結對編碼-軟體開發與創新課程設計

一、題目及運行環境 1.小組成員 2252331 與 2252336 2.題目小學老師要每周給同學出300道四則運算練習題。這個程式有很多種實現方式： C/C++ C#/VB.net/Java Excel Unix Shell Emacs/Powershell/Vbscript Perl Pyt ...

一、題目及運行環境
1.小組成員

2252331 與 2252336

2.題目

小學老師要每周給同學出300道四則運算練習題。
這個程式有很多種實現方式：

C/C++

C#/VB.net/Java

Excel

Unix Shell

Emacs/Powershell/Vbscript

Perl

Python
兩個運算符，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..100之間
儘可能地多設置一些條件
請兩位同學以結對編碼

我們組選擇使用Java的JSP完成這個題目。

3.運行環境

Windows 11 23H2
OpenJDK 21.0.2
IntelliJ IDEA 2023.3.4
Tomcat 10

二、運行截圖及功能展示
項目運行成功截圖

1.主頁 - index.jsp

2.練習頁面 - Exercises.java
隨機生成20道練習題

可以刷新練習題

練習結果 - mark.jsp
全對

如有錯誤題目則列出

2.點擊用戶查看練習數據 - account.jsp

項目代碼展示

MathProblem.java

package com.example.demo20240418;

public class MathProblem {
    public int frontNum;
    public int behindNum;
    public double answer;
    public String symbol;
    MathProblem(){}
    MathProblem(int a,int b,String s){
        frontNum=a;
        behindNum=b;
        symbol=s;
        CreatResult();
    }
    public void CreatResult(){
        switch (this.symbol) {
            case "+":
                this.answer=frontNum+behindNum;
                break;
            case "-":
                this.answer=frontNum-behindNum;
                break;
            case "x":
            case "*":
                this.answer=frontNum*behindNum;
                break;
            case "%":
            case "/":
                double temp= (double) frontNum /behindNum;
                String  str = String.format("%.2f",temp);
                this.answer = Double.parseDouble(str);
                break;
            default:
                break;
        }
    }
}

Exercises.java

package com.example.demo20240418;

import jakarta.servlet.RequestDispatcher;
import jakarta.servlet.ServletException;
import jakarta.servlet.http.HttpServlet;
import java.io.*;
import java.lang.reflect.Array;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Objects;

import jakarta.servlet.http.*;
import jakarta.servlet.annotation.*;
import com.example.demo20240418.MathProblem;
@WebServlet(name = "exercises", value = "/make-exercise")
public class Exercises extends HttpServlet {

     public String randomSymbol(){
         String s= "";
         double num= Math.random();
         if(num<0.25){
             s= "+";
         }
         if(num>=0.25 && num <0.5){
             s="-";
         }
         if(num>=0.5 ){
             s="*";
         }
        if(num>=0.75 ){
            s="/";
        }
         return s;
     }
     public MathProblem[] randomExercise(int num){
         MathProblem[] array = new MathProblem[num];
         for(int i =0;i<num;i++){
             //限制一些條件 除法分母不能為0
            String symbol = randomSymbol();
             int fNum = (int)(Math.random()*10);
             int bNum = (int)(Math.random()*10);
             while(Objects.equals(symbol, "/") && bNum==0){
                 bNum = (int)(Math.random()*10);
             }

            array[i]=new MathProblem(fNum,bNum,symbol);
         }
         return array;
     }
    public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException, ServletException {
        MathProblem[] exeArray = new MathProblem[20];
        exeArray = randomExercise(20);

        response.setContentType("text/html");
        PrintWriter out = response.getWriter();

        out.println("<html>" +
                "<style>\n" +
                        "    *{\n" +
                        "        width: 100%;\n" +
                        "        height: auto;\n" +
                        "        background: bisque;\n" +
                        "        transition: all 0.3s ease-in-out;\n" +
                        "    }\n" +
                        ".resultBox{\n" +
                        "    position: relative;\n" +
                        "    width: 10em;\n" +
                        "    height: 1.2em;\n" +
                        "    text-align: center;\n" +
                        "    font-size: 1.1em;\n" +
                        "    color: darkslategray;\n" +
                        "}\n" +
                        "#resultSubmit{\n" +
                        "    width: 10em;\n" +
                        "    height: 4em;\n" +
                        "    background: darkcyan;\n" +
                        "    position: relative;\n" +
                        "    align-content: center;\n" +
                        "    left:50%\n" +
                        "}\n" +"a{\n" +
                        "        font-size: 40px;\n" +
                        "        text-decoration: none;\n" +
                        "        border: 20px solid #fff\n" +
                        "        width: 30px;\\n\" +"+
                        "    }"+
                        "</style>"+
                "<body>" +

