2016012003小学四则运算练习软件项目报告

一.需求分析

二.功能设计

三.设计实现

四.算法详解

五.运行测试

六.代码展示

七.PSP

八.总结

Coding.net源码仓库地址：https://git.coding.net/chenq971/week2-2.git

一．需求分析

通过对题目的分析，我提出了以下5个需求：

1.程序可从命令行接收一个输入参数n，然后随机产生n道加减乘除练习题。

2.每个数字在 0 和 100 之间，运算符在3个到5个之间。

3.每个练习题至少要包含2种运算符。

4.所出的练习题在运算过程中不得出现负数与非整数。

5.将学号与生成的n道练习题及其对应的正确答案输出到文件“result.txt”中。

二．功能设计

1.基本功能

①　在用户输入错误数据时提示并要求重新输入

②　自动随机生成用户输入个数的算式，给出算式答案

③　将式子与答案以文档的形式呈现

2.扩展功能

①　考虑到小学生计算水平，将算式结果约束在0~100间

②　算式可能出现括号，但是括号不会超过一个

三．设计实现

定义了java“Main”类，其中主方法用来判断用户输入的算式个数是否正确，并调用product()方法生成算式和结果，同时调用change()方法，将结果四则运算中的除号“/”改为“÷”，最后将式子和答案添加到文档中。

product()方法生成一个算式，并计算出他的结果，同时判断结果是否符合规则。

其中的product()还调用了decide()方法和decide2()方法，其中decide()是在除号出现的时候确保可以被整除，decide2()方法确保在减号出现的时候，后面的数比前面的数小。

四．算法详解

编写主函数并通过命令行接受参数，并判断传入参数是否合法，使用for循环调用product()方法，生成一个运算式，调用calculate()判断结果是否符合要求，若符合，则将其存入ArrayList集合中，然后调用change()方法改变除号，最后编写写入txt文件函数。

对于生成一个式子，先随机生成一个3到5之间的数，决定这个式子的长度，再随机生成数字对应字符数组的运算符，如果是除号，就要调用decide()方法使得可以被整除，如果是减号，调用decide2()使前后不会出现负数。对于这个式子是否有括号，使用一个随机数决定，如果有，就在式子中的随机合适位置添加括号。

生成结果我是利用JavaScript中的eval()函数，eval()函数可计算某个字符串，最后得出结果。

对于改变除号，我是先判断字符串中是否有“/”，如果有，就进行更改。

五．测试运行

进入src文件夹，在命令行输入javac Main.java 将类编译成class文件，再输入java Main 20 运行class文件，以下是result.txt部分截图。

六.代码展示

主函数代码

 int time = Integer.parseInt(args[0]);
        if (time > 0) {
            ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
            ArrayList<String> test = new ArrayList<String>();
            list.add("2016012003");
            for (int i = 0; i < time;) {
                String str = product();
                int index = str.indexOf("=");
                DecimalFormat df = new DecimalFormat("#0.00");
                String sss = df.format(Double.parseDouble(str.substring(index + 1, str.length())));
                if (sss.equals("∞")) {
                    test.clear();
                    continue;
                }
                double result = Double.parseDouble(sss);
                if (result < 100 && result > 0 && result % 1 == 0) {
                    i++;
                    list.add(str);
                }
            }

            File file = new File("../result.txt");
            if (file.exists()) {
                file.delete();
            }
            if (file.createNewFile()) {
                FileOutputStream txtfile = new FileOutputStream(file);
                PrintStream p = new PrintStream(txtfile);
                for (String src : change(list)) {
                    p.println(src);
                }
                txtfile.close();
                p.close();
            }
        } else {
            System.out.println("您输入的数字有误错误，请重新输入");
        }

生成一个算式带有括号

Random random = new Random();
        String[] operator = new String[] { "*", "-", "*", "/" };
        String[] str = null;
        int number = random.nextInt(3) + 3; // 3到5个数
        int kuohao = random.nextInt(2);//是否括号，0没有
        String string = new String();// 返回的结果if (kuohao == 1) {
            int firstKuo = random.nextInt(2) * 2;// 第一个括号的位置
            int secondKuo = firstKuo + 3 + random.nextInt(number - 2) * 2;// 第二个括号的位置
            str = new String[number * 2 + 1];
            int first = random.nextInt(100) + 1;
            str[0] = String.valueOf(first);
            for (int i = 1; i < number * 2 - 2; i += 2) {
                int ope = random.nextInt(4);
                if (ope == 3) {
                    str[i] = operator[ope];
                    str[i + 1] = String.valueOf(decide(Integer.parseInt(str[i - 1]), random.nextInt(100) + 1));
                } else if (ope == 1) {
                    str[i] = operator[ope];
                    str[i + 1] = String.valueOf(decide2(Integer.parseInt(str[i - 1]), random.nextInt(100) + 1));
                } else {
                    str[i] = operator[ope];
                    str[i + 1] = String.valueOf(random.nextInt(100) + 1);
                }
            } // 一个式子基本完成,有括号

            Boolean se = false;
            for (int i = 0; i < str.length - 2; i++) {
                if (i == firstKuo) {
                    string += "(";
                    string += str[i];
                } else if (i == secondKuo) {
                    string += ")";
                    string += str[i];
                    se = true;
                } else {
                    string += str[i];
                }
            }

            if (se == false) {
                string += ")";
            }
        } // 加上后括号

使前后整除

public static int decide(int a, int b){
        if(a%b!=0){
            b = new Random().nextInt(100)+1;
            return decide(a, b);
        }
        return b;
    }

使减号前面的数大于后面的

public static int decide2(int a, int b){
        if(a-b<0){
            b = new Random().nextInt(100)+1;
            return decide2(a, b);
        }
        return b;
    }

七．PSP

PSP2.1	任务内容	计划共完成需要的时间(min)	实际完成需要的时间(min)
Planning	计划	10	15
· Estimate	· 估计这个任务需要多少时间，并规划大致工作步骤	10	15
Development	开发	79	158
· Analysis	· 需求分析 (包括学习新技术)	6	10
· Design Spec	· 生成设计文档	5	5
· Design Review	· 设计复审 (和同事审核设计文档)	2	2
· Coding Standard	· 代码规范 (为目前的开发制定合适的规范)	2	2
· Design	· 具体设计	8	10
· Coding	· 具体编码	36	100
· Code Review	· 代码复审	7	9
· Test	· 测试（自我测试，修改代码，提交修改）	13	21
Reporting	报告	6	11.5
· Test Report	· 测试报告	5	10
· Size Measurement	· 计算工作量	0.5	1
· Postmortem & Process Improvement Plan	· 事后总结, 并提出过程改进计划	0.5	0.5

八．总结

本程序的主要难点在于运算式的随机生成和运算式的计算，编程重点解决随机生成运算式部分。平时做java程序都是直接在eclipse里面运行，这次在命令提示符运行我并不会，一切都要学习，最后，又学习了git的相关知识，将项目传到encoding.net上面，并作了博客记录，所有工作才算完成。

通过这次作业我发现我的基础还是很薄弱，很多问题是想着简单，做起来难，有不太明白的我就上网找资料，但是项目还是有很多不足，而且语法很稚嫩，效率不高。我现在充分认识到自己的代码能力很弱，是要更多的学习和练习了。