結對伙伴：葉文濤

項目要求：

實現一個自動生成小學四則運算題目的命令行程序.

使用 -n 參數控制生成題目的個數(完成)

使用 -r 參數控制題目中數值的范圍, 。該參數可以設置為1或其他自然數。(完成)

生成的題目中計算過程不能產生負數(完成)

生成的題目中如果存在形如e1?÷ e2的子表達式，那么其結果應是真分數。(完成)

程序一次運行生成的題目不能重復,生成的題目存入執行程序的當前目錄下的Exercises.txt文件(完成)

每道題目中出現的運算符個數不超過3個(完成)

在生成題目的同時，計算出所有題目的答案，并存入執行程序的當前目錄下的Answers.txt文件(完成)

程序應能支持一萬道題目的生成。(完成)

程序支持對給定的題目文件和答案文件，判定答案中的對錯并進行數量統計。(完成)

設計：

分為兩個部分，第一是生成題目，生成表達式及答案后寫入當前目錄下的文件，第二是判斷答案是否正確，讀取文件后判斷，再將結果寫入當前目錄下的文件。

代碼

主函數

public static voidmain(String[] args){

System.out.println("請選擇功能：");

System.out.println(" 1. 四則運算生成器");

System.out.println(" 2. 答案對比");

System.out.print("請輸入你的選擇[1/2]：");int choose = newScanner(System.in).nextInt();switch(choose){case 1:

ProducerController producerController= newProducerController();

producerController.ConstructProblem();break;case 2:

JudgeAnswerController judgeAnswerController= newJudgeAnswerController();

judgeAnswerController.start();break;default:

System.out.println("輸入不正確，請輸入1或2");main(args);break;

}

}

整數生成器與真分數生成器函數

public String[] createProblem(intrange){

Random random= newRandom();int operatorCount = 1 + random.nextInt(3); //隨機操作符的個數(1-3個)

int operand[] = new int[operatorCount + 1]; //操作數個數

int[] operatorIndex = index(operatorCount, 4, random);for(int i = 0; i < operatorCount + 1; i++){

operand[i]=random.nextInt(range);

}

String formula=stitchingFormula(operatorCount, operand, operatorIndex);//計算結果

Calculator calculator = newCalculator();int res =calculator.algorithm(formula);

String formulaRes[]= new String[2];if (res > 0){

formulaRes[0] =formula;

formulaRes[1] =String.valueOf(res);

}else{returncreateProblem(range);

}returnformulaRes;

}

public String[] createProblem(intrange){

Random random= newRandom();int operatorCount = 1 + random.nextInt(3); //操作符的個數1-3

CreateInteger create= newCreateInteger();int[] operatorIndex = create.index(operatorCount,2, random); //操作符的下標//生成第一個操作數

int[] coprimeNumber1 =createCoprimeNumbers(range, random);int x = coprimeNumber1[0];int y = coprimeNumber1[1];

String s=shamToProperFraction(x, y);for(int i=0; i < operatorCount; i++){//生成剩下的操作數

int[] coprimeNumber =createCoprimeNumbers(range, random);int numx = coprimeNumber[0];int numy = coprimeNumber[1];

String currentOpreator=OPERATOR[operatorIndex[i]];if(currentOpreator.equals("+")){ //加法

x = x * numy + y *numx;

y= y *numy;

}else { //減法

int count = 0;while(x * numy - y * numx < 0){ //差為負數

coprimeNumber =createCoprimeNumbers(range, random);

numx= coprimeNumber[0];

numy= coprimeNumber[1];

count++;if (count >= 5){

numx= x - 1;

numy=y;

}

}

x= x * numy - y *numx;

y= y *numy;

}

String num=shamToProperFraction(numx, numy);

s+= currentOpreator +num;

}int greatFactor =greatFactor(x,y);

x/= greatFactor; //最終結果化簡

y /=greatFactor;