                "<a href=\"make-exercise\">刷新練習題</a>"+
                "<h1>如不能整除，請保留兩位小數 </h1>"
        );
        out.println("<form action=\"mark.jsp\" method=\"GET\">");
        //表單存用戶答案
        for(int i=0;i<20;i++){
            out.println("<h1>"+ (i+1)+"、 " + exeArray[i].frontNum+" "+exeArray[i].symbol+" "+exeArray[i].behindNum+" = "+"<input type=\"text\" name="+i+" class= resultBox></h1>");
        }


        //session存正確答案
        out.println("<input type=\"submit\" value=\"提交答案\" id=resultSubmit /></form></body></html>");
        for(int i=0;i<20;i++){
            HttpSession session=request.getSession();
            session.setAttribute(Integer.toString(i),exeArray[i]);
        }


    }
}

index.jsp

<%@ page contentType="text/html; charset=UTF-8" pageEncoding="UTF-8" %>
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>主頁</title>
</head>
<style>
    *{
        width: 100%;
        height: 100%;
        background: bisque;
        transition: all 0.3s ease-in-out;
        position: relative;
        overflow: hidden;
    }
    a{
        width: 100%;
        font-size: 200px;
        text-align: center;
        text-decoration: none;
        display: flex;
        color: dimgrey;
    }

    .user{
        float: left;
        width: 50%;
        background: aliceblue;
        align-items: center;
        justify-content: center;
    }
    .exercise{
        float: right;
        width: 50%;
        align-items: center;
        justify-content: center;
        background: bisque;
    }
</style>
<body>


<a href="account.jsp" class="user">用戶</a>
    <a href="make-exercise" class="exercise">練習</a>




</body>
</html>

mark.jsp


<%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
<%@ page import="com.example.demo20240418.MathProblem"%>
<%@ page import="java.util.*"%>
<%@ page import="java.math.BigDecimal" %>
<html>

<head>
    <title>您的最終得分</title>
</head>
<style>
    *{
        width: 100%;
        height: auto;
        background: bisque;
        transition: all 0.3s ease-in-out;
        overflow: hidden;
    }
    h1{
    color: indianred;
    }
    #score{
        text-align: center;
        font-size: 70px;
        color: cornflowerblue;
    }
    .container{
        font-size: 1.5em;
    }
    .number{
        font-size: 0.7em;
        color: darkslategrey;
    }
    button{
        width: 20%;
        height: 10%;
        position: relative;
        color: darkslategray;
        font-size: 30px;
        left: 40%;
    }
</style>
<body>
<h1>您的錯誤題目為：</h1>
<%
    int mark=0;
    double[] result = new double[20];
    double[] c_result = new double[20];
    MathProblem[] c_answer=new MathProblem[20];
    for (int i =0;i<20;i++){
    String answer = request.getParameter(Integer.toString(i)) ;
    //讓正確答案和用戶答案轉換成Double對比
     c_answer[i]= (MathProblem) session.getAttribute(Integer.toString(i));
     c_result[i] = c_answer[i].answer;
     if(!answer.isEmpty()){
         result[i]= Double.parseDouble(answer);
     }
     else {result[i]=999999.9;}
    %>
<%-- <%=result[i]%> <%=c_result[i]%><br/>--%>
<%
    if(result[i] == c_result[i]){
        mark++;
    }
    else {
        %>

<div class="container"> <span class="number">第<%=i+1%>題 </span>   <%=c_answer[i].frontNum%> <%=c_answer[i].symbol%> <%=c_answer[i].behindNum%> = <%=c_answer[i].answer%> </br></div>
<%
    }
    }
%>

<h1 id="score">本次得分：<%=mark%> / 20 </h1>
<%
    //將分數記錄進session
    int curMark = 0;
    if(session.getAttribute("mark") != null){
        curMark = (int)session.getAttribute("mark");
        mark = curMark +mark;
        session.setAttribute("mark",mark);
    }
    else {
        session.setAttribute("mark",mark);
    }

    //記錄完成題目次數
    //從session對象中獲取number
    int number=1;
    Object obj=session.getAttribute("number");
    if(obj==null){
        //設定session對象中的number變數
        session.setAttribute("number", number);
    }else{
        //取得session對象中的number變數
        number=(int) obj;
        //統計頁面的訪問次數
        number+=1;
        //設定session對象中的number變數
        session.setAttribute("number", number);
    }
%>
<button onclick='window.open("index.jsp")' >返回主頁</button>
</body>
</html>

account.jsp


<%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
<html>
<head>
    <title>用戶頁</title>
</head>
<style>
    *{
        width: 100%;
        height: auto;
        background: aliceblue;
        transition: all 0.3s ease-in-out;
        overflow: hidden;
    }
.container{
    width: 100%;
    height: 70%;
    display: flex;
    text-align: center;
    font-size: 80px;
}

    button{
        width: 20%;
        height: 10%;
        position: relative;
        color: darkslategray;
        font-size: 30px;
        left: 40%;
    }

