這個作業的要求來自于：https://edu.cnblogs.com/campus/gzcc/GZCC-16SE2/homework/2232。
我結對同伴的姓名：郭曉瑩 學号：201606120105 部落格：https://www.cnblogs.com/kunnkkk/p/9809435.html
本次作業的代碼在我的同伴郭曉瑩的github位址：https://github.com/kunnkkk/16rg。
開發環境：IntelliJ Idea。
我們選取了5個方向，分别為：
- 使用者答題結束以後，程式可以顯示使用者答題所用的時間；
- 使用者可以選擇出題的個數（最多不能超過5個題目），答題結束可以顯示使用者答錯的題目個數和答對的題目個數；
- 程式可以出單個整數階乘的題目：如：4!=24；
- 程式可以設定皮膚功能，可以改變界面的顔色即可；
- 程式可以設定答題時間，時間設定為整數，機關為秒，最大不能超過120秒，若超過了答題時間未答題，則提示：時間已到，不能答題。
分工：我負責Java使用者界面設計以及第2、3、4方向的實作，我的同伴負責第1、5方向的實作以及調試、修改程式的一些小錯誤。除此之外，我們還嘗試制作了web版本的系統，我的同伴運用JavaScript的知識對本次作業進行了網頁設計和制作基本要求、答題數目選擇和答案顯示及階乘的功能，而我負責運用JavaScript知識進行設定答題時間和倒計時功能的實作。本次作業最主要的檔案是CalculationsSystem！另外一個是我們額外做的！助教可以打開兩個檔案進行運作。
第一部分：需求分析
從個人項目出發，将程式改裝成一個單機帶使用者界面（不是控制台）的程式，這個程式最基本要達到：
- 生成題目，單個題目最多不能超過4個運算符，操作數小于100；
- 使用者可以輸入答案；
- 若使用者輸入答案正确，則提示正确；若答案錯誤，則提示錯誤，并要提示正确答案是多少。
第二部分：概要設計
（1）Java Class類算法設計說明：
public class FourCalculations {...}
随機生成最多不能超過4個運算符，操作數小于100的單個四則運算式，并且能進行正确答案的計算。
public class FactorialCalculations {...}
設定随機數種子随機産生一個範圍在1~20的數字，并且能進行正确的階乘運算。
public class JudgeLabel extends JLabel {...}
建立一個JudgeLabel類用于顯示圖示“√”和“×”，若使用者在答案區輸入的答案正确，則圖示為“√”，若使用者在答案區輸入的答案錯誤，則圖示為“×”。
public class Window extends JFrame implements Runnable {...}
設計非控制台的使用者界面，初始化各類按鈕，主函數就在這個類裡面，程式的執行從主函數裡的代碼語句開始。
（2）Java Class類之間的調用關系：
第三部分：詳細設計
（1）
public int generateCorrectAnswer(List<String> operators, List<Integer> operations) {
//周遊運算符容器，完成乘除運算
for (int i = 0; i < operators.size(); i++) {
String operator = operators.get(i);
if (operator.equals("*") || operator.equals("/")) {
operators.remove(i); //乘除符号将其從集合中移除
int operateLeft = operations.remove(i); //拿運算符左側的數字
int operateRight = operations.remove(i); //拿運算符右側的數字
if (operator.equals("*"))
operations.add(i, operateLeft * operateRight);
else
operations.add(i, operateLeft / operateRight);
i--; //運算符容器的指針回到原來的位置,防止跳過下一個運算符
}
}
//周遊運算符容器，完成加減運算，當運算符容器為空時，運算結束
while (!operators.isEmpty()) {
String operator = operators.remove(0);
int operateLeft = operations.remove(0);
int operateRight = operations.remove(0);
if (operator.equals("+"))
operateLeft = operateLeft + operateRight;
else
operateLeft = operateLeft - operateRight;
operations.add(0, operateLeft);
}
return operations.get(0);
}
這個方法的作用是計算四則運算式的正确結果，首先周遊存儲在operators清單中的所有運算符，當有乘除時，就取出operations清單中位于此符号的左右兩側的操作數，然後進行四則運算。計算結束後要将此運算符和操作了的兩個操作數從清單中移除，運算符容器的指針回到原來的位置。周遊完所有的乘号和除号後，再周遊operators清單中的所有加号和減号。
（2）
//随機産生的階乘數字
public int generateFormula() {
Random random = new Random();
int num = random.nextInt(19)+1;
//計算階乘結果
