201571030121 《四则运算》

Github地址：https://github.com/yuanerss/szys

项目要求

1、需求分析

程序可接收一个输入参数n，然后随机产生n道加减乘除练习题，每个数字在 0 和 100 之间，运算符在3个到5个之间。
为了让小学生得到充分锻炼，每个练习题至少要包含2种运算符。同时，由于小学生没有分数与负数的概念，你所出的练习题在运算过程中不得出现负数与非整数，比如不能出 3/5+2=2.6，2-5+10=7等算式。
练习题生成好后，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
当程序接收的参数为4时，以下为输出文件示例。

附加功能要求：

支持有括号的运算式，包括出题与求解正确答案。注意，算式中存在的括号必须大于2个，且不得超过运算符的个数。（5分）

扩展程序功能支持真分数的出题与运算，例如：1/6 + 1/8 + 2/3= 23/24。注意在实现本功能时，需支持运算时分数的自动化简，比如 1/2+1/6=2/3，而非4/6。（5分）

2、功能分析

1、随机生成n个包含3个运算符0-100的加减乘除的等式。

2、等式结果包括运算途中不能产生负数。

3、结果不能为小数。

4、将结果输出到文件内，标注学号。

3、实验设计

4、测试运行

ECLIPSE测试：

cmd窗口测试：

5、核心代码

运算优先级部分代码

public static boolean ys() {

        while (true) {
            fNum = generateRandomNum(1, 99);

            sNum = generateRandomNum(1, 99);

            tNum = generateRandomNum(1, 99);

            firstOperator = OPERATOR[generateRandomNum(0, 3)];

            secondOperator = OPERATOR[generateRandomNum(0, 3)];

            if (firstOperator.equals(secondOperator)) {
                continue;
            }
            
            try {
                if (secondOperator.equals(Const.Operator.multiplication)
                        || secondOperator.equals(Const.Operator.division)) {
                    int preResult = ys(sNum, tNum, secondOperator);
                    if (preResult < 0) {
                        continue;
                    }
                    result = ys(fNum, preResult, firstOperator);
                } else {
                    int preResult = ys(fNum, sNum, firstOperator);
                    if (preResult < 0) {
                        continue;
                    }
                    result = ys(preResult, tNum, secondOperator);
                }
            } catch (Exception e) {
                // TODO: handle exception
                continue;
            }
            

            if (result < 0) {
                continue;
            } else {

                StringBuffer buffer = new StringBuffer();

                buffer.append(fNum).append(firstOperator).append(sNum).append(secondOperator).append(tNum)
                        .append("=").append(result).append("
");
                
                System.out.println(buffer);

                if (writeToFile(buffer.toString())) {

                    return true;

                } else {

                    return false;

                }

            }
        }
    }

主函数部分

import java.io.File;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
import java.util.Random;
import java.util.Scanner;

public class four {

    private static int fNum, sNum, tNum, result;

    private static String firstOperator, secondOperator;

    private final static String[] OPERATOR = { "+", "-", "*", "/" };

    private static int ac=1;
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("请输入产生题目数量：");
        Scanner s = new Scanner(System.in);
        int a=s.nextInt();
        for (int i = 0; i < a; i++) 
         {
            ys();
                
         }
    }

输出到文件部分

public static boolean writeToFile(String result) {
        
        try {

             File f1 = new File("result.txt");
             FileWriter fw = new FileWriter(f1, true);
             PrintWriter pw = new PrintWriter(fw);
             if(ac==1)
             {
                 pw.println("201571030121");
                 ac=0;
             }
                  pw.println(result);
                  fw.flush();
                  fw.close();

            return true;

        } catch (IOException e) {

            e.printStackTrace();

            return false;

        }

    }

运算部分

public static Integer ys(int firstNum, int secNum, String operator) throws Exception{

        switch (operator) {

        case Const.Operator.add: {

            return firstNum + secNum;

        }

        case Const.Operator.subtraction: {

            return firstNum - secNum;

        }

        case Const.Operator.multiplication: {

            return firstNum * secNum;

        }

        case Const.Operator.division: {
            if (firstNum % secNum == 0) {
                return firstNum / secNum;
            }
            else {
                throw new Exception("");
            }

            

        }

        default: {

            return null;

        }

        }

    }

}

6、psp展示

PSP2.1	任务内容	计划完成需要的时间(h)	实际完成需要的时间(h)
Planning	计划	0.5	1
· Estimate	· 估计这个任务需要多少时间，并规划大致工作步骤	0.5	1
Development	开发	19	24
·· Analysis	需求分析 (包括学习新技术)	5	6
· Design Spec	· 生成设计文档	1	1
· Design Review	· 设计复审 (和同事审核设计文档)	0.2	0.2
· Coding Standard	代码规范 (为目前的开发制定合适的规范)	0.2	0.2
· Design	具体设计	0.6	0.6
· Coding	具体编码	10	12
· Code Review	· 代码复审	0.5	0.5
· Test	· 测试（自我测试，修改代码，提交修改）	2	4
Reporting	报告	0.8	1
·· Test Report	· 测试报告	0.3	0.4
· Size Measurement	计算工作量	0.2	0.2
· Postmortem & Process Improvement Plan	· 事后总结 ,并提出过程改进计划	0.3	0.4

7、总结

在刚开始写这个程序的时候没有设计好具体的逻辑规律，导致第一份四则运算代码破产（第一次输入次数与输出的方程式相等，后再次运行则不跟输入次数相等，反复求证和询问最后等到原因是逻辑结构错误，所以重新写了份代码）

第二次写的时候参照网上的一些关于四则运算的好的方法结构，反思之后构建了现在代码的逻辑。

第二次写的时候波折也很多，关于小数的判断、负数的处理等等，都困扰了很长时间，但是功夫不负有心人拿出“只要功夫深铁杵磨成针”的信念最后终于顺利的解决了，期间也参考了博客园很多学校里同学们的博客，收获颇丰。

这次实验也还是有点小小遗憾就是等式只能3个运算符，不能加入（）。