软件工程——四则运算练习题

通过Java来设计实现该程序

package cal;

import java.util.Scanner;
import java.util.Stack;

import com.sun.xml.internal.ws.api.streaming.XMLStreamReaderFactory.Default;

public class Practice1 {

    public static void main(String[] args) {
        
        int num[] = new int[3];
        char op[] = new char[2];
        int on[] = new int[2];
        boolean isExist[][][][][] = new boolean[100][100][100][4][4];
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入题目数量");
        int n = sc.nextInt();
        for(int k=0;k<n;k++)
        {
            
            Practice1 p = new Practice1();
            int opNum[] = new int[2];
            
            num[0] = p.getNum();
            opNum[0] = p.getOpNum();
            op[0] = p.getOp(opNum[0]);
            num[1] = p.getNum();
            while(op[0]=='/' && num[1]==0 )  //防止被除数为0
            {
                num[1] = p.getNum();
            }
            
            opNum[1] = p.getOpNum();
            op[1] = p.getOp(opNum[1]);
            num[2] = p.getNum();
            while(op[1]=='/' && num[2]==0) //同上
            {
                num[2] = p.getNum();
            }
            
            
            if(isExist[num[0]][num[1]][num[2]][opNum[0]][opNum[1]])  //防止重复
                k--;
            isExist[num[0]][num[1]][num[2]][opNum[0]][opNum[1]] = true;
            
            String str1 = num[0]+""+op[0]+""+num[1]+op[1]+""+num[2]+"=?";
            String str2 = num[0]+""+op[0]+""+num[1]+op[1]+""+num[2];
            
            //Info info = new Info(num[0],num[1],num[2],op[0],op[1]);
            //System.out.println(str2);
            
            calculator cal = new calculator();
            double res = cal.calculate(str2);
            if(res>100 || res<0){
                k--;
                continue;
            }
            System.out.println(str2+"="+res);

    }
    }
    public char  getOp(int opNum)
    {
        switch (opNum)
        {
            case 0:
                return '+';
            case 1:
                return '-';
            case 2:
                return '*';
            case 3:
                return '/';
        default:
            return '=';
        }
    }
    public int  getOpNum()
    {
        int opNum = (int)(Math.random()*100%4);
        return opNum;
    }
    public int getNum()
    {
        int num = (int)(Math.random()*100%100);
        return num;
    }
  
}

package cal;

import java.util.Stack;

public class calculator {
    public int priority(char c){
        switch (c){
        case '+':
            return 1;
        case '-':
            return 1;
        case '/':
            return 2;
        case '*':
            return 2;
        }
        return 0;
    }
    public double calculate(String str) {
    
        String num="";
        String strs[] = new String[15];
    
        Stack<String> ops = new Stack<String>();
        Stack<Double> d = new Stack<Double>();
        int len=0;
        for(int i=0;i<str.length();i++){  
               if(str.charAt(i)>='0' && str.charAt(i)<='9'){
                   num+=str.charAt(i);
               }else {
                   strs[len++] = num;
                   char op = str.charAt(i);
                   if(ops.empty() || getPriority(""+op)>getPriority(ops.peek())){
                       ops.push(""+op);
                   }else{
                       while(!ops.empty() && getPriority(""+op)<=getPriority( ops.peek() ) ){
                           strs[len++] = ops.pop();                           
                       }
                       ops.push(""+op);
                   }
                       
                   num = "";
               }
        }
        strs[len++] = num;
        while(!ops.empty()){
            strs[len++] = ops.pop();
        }
        
        for(int i=0;i<len;i++){
            if(strs[i].charAt(0)>='0' && strs[i].charAt(0) <='9'){
                d.push(Double.parseDouble(strs[i]));
            }else{
                char op = strs[i].charAt(0);
                double d1 = d.pop();
                double d2 = d.pop();
                double d3 =0;
                switch (op){
                case '+':
                    d3 = d2+d1;
                    break;
                case '-':
                    d3 = d2-d1;
                    break;
                case '*':
                    d3 = d2*d1;
                    break;
                case '/':
                    d3 = d2/d1;
                    break;
                }
                d.push(d3);
            }
        }
        
        return d.pop();
        
    }
    public int getPriority(String str){
        char op = str.charAt(0);
        switch (op){
        case '+':
        case '-':
            return 1;
        case '*':
        case '/':
            return 2;
        }
            return 0;
    }
    public double solution(double d1,double d2,String str){
        char op = str.charAt(0);
        
        switch (op){
        case '+':
            return d2+d1;
        case '-':
            return d2-d1;
        case '*':
            return d2*d1;
        case '/':
            return d2/d1;
        }
        return 0;
    }
}

程序效果如下图所示：

思路：

1、通过Math.random()来生成随机数，如int num = (int)(Math.random()*100%100);生成的是0到99的整数，运算符则是用0-3来代替

2、排除重复情况：通过一个boolean类型五维数组标记出现过的情况，如果该组数据已经出现过则重新生成

3、通过栈来求表达式的值：先将中缀表达式转化为逆波兰式，然后计算

      1）中缀转后缀：

            ①扫描中缀表达式，遇到数字则存入字符串数组strs中

            ②定义一个String类型的栈ops

            ③遇到操作符时：如果ops为空或栈顶元素的优先级小于当前操作运算符op，直接入栈。否则将栈中优先级小于或等于op的数据依次出栈添加到strs中，再将op压入栈（每个op都要入栈），扫描完成后将栈中的元素依次出栈添加到strs中

      2）逆波兰式求值：（扫描逆波兰式）

            ①遇到数字则将数字压入栈中

            ②遇到运算符则从栈中提取出两个数字进行运算，然后压入栈中（第一个出栈的数据放在运算符右边）

            ③扫描完成后，栈中还会剩下一个数字，即结果