四则运算1

一、设计思想：

1.通过Java可视化界面实现对是否有乘除法、是否有负数、是否支持分数以及取值范围等条件的选择。

2.将选择后的真值调用到生成题目的函数中。

3.生成题目的函数中，每个限制条件的子函数通过if语句判断真值，确定是否进入此子函数。

4.子函数的实现：

取值范围：分别为生成随机数的上限和下限。

是否有负数：通过生成随机数的奇偶性来判断是否为负数。

是否有乘除法：若有，则生成随机数对4取余。否则，对2取余。

（注：取余后的值为1、2、3、4分别代表加减乘除）

是否有分数：对分子分母分别去随机值。

（注：若令分数的值在取值范围内，则分子或分母的值可能过大，极难计算。所以，此处将分子和分母的值控制在取值范围内）

注：打印方式没有函数实现。

5.打印题目。

注：用string的二维数组进行记录每个题目的两个值和运算符号。每个题目与它之前记录的所有题目进行比较，如果两个值和运算符号都相同，则题目重出。

点击“生成题目”按钮进行题目打印。如果未输入或未以数字输入取值范围和打印数量、输入的取值下限大于等于上限或者输入的范围小于0，则提示重新输入。

二、源代码

  1 package 四则运算;
  2 
  3 import java.awt.Font;
  4 import java.awt.Container;
  5 import java.awt.event.ActionEvent;
  6 import java.awt.event.ActionListener;
  7 
  8 import javax.swing.ButtonGroup;
  9 import javax.swing.JComboBox;
 10 import javax.swing.JLabel;
 11 import javax.swing.JButton;
 12 import javax.swing.JOptionPane;
 13 import javax.swing.JFrame;
 14 import javax.swing.JRadioButton;
 15 import javax.swing.JScrollPane;
 16 import javax.swing.JTextArea;
 17 import javax.swing.JTextField;
 18 
 19 public class Main extends JFrame{
 20     /**
 21      * 
 22      */
 23     private static final long serialVersionUID = 3243154827578985972L;
 24 
 25     public Main(){
 26         super("四则运算题目生成器");
 27         setResizable(false);
 28         setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
 29         setBounds(100,100,500,400);
 30         setVisible(true);
 31         setLayout(null);
 32         DrawMenu();
 33         Update();
 34     }
 35     // 申请控件变量
 36     JLabel cc_Label = new JLabel("是否有乘除法:");
 37     ButtonGroup bg1 = new ButtonGroup();
 38     JRadioButton cc_RB_Yes = new JRadioButton("有");
 39     JRadioButton cc_RB_No = new JRadioButton("无");
 40     
 41     JLabel fu_Label = new JLabel("是否有负数:");
 42     ButtonGroup bg2 = new ButtonGroup();
 43     JRadioButton fu_RB_Yes = new JRadioButton("有");
 44     JRadioButton fu_RB_No = new JRadioButton("无");
 45     
 46     JLabel fen_Label = new JLabel("是否有分数:");
 47     ButtonGroup bg3 = new ButtonGroup();
 48     JRadioButton fen_RB_Yes = new JRadioButton("有");
 49     JRadioButton fen_RB_No = new JRadioButton("无");
 50     
 51     JLabel sz_Label = new JLabel("数值范围:");
 52     JTextField tf1 = new JTextField("0");
 53     JLabel xx = new JLabel("~");
 54     JTextField tf2 = new JTextField("100");
 55     
 56     JLabel num_JLabel = new JLabel("打印数量：");
 57     JTextField num_tf = new JTextField("10");
 58     JLabel plan_JLabel = new JLabel("打印方式");
 59     public String[] plan_choice = {"1","2","3"}; 
 60     JComboBox plan_cb = new JComboBox(plan_choice);
 61     ;
 62     Container con = getContentPane();
 63     JButton ok_button = new JButton("生成题目");
 64     
 65     // 出题区域
 66     JTextArea question_area = new JTextArea();
 67     JScrollPane sp = new JScrollPane();
 68 
 69     // 申请数值变量
 70     public int num_s = 0,num_b = 0,num_print = 0; // 数值范围和打印数量
 71     public int leftNumber = 0,rightNumber = 0; // 生成题目左右的两个数
 72     public boolean cc_flag = false,fu_flag = false,fen_flag = false; // 对于条件的判断
 73     public int flag = 0; // 用来随机计算运用+ - × ÷
 74     public String qt[][] = new String[10000][3];
 75     public String leftNumber_string = "",rightNumber_string = "",sign_string = "";  // 将生成题目的数转换为String类型
 76     
 77     // 更新数值范围和打印数量
 78     public void Update(){
 79         num_s = Integer.parseInt(tf1.getText());
 80         num_b = Integer.parseInt(tf2.getText());
