《个人软件开发流程》—

《个人软件开发流程》——东措

1.任务描述

1.1 概述

独立完成一个3到5个运算符的四则运算练习的软件，编程语言不限。

1.2 基本要求

程序可接收一个输入参数n，然后随机产生n道加减乘除（分别使用符号+-*÷来表示）练习题，每个数字在 0 和 100 之间，运算符在3个到5个之间。
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，将你的学号与生成的n道练习题及其对应的正确答案输出到文件“result.txt”中，不要输出额外信息，文件目录与程序目录一致。
当程序接收的参数为4时，以下为一个输出文件示例。

1.3 附加功能

支持有括号的运算式，包括出题与求解正确答案。注意，算式中存在的括号数必须大于2对，且不得超过运算符的个数。
扩展程序功能支持真分数的出题与运算（只需要涵盖加减法即可），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，且计算过程中与结果都须为真分数。
2.项目地址

github地址：https://github.com/Chenhn110/Test

Coding.net地址：https://dev.tencent.com/u/Chenhn/p/Test/git/tree/master/Calculate

3.项目部分源代码

  1 import java.util.Random;
  2  
  3  
  4 public class Calculate {
  5  public static void Integer(){
  6   String arith1 = null;//运算式
  7   char[]optCom = {'+','-','*','÷'}; //加减乘除操作集
  8   Random random = new Random();
  9   int optIdx = random.nextInt(4);
 10   int sum1 = 0;//每步运算结果
 11      int optNum = random.nextInt(3) + 3; //3-5个运算符
 12   int a = random.nextInt(100);//随机生成0-100内的整数a
 13   int b = random.nextInt(100);//随机生成0-100内的整数b
 14   if(optCom[optIdx] == '+')  sum1 = a + b;
 15         if(optCom[optIdx] == '*')  sum1 = a * b;
 16         if(optCom[optIdx] == '-'){//若a-b为负数，则重新随机产生a b
 17    while(a-b < 0)
 18    {
 19     a = random.nextInt(100);
 20     b = random.nextInt(100);
 21    }
 22    sum1 = a - b;
 23   }
 24         if(optCom[optIdx] == '÷'){//若a÷b不能整除，则重新随机产生a b
 25    if (b == 0)
 26     b = random.nextInt(100);
 27    while (a%b != 0) {
 28     a = random.nextInt(100);
 29     b = random.nextInt(100);
 30    }
 31    sum1 = a/b;
 32   }
 33         arith1 = a + "" + optCom[optIdx] + "" + b;//将算式更新
 34         
 35         for(int j = 1; j < optNum; j++){//随机生成余下的运算符
 36       int optIdx1 = random.nextInt(4);//随机生成下一个运算符号
 37       int c = random.nextInt(100);//随机生成0-100内的整数c
 38       if(optCom[optIdx1] == '+'){
 39        sum1 += c;
 40        arith1 = arith1 + "" + optCom[optIdx1] + "" + c;
 41       }
 42       if(optCom[optIdx1] == '-'){
 43        while(sum1-c<0)
 44        {
 45         c=random.nextInt(100);
 46        }
 47        sum1 += c;
 48        arith1 = arith1 + "" + optCom[optIdx1] + "" + c;
 49       }
 50       if(optCom[optIdx1] == '*'){//若下一个运算符号为乘号，判断前后两个运算符的优先级
 51        if(optCom[optIdx] == '+' || optCom[optIdx] == '-')
 52        {
 53         arith1 = "(" + arith1 + ")" + optCom[optIdx1] + c;
 54        }
 55        else
 56        {
 57         arith1 = arith1 + "" + optCom[optIdx1] + "" + c;
 58        } 
 59           sum1 = sum1*c;
 60       } 
 61       if(optCom[optIdx1] == '÷'){//若下一个运算符号为除号，判断前后两个运算符的优先级
 62        while (c == 0 || sum1%c != 0) {
 63         c=random.nextInt(100);
 64        }
 65        if(optCom[optIdx] == '+' || optCom[optIdx] == '-')
 66        {
 67         arith1= "(" + arith1 + ")" + optCom[optIdx1] + c;
 68        }
 69        else
 70        {
 71         arith1 = arith1 + "" + optCom[optIdx1] + "" + c;
 72        } 
 73           sum1 = sum1/c;
 74       } 
 75 //      optIdx = optIdx1;//更新运算符
 76      } 
 77         System.out.println(arith1 + "=" + sum1);//输出运算式及结果
 78  }
 79  public static void Fraction(){
