結對程式設計——小學四則運算練習題小程式

天才二等兵發表於2024-04-21
程式設計

程式要求如下：
小學老師要每週給同學出300道四則運算練習題。兩個運算子，100 以內的數字，不需要寫答案。
需要檢查答案是否正確，並且保證答案在 0..1000 之間。

本程式有Java語言實現：

點選檢視程式碼 
import java.util.*;

public class Practice {
    private Random random = new Random();
    private static final int WEEKLY_QUESTIONS = 301;
    private static final int DAILY_QUESTIONS = WEEKLY_QUESTIONS / 7;

    public static void main(String[] args) {
        Practice quiz = new Practice();
        quiz.startQuiz();
    }

    public void startQuiz() {
        Calendar calendar = Calendar.getInstance();
        System.out.println("今天的日期是：" + calendar.get(Calendar.YEAR) + "年" + (calendar.get(Calendar.MONTH) + 1) + "月" + calendar.get(Calendar.DATE) + "日");

        System.out.println("今天需要練習的題數為：" + DAILY_QUESTIONS);

        int questionsToday = 0;
        while (questionsToday < DAILY_QUESTIONS) {
            String question = generateQuestion();
            double correctAnswer = evaluate(question);
            System.out.printf("題目：" + question.replace("/", "÷").replace("*", "×")+" = ");
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            String userAnswer01 = scanner.nextLine();
            double userAnswer = parseDoubleSafely(userAnswer01 , 0.0);
            if (Math.abs(userAnswer - correctAnswer) < 0.001) {
                System.out.println("回答正確！");
            } else {
                System.out.println("回答錯誤，正確答案是：" + (int)correctAnswer);
            }
            questionsToday++;

        }
        System.out.println(calendar.get(Calendar.YEAR) + "年" + (calendar.get(Calendar.MONTH) + 1) + "月" + calendar.get(Calendar.DATE) + "日已經完成" + DAILY_QUESTIONS+ "道題目");
    }

    private String generateQuestion() {
        int a = random.nextInt(100) + 1;
        int b = random.nextInt(100) + 1;
        int c = random.nextInt(100) + 1;
        String[] operators = {"+", "-", "*", "/"};

        String op1 = operators[random.nextInt(4)];
        String op2 = operators[random.nextInt(4)];

        // 確保除法可以整除
        if (op1.equals("/")) {
            b = adjustForDivision(b);
        }
        if (op2.equals("/")) {
            c = adjustForDivision(c);
        }

        String question = String.format("%d %s %d %s %d", a, op1, b, op2, c);
        // 驗證結果是否在 0-1000 之間
        if (evaluate(question) < 0 || evaluate(question) > 1000) {
            return generateQuestion(); // 重新生成
        }
        if(evaluate(question)%1!=0)
        {
            return generateQuestion(); // 重新生成
        }
        return question;
    }

    private int adjustForDivision(int number) {
        return number == 0 ? 1 : number;
    }

    private double evaluate(String question) {
        String[] tokens = question.split(" ");
        int a = Integer.parseInt(tokens[0]);
        String op1 = tokens[1];
        int b = Integer.parseInt(tokens[2]);
        String op2 = tokens[3];
        int c = Integer.parseInt(tokens[4]);

        // 根據運算子優先順序進行計算
        double result = 0;
        if (op1.equals("*") || op1.equals("/")) {
            result = applyOperation(a, b, op1);
            result = applyOperation(result, c, op2);
        } else if (op2.equals("*") || op2.equals("/")) {
            double temp = applyOperation(b, c, op2);
            result = applyOperation(a, temp, op1);
        } else {
            result = applyOperation(applyOperation(a, b, op1), c, op2);
        }
        return result;
    }

    private double applyOperation(double x, double y, String operator) {
        switch (operator) {
            case "+": return x + y;
            case "-": return x - y;
            case "*": return x * y;
            case "/": return x / y; // 已保證 y 不為 0
        }
        return 0;
    }
    private static double parseDoubleSafely(String str) {
        return parseDoubleSafely(str, Double.NaN); // 如果發生錯誤，返回NaN
    }

    private static double parseDoubleSafely(String str, double defaultValue) {
        try {
            return Double.parseDouble(str);
        } catch (NumberFormatException e) {
            return defaultValue;
        }
    }
}

執行結果：


每次使用者使用時，會顯示實時日期以便記錄，隨機生成一定數量的練習題，每次回答會有提示，正確或錯誤，回答錯誤時會返回正確答案。

以下是對結對程式設計的見解：
本次結對程式設計的專案，是設計一個有關小學四則運算練習題的程式，我與XXXXXXX（學號）同學共同完成。
透過本次的程式編寫，有了對結對程式設計的以下理解：

一、好處：
1.減少錯誤率： 由於兩個人共同審查和編寫程式碼，可以減少bug的產生。一個人可能會忽略一些潛在的問題，而結對程式設計可以讓另一個人及時發現並解決。
2.知識共享： 結對程式設計有助於團隊成員之間的知識共享。每個人都能從對方的經驗中學習，並且在解決問題時可以共同思考和交流想法。
3.提高程式碼質量： 結對程式設計可以促進良好的編碼實踐，可以編寫可維護性更強、邏輯更清晰的程式碼。
4.增強團隊合作能力： 結對程式設計需要團隊成員之間密切合作，這有助於提高團隊的協作和溝通能力。
5.即時反饋： 由於兩個人一起工作，可以立即給出反饋，這有助於快速解決問題和調整方向，如在XXXXXXX（學號）程式設計程式碼的過程中，忽略了生成的隨機數要小於100這個條件，我及時發現並反饋。

二、缺點：
1.不適用於所有任務： 結對程式設計可能不適用於所有型別的任務，例如一些獨立性較強的任務可能更適合個人完成。
2.潛在的意見分歧： 在結對程式設計過程中，可能會出現意見分歧或者溝通不暢的情況，這可能會影響開發效率，如我和XXXXXXX（學號）對執行結果實現的意見不同，題目要求一週為界限，一週300道練習題，我的解決辦法是讓使用者每次使用時輸入自己想要的題數來練習，而XXXXXXX（學號）的解決辦法是每次使用者使用時隨機生成小於等於300道數目的練習題。
3.可能導致疲勞： 長時間的結對程式設計可能會導致開發者疲勞，因為持續的集中和合作需要較高的精力。

三、體會：
1.共同成長： 結對程式設計是一種共同成長的過程，透過和他人合作，我學會了傾聽、解釋和接受不同的觀點，這對我的成長很有幫助。
2.提高效率： 在結對程式設計中，我發現兩個人共同工作可以更快地解決問題，因為我們可以同時考慮多種解決方案並及時互相提出反饋。
3.更高的程式碼質量： 結對程式設計有助於確保程式碼質量，因為我們在編碼過程中不僅僅是編寫程式碼，還在不斷審查和改進程式碼，這有助於減少bug的產生。
4.挑戰與成就感： 結對程式設計也帶來了挑戰，但當我們共同克服困難併成功完成任務時，也會有一種成就感和團隊凝聚力的增強。

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