软件工程作业02

题目：自动生成小学算数题，且有要求。（是否有乘除法，减法是否有负数，除法是否有余数等）

设计思想：写一个定制生成数量的函数num(); 写一个生成整数算术题的函数function();function函数中可以直接生成随机数，用if语句进行分母为0或者减法过后结果为负数的情况的排除，运算符号也用随机数0到3来表示，返回值为String的式子即为算数题式子。写一个生成整数算术题的函数fun();fun函数中可以直接生成随机数，用if语句进行分母为0或者减法过后结果为负数的情况的排除，运算符号也用随机数0到3来表示，返回值为String的式子即为分数算数题式子。在生成算术式子的函数中用if语句进行判断生成哪种要求的算术式子。主函数中用一个String类型的数组保存算数题，用类似查询的方法来查重题目，不重复后输出题目。

源代码：

package suanshuti;

import java.util.Scanner;

public class Timu2 {

    //最大公约
    static double getGcd(double m,double n){
            while(n > 0){
                double temp = m % n;
                m = n;
                n = temp;
            }
            return m;
        }
     //最小公倍数
    static double getLcm(double m,double n){
         double gcd = getGcd(m,n);
         double result = m*n / gcd;
            return result;
        }
    //生成题目数量的函数*************
    static int num()
    {
        int num;
        @SuppressWarnings("resource")
        Scanner in =  new Scanner(System.in);
        System.out.print("请输入题目的数量：");
        num = in.nextInt();
        return num;
    }
    