 81         num_print = Integer.parseInt(num_tf.getText());
 82         cc_flag = cc_RB_Yes.isSelected();
 83         fu_flag = fu_RB_Yes.isSelected();
 84         fen_flag = fen_RB_Yes.isSelected();
 85     }
 86     
 87     public void DrawMenu(){                
 88         
 89         // 添加是否有乘除法内容
 90         cc_Label.setBounds(10, 10, 100, 20);
 91         cc_RB_Yes.setBounds(100, 10, 40, 20);
 92         cc_RB_No.setSelected(true);
 93         cc_RB_No.setBounds(140,10,40,20);
 94         bg1.add(cc_RB_No);
 95         bg1.add(cc_RB_Yes);
 96         con.add(cc_Label);
 97         con.add(cc_RB_No);
 98         con.add(cc_RB_Yes);
 99         
100         // 添加是否有负数法内容
101         fu_Label.setBounds(10, 50, 100, 20);
102         fu_RB_Yes.setBounds(100, 50, 40, 20);
103         fu_RB_No.setSelected(true);
104         fu_RB_No.setBounds(140,50,40,20);
105         bg2.add(fu_RB_No);
106         bg2.add(fu_RB_Yes);
107         con.add(fu_Label);
108         con.add(fu_RB_No);
109         con.add(fu_RB_Yes);
110         
111         // 是否支持分数内容
112         fen_Label.setBounds(10, 90, 100, 20);
113         fen_RB_Yes.setBounds(100, 90, 40, 20);
114         fen_RB_No.setSelected(true);
115         fen_RB_No.setBounds(140,90,40,20);
116         bg3.add(fen_RB_No);
117         bg3.add(fen_RB_Yes);
118         con.add(fen_Label);
119         con.add(fen_RB_No);
120         con.add(fen_RB_Yes);
121         
122         // 数值范围
123         sz_Label.setBounds(10, 130, 100, 20);
124         con.add(sz_Label);
125         tf1.setBounds(100, 130, 30, 20);
126         con.add(tf1);
127         xx.setBounds(140, 130, 20, 20);
128         con.add(xx);
129         tf2.setBounds(160, 130, 30, 20);
130         con.add(tf2);
131         
132         // 打印数量
133         num_JLabel.setBounds(10, 170, 100, 20);
134         con.add(num_JLabel);
135         num_tf.setBounds(100, 170, 30, 20);
136         con.add(num_tf);
137         
138         // 打印方式
139         plan_JLabel.setBounds(10, 210, 100, 20);
140         plan_cb.setBounds(100,210,100,20);
141         con.add(plan_JLabel);
142         con.add(plan_cb);
143         
144         // 生成题目
145         ok_button.setBounds(10, 280, 100, 30);
146         ok_button.addActionListener(new ok_click());
147         con.add(ok_button);
148         
149         // 出题区域
150         question_area.setEditable(false);
151         question_area.setLineWrap(true);
152         sp.setViewportView(question_area);
153         sp.setBounds(220, 10, 250, 350);
154         // 设置显示字体
155         Font font=new Font("宋体",Font.PLAIN,18);
156         question_area.setFont(font);
157         con.add(sp);
158     }
159     
160     public void Output(){
161         int f0 = 0,f1 = 0;  // 判断两个值是否是负数
162         for(int i = 1;i <= num_print;i++){
163             leftNumber_string = "";
164             rightNumber_string = "";
165             
166             leftNumber = num_s + (int)(Math.random() * (num_b + 1 - num_s));
167             rightNumber = num_s + (int)(Math.random()*(num_b + 1 - num_s));
168             
169             if(fu_flag){  // 如果支持负数,随机生成原来数的负数
170                 f0 = (int)(Math.random()*5);
171                 if(f0 % 2 == 0 && leftNumber != 0)
172                     leftNumber_string = "(-";
173                 f1 = (int)(Math.random()*5);
174                 if(f1 % 2 == 0 && rightNumber != 0)
175                     rightNumber_string = "(-";
176             }
177                     
