《小学生口算题卡》——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

import java.util.Random;
 
 
public class Calculate {
 public static void Integer(){
  String arith1 = null;//运算式
  char[]optCom = {'+','-','*','÷'}; //加减乘除操作集
  Random random = new Random();
  int optIdx = random.nextInt(4);
  int sum1 = 0;//每步运算结果
     int optNum = random.nextInt(3) + 3; //3-5个运算符
  int a = random.nextInt(100);//随机生成0-100内的整数a
  int b = random.nextInt(100);//随机生成0-100内的整数b
  if(optCom[optIdx] == '+')  sum1 = a + b;
        if(optCom[optIdx] == '*')  sum1 = a * b;
        if(optCom[optIdx] == '-'){//若a-b为负数，则重新随机产生a b
   while(a-b < 0)
   {
    a = random.nextInt(100);
    b = random.nextInt(100);
   }
   sum1 = a - b;
  }
        if(optCom[optIdx] == '÷'){//若a÷b不能整除，则重新随机产生a b
   if (b == 0)
    b = random.nextInt(100);
   while (a%b != 0) {
    a = random.nextInt(100);
    b = random.nextInt(100);
   }
   sum1 = a/b;
  }
        arith1 = a + "" + optCom[optIdx] + "" + b;//将算式更新
       
        for(int j = 1; j < optNum; j++){//随机生成余下的运算符
      int optIdx1 = random.nextInt(4);//随机生成下一个运算符号
      int c = random.nextInt(100);//随机生成0-100内的整数c
      if(optCom[optIdx1] == '+'){
       sum1 += c;
       arith1 = arith1 + "" + optCom[optIdx1] + "" + c;
      }
      if(optCom[optIdx1] == '-'){
       while(sum1-c<0)
       {
        c=random.nextInt(100);
       }
       sum1 += c;
       arith1 = arith1 + "" + optCom[optIdx1] + "" + c;
      }
      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
       if(optCom[optIdx] == '+' || optCom[optIdx] == '-')
       {
        arith1 = "(" + arith1 + ")" + optCom[optIdx1] + c;
       }
       else
       {
        arith1 = arith1 + "" + optCom[optIdx1] + "" + c;
       }
          sum1 = sum1*c;
      } 
      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
       while (c == 0 || sum1%c != 0) {
        c=random.nextInt(100);
       }
       if(optCom[optIdx] == '+' || optCom[optIdx] == '-')
       {
        arith1= "(" + arith1 + ")" + optCom[optIdx1] + c;
       }
       else
       {
        arith1 = arith1 + "" + optCom[optIdx1] + "" + c;
       }
          sum1 = sum1/c;
      } 
//      optIdx = optIdx1;//更新运算符
     } 
        System.out.println(arith1 + "=" + sum1);//输出运算式及结果
 }
 public static void Fraction(){
  String arith2 = null;//运算式
  //String sum2 = null;
  char[]optSim = {'+','-'}; //分数加减操作集
  Random random = new Random();
  int mole = 0;
  int deno = 0; //初始化分子分母
  int optNum = random.nextInt(3) + 3; //3-5个运算符
  int mole1 = random.nextInt(20)+1;//随机生成分子1
  int deno1 = random.nextInt(20)+1;//随机生成分母1
  if (mole1 != 0 && deno1 != 0) {
   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
    int temp = mole1;
    mole1 = deno1;
    deno1 = temp;
   }
   if (mole1 == deno1) {// 如果分子刚好等于分母，重新生成分子
    mole1 = random.nextInt(20);
   }
   int gcd1 = gcd(mole1, deno1);// 求分子分母最大公因数，保证分数形式最简
   deno1 = deno1 / gcd1;// 化简
   mole1 = mole1 / gcd1;// 化简
  }
  arith2 = mole1 + "/" + deno1;// 存储题目
  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
   int deno2 = random.nextInt(20);// 生成分母
   int mole2 = random.nextInt(20);// 生成分子
   if (mole2 != 0 && deno2 != 0) {
    if (mole2 > deno2) {// 避免不是真分数
     int temp = mole2;
     mole2 = deno2;
     deno2 = temp;
 
    }
    if (mole2 == deno2) {// 如果分子等于分母，重新生成分子
     mole2 = random.nextInt(20);
    }
    int gcd2 = gcd(mole2, deno2);// 化简分式，使其最简
    deno2 = deno2 / gcd2;
    mole2 = mole2 / gcd2;
   }
   int idx = random.nextInt(2);//随机生成运算符下标
   if (optSim[idx]  == '+') {// 如果是加号，实现分数加法
    if (deno1 == deno2) {// 如果两个分母相同，直接将分子相加
     mole = mole1 + mole2;
    } else {// 通分，相加
     deno = deno1 * deno2;
     mole = mole1 * deno2 + mole2 * deno1;
    }
    if (mole > deno) {// 如果运算结果不是真分数
     k--;// 计数的u减一，也就是重新生成重新计算
    } else {// 在给定范围内的话，通分运算结果
     int gcd = gcd(mole, deno);
     deno = deno / gcd;
     mole = mole / gcd;
     arith2 = arith2 + optSim[idx] + mole2 + "/" + deno2;
     deno1 = deno;// 储存通分结果
     mole1 = mole;
    }
   } else {// 如果是减号，实现减法操作
    if (deno1 == deno2) {// 分母相同直接分子相减
     mole = mole1 - mole2;
    } else {// 其他情况，先通分再相减
     deno = deno1 * deno2;
     mole = mole1 * deno2 - mole2 * deno1;
    }
    if (mole < 0) {// 如果导致结果小于0了，就重新生成
     k--;
    } else {// 通分结果化简
     int gcd = gcd(mole, deno);
     deno = deno / gcd;
     mole = mole / gcd;
     arith2 = arith2 + optSim[idx] + mole2 + "/" + deno2;
     deno1 = deno;// 储存通分结果
     mole1 = mole;
    }
   }
  }
  System.out.println(arith2 + " = " + mole + "/" + deno);// 输出题目和答案
  
 }
 
 //最大公因数，每次代入,显然有a<b
  public static int gcd(int a, int b){
        while(a!=0)
              return gcd(b % a, a);
        return b;
 }
 
  public static  void QuesFunc(int n) {// 实现产生n个混合四则运算的方法
   Random random = new Random();
   for (int i = 0; i < n; i++) {
    int flag = random.nextInt(4); //随机生成整数四则运算或真分数加减运算
    if (flag == 0 || flag == 2) {//0生成整数四则运算
     Integer();
    } else {//执行真分数加减运算
     Fraction();
    }
   }
  }
}
4. 生成result.txt文件

5.PSP (个人软件开发流程）