    //产生分数式子的函数*************
    static String fun(int r ,int fun)//int fun为功能选项
    {
        //1有乘除法2减法无负数
        String fu ="";
        String shizi="";
        int a=(int)(Math.random()*(r+1));
        int b=(int)(Math.random()*(r+1));
        int c=(int)(Math.random()*(r+1));
        int d=(int)(Math.random()*(r+1));
        int e=(int)(Math.random()*4);
        //1有乘除法2减法无负数***12
        if(fun==12)
        {
        if(e==0)
        {
            fu="+";
            while(a>=b||c>=d||b==0||d==0)
            {
                 a=(int)(Math.random()*(r+1));
                 b=(int)(Math.random()*(r+1));
                 c=(int)(Math.random()*(r+1));
                 d=(int)(Math.random()*(r+1));
            }
            int aa=(int) getGcd(a,b);
            int cc=(int) getGcd(c,d);
            a=a/aa; b=b/aa;
            c=c/cc; d=d/cc;
            shizi=a+"/"+b+" "+fu+" "+c+"/"+d+" = ?";
        }
        if(e==1)
        {
            fu="-";
            double y=getLcm(b,d);
            double a1=y/b;
            double c1=y/d;
            double a2=a*a1;
            double c2=c*c1;
            while(a>=b||c>=d||b==0||d==0||a2<c2)
            {
                 a=(int)(Math.random()*(r+1));
                 b=(int)(Math.random()*(r+1));
                 c=(int)(Math.random()*(r+1));
                 d=(int)(Math.random()*(r+1));
                  y=getLcm(b,d);
                     a1=y/b;
                     c1=y/d;
                     a2=a*a1;
                     c2=c*c1;
            }
            int aa=(int) getGcd(a,b);
            int cc=(int) getGcd(c,d);
            a=a/aa; b=b/aa;
            c=c/cc; d=d/cc;
            shizi=a+"/"+b+" "+fu+" "+c+"/"+d+" = ?";
        }
        if(e==2)
        {
            fu="*";
            while(a>=b||c>=d||b==0||d==0)
            {
                 a=(int)(Math.random()*(r+1));
                 b=(int)(Math.random()*(r+1));
                 c=(int)(Math.random()*(r+1));
                 d=(int)(Math.random()*(r+1));
            }
            int aa=(int) getGcd(a,b);
            int cc=(int) getGcd(c,d);
            a=a/aa; b=b/aa;
            c=c/cc; d=d/cc;
            shizi=a+"/"+b+" "+fu+" "+c+"/"+d+" = ?";
        }
        if(e==3)
        {
            fu="/";
            while(a>=b||c>=d||b==0||d==0||c==0)
            {
                 a=(int)(Math.random()*(r+1));
                 b=(int)(Math.random()*(r+1));
                 c=(int)(Math.random()*(r+1));
                 d=(int)(Math.random()*(r+1));
            }
            int aa=(int) getGcd(a,b);
            int cc=(int) getGcd(c,d);
            a=a/aa; b=b/aa;
            c=c/cc; d=d/cc;
            shizi=a+"/"+b+" "+fu+" "+c+"/"+d+" = ?";
        }
        }
        //1有乘除法2减法无负数***1
        if(fun==1)
        {
        if(e==0)
        {
            fu="+";
            while(a>=b||c>=d||b==0||d==0)
            {
                 a=(int)(Math.random()*(r+1));
                 b=(int)(Math.random()*(r+1));
                 c=(int)(Math.random()*(r+1));
                 d=(int)(Math.random()*(r+1));
            }
            int aa=(int) getGcd(a,b);
            int cc=(int) getGcd(c,d);
            a=a/aa; b=b/aa;
            c=c/cc; d=d/cc;
            shizi=a+"/"+b+" "+fu+" "+c+"/"+d+" = ?";
        }
        if(e==1)
        {
            fu="-";
            while(a>=b||c>=d||b==0||d==0)
            {
                 a=(int)(Math.random()*(r+1));
                 b=(int)(Math.random()*(r+1));
                 c=(int)(Math.random()*(r+1));
                 d=(int)(Math.random()*(r+1));
            }
            int aa=(int) getGcd(a,b);
            int cc=(int) getGcd(c,d);
            a=a/aa; b=b/aa;
            c=c/cc; d=d/cc;
            shizi=a+"/"+b+" "+fu+" "+c+"/"+d+" = ?";
        }
        if(e==2)
        {
            fu="*";
            while(a>=b||c>=d||b==0||d==0)
            {
                 a=(int)(Math.random()*(r+1));
                 b=(int)(Math.random()*(r+1));
                 c=(int)(Math.random()*(r+1));
                 d=(int)(Math.random()*(r+1));
            }
            int aa=(int) getGcd(a,b);
            int cc=(int) getGcd(c,d);
            a=a/aa; b=b/aa;
            c=c/cc; d=d/cc;
            shizi=a+"/"+b+" "+fu+" "+c+"/"+d+" = ?";
        }
        if(e==3)
        {
            fu="/";
            while(a>=b||c>=d||b==0||d==0||c==0)
            {
                 a=(int)(Math.random()*(r+1));
                 b=(int)(Math.random()*(r+1));
                 c=(int)(Math.random()*(r+1));
                 d=(int)(Math.random()*(r+1));
            }
            int aa=(int) getGcd(a,b);
            int cc=(int) getGcd(c,d);
            a=a/aa; b=b/aa;
            c=c/cc; d=d/cc;
            shizi=a+"/"+b+" "+fu+" "+c+"/"+d+" = ?";
        }
        }
