

o.setText("格式不合法,请重新填写!");

}

8.界面模块的详细设计过程

（1）欢迎界面

在开始时，我们对GUI的理解十分少，对基本的语句功能实现都非常困难，例如GUI的Button事件都不能实现，设计也十分不美观，下面是最开始的失败界面。

在尝试了很多之后，通过不断的学习，我们改进了界面，终于做的可以看了，并且实现了一部分功能，下面附上代码和图片。

public class Main  
{     
	public static JTextField jtf =new JTextField(5); //文本框
    public Main()  
    {   
    	JMenuBar jmb=new JMenuBar();  //菜单栏
        JFrame jf=new JFrame();       //窗口
    	final JLabel jlb =new JLabel();     //标签
    	final JButton jb =new JButton();      //按钮
    	JPanel jp =new JPanel();        //容器
    	JPanel jp1 =new JPanel();   	
    	jlb.setText("出题数量");
    	jtf.getText();
    	jb.setText("生成题目  ");
    	 
    	
        
        jf.setLayout(new BorderLayout());  //布局
        jf.setSize(500, 400);  
        jf.setTitle("欢迎使用四则运算界面");
        JMenu jm=new JMenu("语言选择");    //菜单
        JMenuItem mi1=new JMenuItem("中文");  //菜单项
        JMenuItem mi2=new JMenuItem(""); 
        JMenuItem mi3=new JMenuItem("英文"); //实现选择语言功能
        jm.add(mi1);
        jm.add(mi2);
        jm.add(mi3);          
        jmb.add(jm);
        jp.add(jlb);
        jp.add(jtf);
        jp1.add(jb);
       
        ImageIcon img = new ImageIcon("src/test2/2PAA~5DRU_W_ZJG]3$R(9LN銆俻ng");
        jf.add(jp,BorderLayout.NORTH);
        jf.add(jp1,BorderLayout.CENTER);
        jf.setJMenuBar(jmb);  
        jf.setVisible(true); 
        
        mi1.addActionListener(new ActionListener() {
            @Override
            public void actionPerformed(ActionEvent e) {
            	jlb.setText("出题数量");
            	jtf.getText();
            	jb.setText("生成题目");                
            }
        });
        mi2.addActionListener(new ActionListener() {
            @Override
            public void actionPerformed(ActionEvent e) {
            	jlb.setText("出题数量");
            	jtf.getText();
            	jb.setText("go");                
            }
        });
        mi3.addActionListener(new ActionListener() {
            @Override
            public void actionPerformed(ActionEvent e) {
            	jlb.setText("please input the number of questions you want");
            	jtf.getText();
            	jb.setText("generate tests");      //完成英文版          
            }
        });
        jb.addActionListener(new ActionListener() {
            @Override
            public void actionPerformed(ActionEvent e) {
            	methodjb();                
            }
        });
    }  //完成最初界面
    public static void methodjb(){
    	new MainFrame(Integer.parseInt(jtf.getText()));
    }
    public static void main(String args[]) {  
            new Main();   //主函数调用
    }  
}

答题页面

当填写完出题数量后，再点击生成题目时，会出现另一个界面，页面包括所有生成的题目，以及结果的输入处，包括计时功能的完成，而语言选择项仍然存在，最后是生成题目按钮，当你点击按钮，运算的结果，时间就会传递给后台，而接下来的页面会进行相应判断的显示。下面附上对应代码。

最终页面

当你在题目页面点击了提交按钮，你的题目和答案会一起提交到后台，后台的计时器会停止计时，并且后台会对你的题目进行分析判断，最后提交给你一份答案页面，以及你答题所用的时间信息，还有你错误的题目的正确答案。下面附上图片和代码。

整体实现过程

public class MainFrame
{   
	Date now = new Date();
	JTextField[] jt=new JTextField[100];
	String[] strarr=new String[100];
	JLabel[] jb2 =new JLabel[100];
    public static int cuowu=0;
    int zheng1=0,cuo1=0;
    public MainFrame(final int n)  
    {   
    	JMenuBar jmb=new JMenuBar();  //菜单栏
        JFrame jf=new JFrame();       //窗口
        JPanel jp =new JPanel();
        jp.setLayout(new GridLayout(n+1,3));
        jf.setSize(400, 400);  
        jf.setTitle("四则运算");
        JMenu jm=new JMenu("Language");    //菜单
        JMenuItem mi1=new JMenuItem("中文简体");  //菜单项
        JMenuItem mi2=new JMenuItem("中文繁体"); 
        JMenuItem mi3=new JMenuItem("英文"); 
        jm.add(mi1);
        jm.add(mi2);
        jm.add(mi3);          
        jmb.add(jm);
        jf.setJMenuBar(jmb);  
        jf.setVisible(true); 
        