</style>
<body>
<%
    int number=0;
    int mark =0;
    if(session.getAttribute("number") != null) {
        number  = (int) session.getAttribute("number");

    }
    int e_number = 20 * number;
    if(session.getAttribute("mark") != null) {
        mark  = (int) session.getAttribute("mark");
    }
%>
<div class="container">
    <div class="header">同學，您的做題數量為: <strong><%=e_number%> </strong></br>
    正確數量為: <strong><%=mark%> </strong>
    </div>
    <% if(number !=0){
    %>
    <div class="a">正確率高達 <strong><%=(Double.parseDouble(String.valueOf(mark))/e_number)*100.0000%> %</strong> </div>
    <%
        }
        %>
</div>

<button onclick='window.open("index.jsp")' >返回主頁</button>
</body>
</html>

三、體會
2252331：
在完成結對編碼的過程中，我們選擇了Java的JSP來實現隨機生成20道四則運算練習題的需求。主要是因為JSP用來開發與用戶互動的應用更加方便，並且比較的美觀，而且Java代碼嵌入HTML頁面中，這樣可以方便地生成動態網頁。
在項目里，我們創建了MathProblem類來處理數學問題的生成和結果計算。我們實現了一個隨機符號生成器和一個隨機練習生成器，以確保練習題的多樣性。我們還確保了除法操作時分母不為零，以避免除以零的錯誤。在Exercises類中，我們處理了HTTP請求，並生成了20道隨機練習題，展示給用戶。我們使用了HTML表單來收集用戶的答案，並使用了session來存儲正確答案，以便於之後的評分。
整個開發過程中，我們遇到了一些挑戰，比如如何有效地生成隨機但符合條件的練習題，以及如何設計一個用戶友好且直觀的界面。通過結對編程，我們能夠相互討論、解決問題，並從中學習。這種協作方式不僅提高了代碼質量，也加深了我們對Java和JSP的理解。
總的來說，這次結對編碼的經歷是非常寶貴的。它不僅提升了我們的編程技能，也加強了我們的團隊合作能力，我深知以後的項目大多都是團隊性的合作編程，所以我期待將這些合作編程的經驗應用到未來的項目中。

2252336：
我與我的同學一同參與了一個生成四則運算程式的項目，我們採用了結對編程的方式來完成這一任務。這次體驗讓我對結對編程有了更深入的瞭解，也感受到了它在編程過程中的獨特優勢。
結對編程是一種由兩個程式員併排坐在一起，共同面對同一臺電腦，一起設計、開發、測試程式的編程方法。這種方式強調溝通和協作，使得代碼的質量得到了很大的提升。
在開始編寫四則運算程式時，我們首先對程式的功能進行了討論和規劃。我們確定了要生成的運算題目的範圍、難度以及數量，並明確了程式的輸入格式。這一過程中，我們不斷交流想法，相互補充，很快就形成了一個完整的方案。
接下來，我們開始編寫代碼。我們採用分工合作的方式，一個人負責編寫主要邏輯，另一個人負責檢查代碼質量和編寫測試用例。在編寫過程中，我們不斷地進行代碼審查，確保每一行代碼都符合規範，沒有錯誤。同時，我們還一起解決了遇到的一些技術難題，如如何保證生成的運算題目不重覆、如何控制題目的難度等。
通過結對編程，我深刻體會到了溝通的重要性。在編程過程中，我們需要不斷地交流想法和進度，以確保程式的正確性和可維護性。此外，結對編程還能夠互相學習和提升。在編寫代碼的過程中，我們可以從對方身上學到一些新的編程技巧和方法，從而提高自己的編程水平。
同時，我也意識到了團隊協作的力量。在結對編程中，我們需要相互信任、相互支持，共同面對問題和挑戰。這種團隊精神不僅有助於我們更好地完成任務，還能夠增強我們的凝聚力和歸屬感。
這次結對編程的體驗讓我收穫頗豐。我不僅學到了很多新的編程技巧和方法，還提高了自己的溝通能力和團隊協作能力。我相信，在未來的學習和工作中，我會更加珍惜這種團隊協作的機會，不斷提升自己的能力和水平。