个人作业1——四则运算题目生成程序（基于控制台）

一、题目描述：

 从《构建之法》第一章的 “程序” 例子出发，像阿超那样，花二十分钟写一个能自动生成小学四则运算题目的命令行 “软件”，满足以下需求：

（以下参考博客链接：http://www.cnblogs.com/jiel/p/4810756.html）

 

1. 使用 -n 参数控制生成题目的个数，例如

       Myapp.exe -n 10 -o Exercise.txt

将生成10个题目。

2. 使用 -r 参数控制题目中数值（自然数、真分数和真分数分母）的范围，例如 

      Myapp.exe -r 10

 将生成10以内（不包括10）的四则运算题目。该参数可以设置为1或其他自然数。该参数必须给定，否则程序报错并给出帮助信息。

3. 生成的题目中如果存在形如e1 ÷ e2的子表达式，那么其结果应是真分数。

4. 每道题目中出现的运算符个数不超过3个。

5. 程序一次运行生成的题目不能重复，即任何两道题目不能通过有限次交换+和×左右的算术表达式变换为同一道题目。例如，23 + 45 = 和45 + 23 = 是重复的题目，6 × 8 = 和8 × 6 = 也是重复的题目。3+(2+1)和1+2+3这两个题目是重复的，由于+是左结合的，1+2+3等价于(1+2)+3，也就是3+(1+2)，也就是3+(2+1)。但是1+2+3和3+2+1是不重复的两道题，因为1+2+3等价于(1+2)+3，而3+2+1等价于(3+2)+1，它们之间不能通过有限次交换变成同一个题目。

生成的题目存入执行程序的当前目录下的Exercises.txt文件，格式如下：

     1. 四则运算题目1

     2. 四则运算题目2

          ……

 

其中真分数在输入输出时采用如下格式，真分数五分之三表示为3/5，真分数二又八分之三表示为2’3/8。

6. 在生成题目的同时，计算出所有题目的答案，并存入执行程序的当前目录下的Answers.txt文件，格式如下：

    1. 答案1

    2. 答案2

 

    特别的，真分数的运算如下例所示：1/6 + 1/8 = 7/24。

7. 程序应能支持一万道题目的生成。

8. 程序支持对给定的题目文件和答案文件，判定答案中的对错并进行数量统计，并会输出所有题目中重复的题目，输入参数如下：

     Myapp.exe -e <exercisefile>.txt -a <answerfile>.txt -o Grade.txt

 

统计结果输出到文件Grade.txt，格式如下：

 

Correct: 5 (1, 3, 5, 7, 9)

Wrong: 5 (2, 4, 6, 8, 10)

Repeat:2

RepeatDetail:

(1)   2,45+32  Repeat 3,32+45                    

(2)   5,3+(2+1)  Repeat 7,1+2+3

 

解释：

Correct: 5 ----5道题目正确，正确的题号 1,3,5,7,9

Wrong:5 -----5道题目错误，错误的题号 2,4,6,8,10

Repeat:2   2---组题目重复

(1) 第一组 题号2，题目 45+32  与题号3的题目重复，题号3为 32+45

(2)第二组  题号5，题目 3+(2+1) 与题号7的题目重复，题号7为 1+2+3

 

其中“:”后面的数字5表示对/错的题目的数量，括号内的是对/错题目的编号。为简单起见，假设输入的题目都是按照顺序编号的符合规范的题目。

二、 需求分析

     一个能自动生成小学四则运算题目的命令行程序，其需求如下：

1.能输入题目数量。

2.能输入操作数的最大值。

3.能根据输入的题数和操作数最大值生成四则运算题目。

4.使用分数计算。

5.每道题目中出现的运算符个数不超过3个。（1~3个）

6.程序一次运行生成的题目不能重复。

7.判断答案是否正确并统计数量。

8.将题目和答案存入文件中。

三、功能设计

1.基本功能：

（1）用户能控制生成题目的个数

（2）用户能控制操作数的最大值

（3）可以自动生成四则运算题目

（4）用户可以答题

（5）能判断答案的对错并统计数量

（6）将题目和答案存入文件中

2.扩展功能：当答案错误时提示错误并输出正确答案

3.高级功能：无

四、设计实现 

     总共有四个类：Calculate类、Create类、FileOutPrint类和mainExp类。Calculate类实现四则运算，Create类实现生成随机数字和运算符，FileOutPrint类实现将题目和答案输出到文件question.txt和answer.txt，mainExp类实现根据用户输入题数、操作数最大值随机生成四则运算题目，用户答题。

五、代码说明

    public double getResult(int m){
        int i = 0;
        double result1 = 0.0;
        double result2 = 0.0;
        if(m==3&&(Create.priorityTemp[2]==1)){
            flag = Create.priorityTemp[0];
            result1 = calculate(Create.arithmetic.get(flag), Create.numberList[flag], Create.numberList[flag+1]);
            flag = Create.priorityTemp[1];
            result2 = calculate(Create.arithmetic.get(flag), Create.numberList[flag], Create.numberList[flag+1]);
            flag = Create.priorityTemp[2];
            result = calculate(Create.arithmetic.get(flag),result1,result2);
        }
        else{
            /*思路就是，例如：1+2*3-4，根据计算出来的优先数组，先算2*3，然后将23置0，再算1+2，2已经置0了，
            所以是1+result，然后置0，算3-4,3已经置0了，所以算result-4,最后的就是结果*/
            for(i = 0;i<m;i++){
                flag = Create.priorityTemp[i];
                if(Create.numberList[flag]==0){
                    result = calculate(Create.arithmetic.get(flag), result, Create.numberList[flag + 1]);
//                    System.out.println(result);
                }
                else if(Create.numberList[flag+1]==0){
                    result = calculate(Create.arithmetic.get(flag),  Create.numberList[flag],result);
//                    System.out.println(result);
                }
                else{
                    result = calculate(Create.arithmetic.get(flag), Create.numberList[flag], Create.numberList[flag + 1]);
//                    System.out.println(result);
                }
                Create.numberList[flag] = 0;
                Create.numberList[flag + 1] = 0;
            }            
        }
        return result;
    }
    
    //计算结果     第一个参数是运算符号，第二个参数是运算符的左边，第三个参数是运算符的右边
    public double calculate(String opera,double param1,double param2){
        double calResult = 0.0;
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(param1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(param2));
            switch(opera){
            case "+": 
                calResult = b1.add(b2).doubleValue();
                break;
            case "-":
                calResult = b1.subtract(b2).doubleValue();
                break;
            case "x":
                calResult = b1.multiply(b2).doubleValue();
                break;
            case "÷":
                calResult = b1.divide(b2 ,2, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();
                break;
            }
        return calResult;
    }

 

六、测试运行

运行截图：

 

七、 源代码

https://gitee.com/Snowsyz/Exp1.git

八、psp表

PSP2.1	Personal Software Process Stages	Time Senior Student	Time
Planning	计划	10	8
· Estimate	估计这个任务需要多少时间	10	9
Development	开发	420	500
· Analysis	需求分析 (包括学习新技术)	30	25
· Design Spec	生成设计文档	10	8
· Design Review	设计复审	10	8
· Coding Standard	代码规范	8	5
· Design	具体设计	10	12
· Coding	具体编码	240	250
· Code Review	代码复审	8	8
· Test	测试（自我测试，修改代码，提交修改）	60	80
Reporting	报告	10	8
·	测试报告	10	10
·	计算工作量	10	8
·	并提出过程改进计划	10

九、小结

     在本次实验过程中，我没能实现查重和分数计算功能，主要在于分数的输入和运算问题。希望下次能做到更好。