int result = 1;
for (int i = 1; i <= num; i++) {
result*= i;
}
correctAnswerList.add(String.valueOf(result));
return num;
} 這個方法的作用是産生一個範圍在1~20的随機數，進行階乘運算，将最終得到的int整型運算結果result轉換成String字元串類型。
（3）
private void markingPapers() {
if(fourCalculation == true) {
for (int i = 0; i < answerArea.length; i++) {
//System.out.println("answer:"+fourCalculations.correctAnswerList.get(i));
//System.out.println("input:"+answerArea[i].getText());
if (answerArea[i].getText().equals(fourCalculations.correctAnswerList.get(i))) {
judgeLabel[i].setImageUrl("./FourOperations/src/main/img/right.png"); // 正确，顯示“√”圖示
numT++;
}
else {
//answerArea[i].setText("錯");
judgeLabel[i].setImageUrl("./FourOperations/src/main/img/error.png"); // 錯誤，顯示“×”圖示
answerArea[i].setText(fourCalculations.correctAnswerList.get(i)); //将使用者輸入的錯誤答案修改為正确答案
numF++;
}
}
}
else{
for (int i = 0; i < answerArea.length; i++) {
//System.out.println("answer:"+fourCalculations.correctAnswerList.get(i));
//System.out.println("input:"+answerArea[i].getText());
if (answerArea[i].getText().equals(factorialCalculations.correctAnswerList.get(i))) {
judgeLabel[i].setImageUrl("./FourOperations/src/main/img/right.png"); // 正确，顯示“√”圖示
numT++;
}
else {
//answerArea[i].setText("錯");
judgeLabel[i].setImageUrl("./FourOperations/src/main/img/error.png"); // 錯誤，顯示“×”圖示
answerArea[i].setText(factorialCalculations.correctAnswerList.get(i)); //将使用者輸入的錯誤答案修改為正确答案
numF++;
}
}
}
} 這個方法主要是進行答案判斷的。首先判斷使用者進行的是四則運算操作還是階乘運算操作，接着從答題區answerArea[]中取出使用者輸入的答案與标準正确答案進行對比，若相同，則在圖示區顯示“√”，若不相同，則表示使用者計算結果不正确，圖示區顯示“×”，并且将答題區使用者原先輸入的答案修改為正确答案。
（4）
public void run() { // 完成時間計時
int second = 0;
int minute = 0;
String time;
timeLabel.setText("用時 00:00"); // 初始化用時
while (true) {
try {
Thread.sleep(1000); // 按時間設定
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
second++;
if (second == 60) {
second = 0;
minute++;
}
if (minute < 10) {
time = "用時 " + "0" + minute + ":";
} else {
time = "用時 " + minute + ":";
}
if (second < 10) {
time = time + "0" + second;
} else {
time = time + second;
}
if (minute == 2) { // 如果時間到120s，使用者還未答完題，提示資訊
JOptionPane.showMessageDialog(this, "時間已到，不能答題！");
submit();
return;
}
timeLabel.setText(time);
}
} 這個方法是設定時間線程顯示使用者答題時間，若使用者在120s時仍未答題結束，則彈出提示框提示使用者“時間已到，不能答題！”。
（5）
// 背景色按鈕
JButton changeButton = new JButton("背景色");
changeButton.setBounds(startX, startY+step*5, width, height);
changeButton.addMouseListener(new MouseListener() {
@Override
public void mouseClicked(MouseEvent e) {