        //1有乘除法2减法无负数***2
        if(fun==2)
        {
        if(e==0)
        {
            fu="+";
            while(a>=b||c>=d||b==0||d==0)
            {
                 a=(int)(Math.random()*(r+1));
                 b=(int)(Math.random()*(r+1));
                 c=(int)(Math.random()*(r+1));
                 d=(int)(Math.random()*(r+1));
            }
            int aa=(int) getGcd(a,b);
            int cc=(int) getGcd(c,d);
            a=a/aa; b=b/aa;
            c=c/cc; d=d/cc;
            shizi=a+"/"+b+" "+fu+" "+c+"/"+d+" = ?";
        }
        if(e==1)
        {
            fu="-";
            double y=getLcm(b,d);
            double a1=y/b;
            double c1=y/d;
            double a2=a*a1;
            double c2=c*c1;
            while(a>=b||c>=d||b==0||d==0||a2<c2)
            {
                 a=(int)(Math.random()*(r+1));
                 b=(int)(Math.random()*(r+1));
                 c=(int)(Math.random()*(r+1));
                 d=(int)(Math.random()*(r+1));
                  y=getLcm(b,d);
                     a1=y/b;
                     c1=y/d;
                     a2=a*a1;
                     c2=c*c1;
            }
            int aa=(int) getGcd(a,b);
            int cc=(int) getGcd(c,d);
            a=a/aa; b=b/aa;
            c=c/cc; d=d/cc;
            shizi=a+"/"+b+" "+fu+" "+c+"/"+d+" = ?";
        }
        if(e==2)
        {
            fu="+";
            while(a>=b||c>=d||b==0||d==0)
            {
                 a=(int)(Math.random()*(r+1));
                 b=(int)(Math.random()*(r+1));
                 c=(int)(Math.random()*(r+1));
                 d=(int)(Math.random()*(r+1));
            }
            int aa=(int) getGcd(a,b);
            int cc=(int) getGcd(c,d);
            a=a/aa; b=b/aa;
            c=c/cc; d=d/cc;
            shizi=a+"/"+b+" "+fu+" "+c+"/"+d+" = ?";
        }
        if(e==3)
        {
            fu="-";
            double y=getLcm(b,d);
            double a1=y/b;
            double c1=y/d;
            double a2=a*a1;
            double c2=c*c1;
            while(a>=b||c>=d||b==0||d==0||a2<c2)
            {
                 a=(int)(Math.random()*(r+1));
                 b=(int)(Math.random()*(r+1));
                 c=(int)(Math.random()*(r+1));
                 d=(int)(Math.random()*(r+1));
                  y=getLcm(b,d);
                     a1=y/b;
                     c1=y/d;
                     a2=a*a1;
                     c2=c*c1;
            }
            int aa=(int) getGcd(a,b);
            int cc=(int) getGcd(c,d);
            a=a/aa; b=b/aa;
            c=c/cc; d=d/cc;
            shizi=a+"/"+b+" "+fu+" "+c+"/"+d+" = ?";
        }
        }
        //1有乘除法2减法无负数***0
        if(fun==0)
        {
        if(e==0)
        {
            fu="+";
            while(a>=b||c>=d||b==0||d==0)
            {
                 a=(int)(Math.random()*(r+1));
                 b=(int)(Math.random()*(r+1));
                 c=(int)(Math.random()*(r+1));
                 d=(int)(Math.random()*(r+1));
            }
            int aa=(int) getGcd(a,b);
            int cc=(int) getGcd(c,d);
            a=a/aa; b=b/aa;
            c=c/cc; d=d/cc;
            shizi=a+"/"+b+" "+fu+" "+c+"/"+d+" = ?";
        }
        if(e==1)
        {
            fu="-";
            while(a>=b||c>=d||b==0||d==0)
            {
                 a=(int)(Math.random()*(r+1));
                 b=(int)(Math.random()*(r+1));
                 c=(int)(Math.random()*(r+1));
                 d=(int)(Math.random()*(r+1));
            }
            int aa=(int) getGcd(a,b);
            int cc=(int) getGcd(c,d);
            a=a/aa; b=b/aa;
            c=c/cc; d=d/cc;
            shizi=a+"/"+b+" "+fu+" "+c+"/"+d+" = ?";
        }
        if(e==2)
        {
            fu="+";
            while(a>=b||c>=d||b==0||d==0)
            {
                 a=(int)(Math.random()*(r+1));
                 b=(int)(Math.random()*(r+1));
                 c=(int)(Math.random()*(r+1));
                 d=(int)(Math.random()*(r+1));
            }
            int aa=(int) getGcd(a,b);
            int cc=(int) getGcd(c,d);
            a=a/aa; b=b/aa;
            c=c/cc; d=d/cc;
            shizi=a+"/"+b+" "+fu+" "+c+"/"+d+" = ?";
        }
        if(e==3)
        {
            fu="-";
            while(a>=b||c>=d||b==0||d==0)
            {
                 a=(int)(Math.random()*(r+1));
                 b=(int)(Math.random()*(r+1));
                 c=(int)(Math.random()*(r+1));
                 d=(int)(Math.random()*(r+1));
            }
            int aa=(int) getGcd(a,b);
            int cc=(int) getGcd(c,d);
            a=a/aa; b=b/aa;
            c=c/cc; d=d/cc;
            shizi=a+"/"+b+" "+fu+" "+c+"/"+d+" = ?";
        }
        }
        return shizi;
    }
    //生成整数式子的函数******************************