 80   String arith2 = null;//运算式
 81   //String sum2 = null;
 82   char[]optSim = {'+','-'}; //分数加减操作集
 83   Random random = new Random();
 84   int mole = 0;
 85   int deno = 0; //初始化分子分母
 86   int optNum = random.nextInt(3) + 3; //3-5个运算符
 87   int mole1 = random.nextInt(20)+1;//随机生成分子1
 88   int deno1 = random.nextInt(20)+1;//随机生成分母1
 89   if (mole1 != 0 && deno1 != 0) {
 90    if (mole1 > deno1) {// 如果分子大于分母，也就是不是真分数时，交换分子分母，使其变成真分数
 91     int temp = mole1;
 92     mole1 = deno1;
 93     deno1 = temp;
 94    }
 95    if (mole1 == deno1) {// 如果分子刚好等于分母，重新生成分子
 96     mole1 = random.nextInt(20);
 97    }
 98    int gcd1 = gcd(mole1, deno1);// 求分子分母最大公因数，保证分数形式最简
 99    deno1 = deno1 / gcd1;// 化简
100    mole1 = mole1 / gcd1;// 化简
101   }
102   arith2 = mole1 + "/" + deno1;// 存储题目
103   for (int k = 0; k < optNum; k++) {// 小于运算符数量时不断产生分数，不断计算
104    int deno2 = random.nextInt(20);// 生成分母
105    int mole2 = random.nextInt(20);// 生成分子
106    if (mole2 != 0 && deno2 != 0) {
107     if (mole2 > deno2) {// 避免不是真分数
108      int temp = mole2;
109      mole2 = deno2;
110      deno2 = temp;
111  
112     }
113     if (mole2 == deno2) {// 如果分子等于分母，重新生成分子
114      mole2 = random.nextInt(20);
115     }
116     int gcd2 = gcd(mole2, deno2);// 化简分式，使其最简
117     deno2 = deno2 / gcd2;
118     mole2 = mole2 / gcd2;
119    }
120    int idx = random.nextInt(2);//随机生成运算符下标
121    if (optSim[idx]  == '+') {// 如果是加号，实现分数加法
122     if (deno1 == deno2) {// 如果两个分母相同，直接将分子相加
123      mole = mole1 + mole2;
124     } else {// 通分，相加
125      deno = deno1 * deno2;
126      mole = mole1 * deno2 + mole2 * deno1;
127     }
128     if (mole > deno) {// 如果运算结果不是真分数
129      k--;// 计数的u减一，也就是重新生成重新计算
130     } else {// 在给定范围内的话，通分运算结果
131      int gcd = gcd(mole, deno);
132      deno = deno / gcd;
133      mole = mole / gcd;
134      arith2 = arith2 + optSim[idx] + mole2 + "/" + deno2;
135      deno1 = deno;// 储存通分结果
136      mole1 = mole;
137     }
138    } else {// 如果是减号，实现减法操作
139     if (deno1 == deno2) {// 分母相同直接分子相减
140      mole = mole1 - mole2;
141     } else {// 其他情况，先通分再相减
142      deno = deno1 * deno2;
143      mole = mole1 * deno2 - mole2 * deno1;
144     }
145     if (mole < 0) {// 如果导致结果小于0了，就重新生成
146      k--;
147     } else {// 通分结果化简
148      int gcd = gcd(mole, deno);
149      deno = deno / gcd;
150      mole = mole / gcd;
151      arith2 = arith2 + optSim[idx] + mole2 + "/" + deno2;
152      deno1 = deno;// 储存通分结果
153      mole1 = mole;
154     }
155    }
156   }
157   System.out.println(arith2 + " = " + mole + "/" + deno);// 输出题目和答案
158   
159  }
160  
161  //最大公因数，每次代入,显然有a<b
162   public static int gcd(int a, int b){
163         while(a!=0)
164               return gcd(b % a, a);
165         return b;
166  }
167   
168   public static  void QuesFunc(int n) {// 实现产生n个混合四则运算的方法
169    Random random = new Random();
170    for (int i = 0; i < n; i++) {
171     int flag = random.nextInt(4); //随机生成整数四则运算或真分数加减运算
172     if (flag == 0 || flag == 2) {//0生成整数四则运算
173      Integer();
174     } else {//执行真分数加减运算
175      Fraction();
176     }
177    }
178   }
179 }

4. 生成result.txt文件

5.PSP (个人软件开发流程）