178             flag = (int)(Math.random()*100);
179             if(cc_flag)  // 如果支持乘除法            
180                 flag = flag % 4; // 当flag = 0,1,2,3时，分别进行+,-,×,÷
181             else
182                 flag = flag % 2;
183             
184             switch(flag){
185             case 0: sign_string = "+";break;
186             case 1: sign_string = "-";break;
187             case 2: sign_string = "×";break;
188             case 3: sign_string = "÷";break;
189             }            
190             
191             if(fen_flag){ // 如果支持分数(注：分数的分子和分母均在取值范围之内)
192                 int leftNumber_up = 0,leftNumber_down = 0,rightNumber_up = 0,rightNumber_down = 0;
193                 do{
194                     leftNumber_up = num_s + (int)(Math.random()*(num_b + 1 - num_s));
195                     leftNumber_down = num_s + (int)(Math.random()*(num_b  + 1- num_s));
196                     rightNumber_up = num_s + (int)(Math.random()*(num_b + 1 - num_s));
197                     rightNumber_down = num_s + (int)(Math.random()*(num_b + 1 - num_s));
198                 }while( leftNumber_down == 0 || rightNumber_down == 0 /* || leftNumber_up / leftNumber_down > num_b ||
199                         leftNumber_up / leftNumber_down < num_s || rightNumber_up / rightNumber_down > num_b ||
200                         rightNumber_up / rightNumber_down < num_s */);            
201                                             
202                 // 分数约分
203                 int temp_min_left = Math.min(leftNumber_up,leftNumber_down);
204                 int temp_min_right= Math.min(rightNumber_up,rightNumber_down);
205                 
206                 for(int k = temp_min_left;k >= 2;k--){
207                     if(leftNumber_up % k == 0 && leftNumber_down % k == 0){
208                         leftNumber_up = leftNumber_up / k;
209                         leftNumber_down = leftNumber_down /k;
210                         break;
211                     }
212                 }                    
213                 if(leftNumber_down == 1)
214                     leftNumber_string = leftNumber_string + Integer.toString(leftNumber_up);
215                 else
216                     leftNumber_string =  leftNumber_string + Integer.toString(leftNumber_up) + "/" + Integer.toString(leftNumber_down);
217                 
218                 for(int l = temp_min_right;l >= 2;l--){
219                     if(rightNumber_up % l == 0 && rightNumber_down % l == 0){
220                         rightNumber_up = rightNumber_up / l;
221                         rightNumber_down = rightNumber_down / l;
222                         break;
223                     }
224                 }
225                 if(rightNumber_down == 1)
226                     rightNumber_string = rightNumber_string + Integer.toString(rightNumber_up);
227                 else
228                     rightNumber_string = rightNumber_string + Integer.toString(rightNumber_up) + "/" + Integer.toString(rightNumber_down);
229                     
230             }
231             else{   // 如果不支持分数
232                 // 将生成的题目记录为String类型
233                 leftNumber_string = leftNumber_string + Integer.toString(leftNumber);
234                 rightNumber_string = rightNumber_string + Integer.toString(rightNumber);
235             }
236             
237             // 如果是负数添加括号(注：分数无负数)
238             if(f0 % 2 == 0 && fu_flag && leftNumber != 0)