    static String function(int r ,int q, int fun)//int fun为功能选项
    {
        //1有乘除法 2加减无负数 3除法无余数（123，12，1，13， 2,0）
        String fu ="";
        String shizi="";
        int a=(int)(Math.random()*(r)%(r-q+1)+q);
        int b=(int)(Math.random()*(r)%(r-q+1)+q);
        int c=(int)(Math.random()*4);
        //1乘除法 2加减无负数 3除法无余数****123
        if(fun==123)
        {
            if(c==0)
            {
                fu="+";
                shizi=a+" "+fu+" "+b+" = ?";
            }
            if(c==1)
            {
                fu="-";
                //排除负数可能性
                while(a-b<0)
                {
                    a=(int)(Math.random()*(r)%(r-q+1)+q);
                    b=(int)(Math.random()*(r)%(r-q+1)+q);
                }
                shizi=a+" "+fu+" "+b+" = ?";
            }
            if(c==2)
            {
                fu="*";
                shizi=a+" "+fu+" "+b+" = ?";
            }
            if(c==3)
            {
                fu="/";
                //排除分母为0的可能性
                while(b==0||a%b!=0)
                {
                    a=(int)(Math.random()*(r)%(r-q+1)+q);
                    b=(int)(Math.random()*(r)%(r-q+1)+q);
                }    
                shizi=a+" "+fu+" "+b+" = ?";
            }
        }
        //1乘除法 2加减无负数 3除法无余数****12
        if(fun==12)
        {
            if(c==0)
            {
                fu="+";
                shizi=a+" "+fu+" "+b+" = ?";
            }
            if(c==1)
            {
                fu="-";
                //排除负数可能性
                while(a-b<0)
                {
                    a=(int)(Math.random()*(r)%(r-q+1)+q);
                    b=(int)(Math.random()*(r)%(r-q+1)+q);
                }
                shizi=a+" "+fu+" "+b+" = ?";
            }
            if(c==2)
            {
                fu="*";
                shizi=a+" "+fu+" "+b+" = ?";
            }
            if(c==3)
            {
                fu="/";
                //排除分母为0的可能性
                while(b==0)
                {
                    b=(int)(Math.random()*(r)%(r-q+1)+q);
                }    
                shizi=a+" "+fu+" "+b+" = ?";
            }
        }
        //1乘除法 2加减无负数 3除法无余数****13
        if(fun==13)
        {
            if(c==0)
            {
                fu="+";
                shizi=a+" "+fu+" "+b+" = ?";
            }
            if(c==1)
            {
                fu="-";
                shizi=a+" "+fu+" "+b+" = ?";
            }
            if(c==2)
            {
                fu="*";
                shizi=a+" "+fu+" "+b+" = ?";
            }
            if(c==3)
            {
                fu="/";
                //排除分母为0和余数的可能性
                while(b==0||a%b!=0)
                {
                    a=(int)(Math.random()*(r)%(r-q+1)+q);
                    b=(int)(Math.random()*(r)%(r-q+1)+q);
                }    
                shizi=a+" "+fu+" "+b+" = ?";
            }
        }
        //1乘除法 2加减无负数 3除法无余数****1
                if(fun==1)
                {
                    if(c==0)
                    {
                        fu="+";
                        shizi=a+" "+fu+" "+b+" = ?";
                    }
                    if(c==1)
                    {
                        fu="-";
                        shizi=a+" "+fu+" "+b+" = ?";
                    }
                    if(c==2)
                    {
                        fu="*";
                        shizi=a+" "+fu+" "+b+" = ?";
                    }
                    if(c==3)
                    {
                        fu="/";
                        //排除分母为0的可能性
                        while(b==0)
                        {
                            b=(int)(Math.random()*(r)%(r-q+1)+q);
                        }    
                        shizi=a+" "+fu+" "+b+" = ?";
                    }
                }
        //1乘除法 2加减无负数 3除法无余数****2
        if(fun==2)
        {
            if(c==0)
            {
                fu="+";
                shizi=a+" "+fu+" "+b+" = ?";
            }
            if(c==1)
            {
                fu="-";
                //排除负数可能性
                while(a-b<0)
                {
                    a=(int)(Math.random()*(r)%(r-q+1)+q);
                    b=(int)(Math.random()*(r)%(r-q+1)+q);
                }
                shizi=a+" "+fu+" "+b+" = ?";
            }
            if(c==2)
            {
                fu="+";
                shizi=a+" "+fu+" "+b+" = ?";
            }
            if(c==3)
            {
                fu="-";
                //排除负数可能性
                while(a-b<0)
                {
                    a=(int)(Math.random()*(r)%(r-q+1)+q);
                    b=(int)(Math.random()*(r)%(r-q+1)+q);
                }
                shizi=a+" "+fu+" "+b+" = ?";
            }
        }
        //1乘除法 2加减无负数 3除法无余数****0
                if(fun==0)
                {
                    if(c==0)
                    {
                        fu="+";
                        shizi=a+" "+fu+" "+b+" = ?";
                    }
                    if(c==1)
                    {
                        fu="-";
                        shizi=a+" "+fu+" "+b+" = ?";
                    }
                    if(c==2)
                    {
                        fu="+";
                        shizi=a+" "+fu+" "+b+" = ?";
                    }
                    if(c==3)
                    {
                        fu="-";
                        shizi=a+" "+fu+" "+b+" = ?";
                    }
                }
        