        for(int i=0;i<n;i++)
        {
        	jt[i]=new JTextField();
        	jt[i].getText();
        	Random rand = new Random();
        	JLabel jbi=new JLabel();
        	int ra=rand.nextInt(2)+1;
        	zhengshu zsi=new zhengshu();
        	fenshu fsi=new fenshu();
        	fsi.main(null);
        	zsi.main(null);
        	if(ra==1)
        	{
        	jbi.setText(zsi.suanshi);
        	strarr[3*i]=zsi.suanshi;
        	strarr[3*i+1]=jt[i].getText();
        	strarr[3*i+2]=zsi.z;
        	}
        	else
        	{
        	jbi.setText(fsi.suanshi);
        	strarr[3*i]=fsi.suanshi;
        	strarr[3*i+1]=jt[i].getText();
        	strarr[3*i+2]=fsi.z;
        	}
        	JLabel jb=new JLabel();
        	jb.setText("    ");
        	jp.add(jbi);
        	jp.add(jt[i]);
        	jp.add(jb);    	
        }
        
        final JLabel lbl = new JLabel();

        now.setHours(0);
		now.setMinutes(0);
		now.setSeconds(0);
        final Timer timer = new Timer(1000, new ActionListener() {
			public void actionPerformed(ActionEvent e) {
				Date now2 = new Date(now.getTime() + 1000);
				now = now2;
				SimpleDateFormat formatter = new SimpleDateFormat("HH:mm:ss");
				lbl.setText(formatter.format(now));
			}
		});
        timer.start();
        
        
        
        final JButton jb=new JButton("提交");
        JPanel jp1=new JPanel();
        
        mi1.addActionListener(new ActionListener() {
            @Override
            public void actionPerformed(ActionEvent e) {
            	jb.setText("提交");          
            }
        });
        mi2.addActionListener(new ActionListener() {
            @Override
            public void actionPerformed(ActionEvent e) {
            	jb.setText("提交");              
            }
        });
        mi3.addActionListener(new ActionListener() {
            @Override
            public void actionPerformed(ActionEvent e) {
            	jb.setText("commit");          
            }
        });
        
        jp1.add(jb);
        jp.add(jp1);
        jp.add(lbl);
        jf.add(jp);

9.界面模块与计算模块的对接

我们在这次结对项目中，通过设计了GUI类，即使用了图形用户界面来进行UI模块的设计，至于这些各种不同UI模块之间的对接，则是通过事件监听器接口来实现的。

参数传递功能

String n = JOptionPane.showInputDialog(

                                frame,

                                "输入题目的数量（1-1000）:"

                        );

                        String m = JOptionPane.showInputDialog(

                                frame,

                                "输入数值范围（1-10000）:"

                        );

                        String z = JOptionPane.showInputDialog(

                                frame,

                                "输入符号数量（1-10）:"

                        );

下面附上具体实现功能截图：

10.结对过程

因为工作量较大，我和我的结对小伙伴一早就定下了分工，虽然中间经历了一个小假期，但是我们也不时都在为这个作业而思考，在作业过程中我们遇到了很多困难，有时候一筹莫展，但好在我们一直在努力寻找解决方法，而且沟通良好，两人之间不存在任何嫌隙，最终也都如愿以偿得到了让我们比较满意的结果。下面附上我们的结对照片。

11.结对编程优缺点

优点：在结对编程中，深刻地体会到了1+1>2的含义，与个人单独编码相比，结对更加的高效，而代码变得更加有质量。当你在敲代码时，有另外一个人在不断提醒监督着你，这让自己克制了一些单独编码时不免会犯的错误，比如惰性和一些基础性的错误，同样，两个人的共进退让我们充满斗志，突破了困难局限，最终完成一项让我们自己满意的项目。

缺点：对于结对编程来说，沟通磨合是非常重要的，一旦没有有效的沟通，那结对编程便很难进行下去，而沟通一直是人与人之间的难题，我想这也算是结对编程所不可避免的缺点吧。另外，每个人编程都有自己的习惯和风格，所以当两个人在一起工作时，难免会产生矛盾就和摩擦，这也是不太容易解决的问题。

各人优缺点：

12.实际的PSP

PSP