239                 leftNumber_string = leftNumber_string + ")";
240             if(f1 % 2 == 0 && fu_flag && rightNumber != 0)
241                 rightNumber_string = rightNumber_string + ")";
242                 
243             
244             // 判断题目是否有问题
245             boolean re = false;
246             for(int j = 1;j < i;j++){
247                 // 判断题目是否重复
248                 if(leftNumber_string == qt[j][0] && rightNumber_string == qt[j][1] && sign_string == qt[j][2]){
249                     re = true;
250                 }
251                 // 判断除数是否为0
252                 if(flag == 3 && rightNumber == 0){
253                     re = true;
254                 }
255             }
256             if(re){
257                 i = i - 1;
258             }
259             else{
260                 qt[i][0] = leftNumber_string;
261                 qt[i][1] = rightNumber_string;
262                 qt[i][2] = sign_string;
263             }
264             
265         }
266         
267     }
268     
269     
270     public void Print(){
271         for(int i = 1;i <= num_print;i++){
272             question_area.append(qt[i][0] + "  " + qt[i][2] + "  " + qt[i][1] + "  " +"="); 
273             question_area.append("
");
274         }
275 
276     }
277         
278     public static void main(String args[]){
279         new Main();
280     }
281     
282     class ok_click implements ActionListener{
283 
284         @Override
285         public void actionPerformed(ActionEvent e) {
286             // TODO 自动生成的方法存根
287             question_area.setText("");  // 重新出题，进行区域清空
288             // 对输入的值是否规范进行判断
289             boolean isInt = true;
290             for(int i = 0;i < tf1.getText().length();i++)
291                 if(!Character.isDigit(tf1.getText().charAt(i)))
292                     isInt = false;
293             for(int i = 0;i < tf2.getText().length();i++)
294                 if(!Character.isDigit(tf2.getText().charAt(i)))
295                     isInt = false;
296             for(int i = 0;i < num_tf.getText().length();i++)
297                 if(!Character.isDigit(num_tf.getText().charAt(i)))
298                     isInt = false;
299             // 判断值是否不是整型，是否为空值，取值是否超出范围
300             if(tf1.getText().equalsIgnoreCase("") || tf2.getText().equalsIgnoreCase("")||
301             num_tf.getText().equalsIgnoreCase(""))
302                 JOptionPane.showMessageDialog(null, "输入不能有空值，请重新输入!");
303             else if(isInt == false)
304                 JOptionPane.showMessageDialog(null, "输入必须为数字，请重新输入!");
305             else if(Integer.parseInt(num_tf.getText()) >= 10000)
306                 JOptionPane.showMessageDialog(null, "打印数量过多,请重新输入!");
307             else if(Integer.parseInt(tf1.getText()) >= Integer.parseInt(tf2.getText()))
308                 JOptionPane.showMessageDialog(null, "取值范围的下限不能大于等于上限，请重新输入!");
309             else if(Integer.parseInt(tf1.getText()) < 0 ||     Integer.parseInt(tf2.getText()) < 0)
310                 JOptionPane.showMessageDialog(null, "取值范围不能为负数，请重新输入!");
311             else{
312                 Update();
313                 Output();
314                 Print();
315             }
316         }
317     }
318 }

三、运行结果

运行界面：

所有条件均满足时，打印界面：

四、时间记录日志

日期	时间	进度	净时
3/18	13:00~14:00	实现初步界面	60
	14:00~15:30	实现初步算法	90
	15:30~17:00	算法完善	90
	19:00~21:00	算法完善与界面优化	120

五、个人总结：
1.做出更加详细的设计思想，尽量不要摸着石头过河。
2.灵活运用一些全局变量。