            return shizi;
    }
    @SuppressWarnings("resource")
    public static void main(String[] args) {

        int num1,r = 0,q = 0,r1,m=0,fun ;
        while(m==0)
        {
            int flag=0;
            System.out.print("1:真分数 2：数整 3:退出 请输入：");
            Scanner in2 =  new Scanner(System.in);
            r1 = in2.nextInt();
        if(r1==1)
        {
            num1=num();
            String Array1[]=new String[num1];
            System.out.print("请输入算数题中出现的数的最大值：");
            Scanner in1 =  new Scanner(System.in);
            r = in1.nextInt();
            
            System.out.println("请输入算数题的控制项（1有乘除法 2加减无负数  0都未选择）");
            System.out.println("例如：12是有乘除法，加减法无负数");
            System.out.print("请输入控制项：");
            Scanner in21 =  new Scanner(System.in);
            fun = in21.nextInt();
            while(flag==0)
            {
                if(fun==12||fun==1||fun==2||fun==0)
                {
                    for(int i=0;i<num1;i++)
                    {
                        Array1[i]=fun(r,fun);
                        //查重
                        for(int z=0;z<i;z++)
                        {
                            if(Array1[z].equals(Array1[i]))
                            {
                                Array1[i]=fun(r,fun);
                                z=0;
                            }
                        }    
                        flag=1;
                        if(i%3==0)
                            System.out.println();
                        System.out.print(Array1[i]+"         ");
                    }
                }
                else
                {
                    System.out.println("输入错误，请重新输入！");
                    flag=1;
                }

            }
        }
        if(r1==2)
        {
            num1=num();
            String Array[]=new String[num1];
            //进行最大值最小值的顺序判断***
            int w1=0;;
            while(w1==0)
            {
                System.out.print("请输入算数题中出现的数的最大值和最小值：");
                Scanner in1 =  new Scanner(System.in);
                r = in1.nextInt();
                q = in1.nextInt();
                if(r>=q)
                    w1=1;
                else 
                {
                    w1=0;
                    System.out.println("输入错误！");
                }
            }
        
        System.out.println("请输入算数题的控制项（1有乘除法 2加减无负数 3除法无余数 0都未选择）");
        System.out.println("例如：123是有乘除法，加减法无负数，除法无余数");
        System.out.print("请输入控制项：");
        Scanner in211 =  new Scanner(System.in);
        fun = in211.nextInt();
        while(flag==0)
        {
            if(fun==123||fun==12||fun==1||fun==13||fun==2||fun==0)
            {
                for(int i=0;i<num1;i++)
                {
                    Array[i]=function(r,q,fun);
                    //查重
                    for(int z=0;z<i;z++)
                    {
                        if(Array[z].equals(Array[i]))
                        {
                            Array[i]=function(r,q,fun);
                            z=0;
                        }
                    }
                flag=1;
                if(i%3==0)
                    System.out.println();
                System.out.print(Array[i]+"         ");
                }
            }
            if(fun!=123&&fun!=12&&fun!=1&&fun!=13&&fun!=2&&fun!=0)
            {
                System.out.println("输入错误，请重新输入！");
                flag=1;
            }
        }
        }
        if(r1==3)
        {
            m=1;
            System.out.print("谢谢使用！");
        }
        System.out.println();
        }
    }
}

结果截图：

过程中产生的错误和不足：分数的除法只想到了每一个分数的分母不能等于0，没想到被除数也不能等于0，开始会生成1/2 / 0/1=？这样的式子，其实这样的式子是不正确的。后来在while语句中加了一个c==0的情况排除上面的情况。还有分数开始时候没有约分，之后运用最大公约数最小公倍数进行约分。