Color color = JColorChooser.showDialog(outPanel, "背景色", outPanel.getBackground()); // 彈出顔色界面供使用者自由選擇背景色
if (color != null) {
outPanel.setBackground(color);
}
} 這個方法是設定使用者界面的背景色，當使用者單擊“背景色”按鈕時，會顯示一個顔色選擇界面，使用者選擇合适的背景色之後單擊“确認”按鈕，背景色就會改變。
第四部分：調試報告
（1）問題：
一開始我們兩個成員都沒有仔細看清楚作業題目的基本要求，于是就選取了四個方向在第一次作業的基礎上進行完善修改。在我們大概要完成作業時，多虧一位同學發現我們采用Visual C++進行程式設計的，于是提醒我們用這個軟體無法自行建立非控制台的使用者界面，而作業明确要求是“非控制台”。是以，經過商量我們決定采用Idea進行Java程式設計，重頭開始。
在進行使用者界面設計時，因為我設定的變量參數不當，導緻許多按鈕出現重合以及按鈕排列順序混亂等問題。經過我同伴的耐心指點，我才知道如何正确選取恰當的參數，并成功修正過來。其次，在做本次作業之前我還未運用Java語言進行過界面皮膚功能設定，是以剛開始是很迷茫的，詢問了班上幾個實力比較強的朋友也未能成功解決此問題。于是我便上網查資料，通過浏覽網友的一些代碼，再結合JDK文檔我才發現其實改變背景色是很容易的。Java本身提供了JColorChooser.showDialog()類和方法，通過調用此方法便可以實作選擇背景色和修改背景色的功能。
最後，是我在運作程式時發現當使用者選擇階乘運算，單擊“送出”按鈕後，在圖示區無法顯示“√”和“×”，也就是程式無法判斷使用者輸入結果和标準答案是否一緻。經過調試代碼我發現是因為使用者輸入的值我将它放在JTextField類的setText()方法中，也就是說使用者輸入的結果是儲存在String類型中的，而階乘運算的正确運算結果是儲存在int類型中，兩個類型不一樣的數無法進行比較。于是我在FactorialCalculations類中添加correctAnswerList.add(String.valueOf(result))代碼，将階乘運算的正确結果轉化成String類型，問題得以解決。
（2）程式調試結果：
使用者界面：
使用者單擊“背景色”按鈕，改變界面顔色：
當使用者在空白文本框中輸入的題目數大于5時，文本框出現提示資訊。當使用者單擊文本框時，文本框提示資訊清空，使用者可重新輸入題目個數：
使用者選擇“目前：四則運算”，單擊“開始”按鈕，進入答題界面，程式開始計時：
當使用者輸入答案，單擊“交卷”按鈕時，程式會判斷使用者輸入是否正确：
當時間達到120s時，使用者仍未單擊“交卷”按鈕，程式會出現提示框：
使用者選擇“目前：階乘”，單擊“開始”按鈕，進入答題界面，程式開始計時：
web版首頁選擇答題數目與類型：
web版選擇題目數量進入簡單運算，120秒倒計時開始，輸入結果：
web版選擇題目數量進入階乘運算，120秒倒計時開始，輸入結果對比後判斷對錯和計算用時，确定傳回首頁：
web版答題超過120秒時按确認傳回首頁：
第五部分：統計表與總結
（1）統計表：
| PSP2.1 | Personal Software Process Stages | 預估耗時(分鐘) | 實際耗時（分鐘） |
| Planning | 計劃 | 420 | |
| · Estimate | 估計這個任務需要多少時間 | ||
| Development | 開發 | ||
| · Analysis | 需求分析 (包括學習新技術) | 30 | 15 |
| · Design Spec | 生成設計文檔 | ||
| · Design Review | 設計複審 | 20 | 40 |
| · Coding Standard | 代碼規範 | 120 | |
| · Design | 具體設計 | 35 | |
| · Coding | 具體編碼 | 400 | |
| · Code Review | 代碼複審 | 100 | 60 |
| · Test | 測試（自我測試，修改代碼，送出修改） | ||
| Reporting | 報告 | 125 | |
| Test Report | 測試報告 | ||
| ·workload | 計算工作量 | ||
| ·correction | 并提出過程改進計劃 |
（2）結對工作的照片：
（3）結對程式設計項目總結：
在這次結對程式設計項目設計中，我和我的同伴都遇到了不少困難，但是在我們的堅持和虛心請教中都得到順利解決。本次項目設計中，我發現理論必須和實踐相結合，才能真正學會軟體設計，才能完成一個課題。在這次設計中我查閱了網上許多關于Java程式設計的知識，反複看了JDK文檔很多次，也參考了其他學生的相關部落格，總結了自己與他們的經驗，快速掌握了本次結對程式設計項目設計的整體思路。在完成這個項目的過程中，加深了我對Java語言知識的充分運用以及了解，使自己的程式設計水準得到了一定的提高，在處理問題方面的能力也提高了。
更重要的是，我和我的同伴為了提升自我能力，在時間充裕的情況下進行了web版本項目設計，但是因為能力和時間有限，有關功能的子產品沒有來得及實作。但是在她制作網頁的過程中我跟着她學到了很多前端的知識，和同伴在本次合作中十分愉快。我們合理分工，互相幫助，沒有出現很大的分歧，也沒有互相推卸責任等，這次合作讓我獲益匪淺，收獲知識，更收獲了友誼。
我們在此項目上實作了最多四個運算符的四則運算操作，也就是針對助教在我第四次作業中提出的問題而進行完善。這個程式還存在諸多不足之處----在現實中許多功能現在還沒有實作，還有不少需要進一步完善的操作等等，可能是因為經驗不足，對問題預期不夠等一些不可預見的原因所緻，這些都是我和我同伴在接下來的學習和實踐中要汲取的教訓。