String res=shamToProperFraction(x, y);

s+= "=";

String formulaRes[]={s, res};returnformulaRes;

}/*** 假分數轉化為真分數

*@paramx 分子

*@paramy 分母

*@return

*/

public String shamToProperFraction(int x, inty){if (x >y){int n = x /y;

x= (x - n *y);if (x == 0){returnString.valueOf(n);

}return n + "'" + x + "/" +y;

}else if (x ==y){return "1";

}else if (y == 1){returnString.valueOf(x);

}else if (x == 0){return "0";

}return x + "/" +y;

}

}

計算結果函數

public intalgorithm(String s) {

Stack numStack = new Stack<>(); //放數字

Stack operatorStack = new Stack<>(); //放操作符

HashMap hashMap = new HashMap<>(); //存放運算符優先級

hashMap.put("(", 0);

hashMap.put("+", 1);

hashMap.put("-", 1);

hashMap.put("*", 2);

hashMap.put("÷", 2);

String formula= s.replaceAll(" ", "");for (int i = 0; i

StringBuilder digit= new StringBuilder(); //StringBuilder類中的方法主要偏重于對于字符串的變化，例如追加、插入和刪除等，這個也是StringBuffer和String類的主要區別。

char c = formula.charAt(i); //將式子字符串切割為c字符

while (Character.isDigit(c)) { //判斷字符是否為10進制數字,將一個數加入digit

digit.append(c);

i++;if (i

c=formula.charAt(i);

}else{break;

}

}if (digit.length() == 0){ //當前digit里面已經無數字，即當前處理符號

switch(c) {case '(': {

operatorStack.push(String.valueOf(c));//如果是( 轉化為字符串壓入字符棧

break;

}case ')': { //遇到右括號了計算，因為(的優先級最高

String stmp = operatorStack.pop(); //如果是)，將符號棧棧頂元素取到

while (!operatorStack.isEmpty() && !stmp.equals("(")) { //當前符號棧里面還有+ - * /

int a = numStack.pop(); //取操作數a,b

int b =numStack.pop();int result = calculate(b, a, stmp); //計算

if(result < 0)return -1;

numStack.push(result);//將結果壓入棧

stmp = operatorStack.pop(); //符號指向下一個計算符號

}break;

}case '=': { //遇到等號了計算

String stmp;while (!operatorStack.isEmpty()) { //當前符號棧里面還有+ - * /,即還沒有算完

stmp =operatorStack.pop();int a =numStack.pop();int b =numStack.pop();int result =calculate(b, a, stmp);if(result < 0)return -1;

numStack.push(result);

}break;

}default: { //不滿足之前的任何情況

String stmp;while (!operatorStack.isEmpty()) { //如果符號棧有符號

stmp = operatorStack.pop(); //當前符號棧，棧頂元素

if (hashMap.get(stmp) >= hashMap.get(String.valueOf(c))) { //比較優先級

int a =numStack.pop();int b =numStack.pop();int result =calculate (b, a, stmp);if(result < 0)return -1;

numStack.push(result);

}else{

operatorStack.push(stmp);break;

}

}

operatorStack.push(String.valueOf(c));//將符號壓入符號棧

break;

}

}

}else { //處理數字，直接壓棧

numStack.push(Integer.valueOf(digit.toString())); //Integer.valueof()返回的是Integer對象，而Integer.parseInt()返回的是int型

continue; //結束本次循環，回到for語句進行下一次循環，即不執行i++(因為此時i已經指向符號了)

}

i++;

}return numStack.peek(); //返回棧底數字即等式的答案。

}

判斷結果函數

public voidstart(){

System.out.print("請輸入待驗證答案路徑：");

Scanner scanner= newScanner(System.in);

String exerciseFilePath=scanner.next();

System.out.print("請輸入程序生成答案文件路徑：");

String answerFilePath=scanner.next();try{

List exerciseAnswers =exerciseFileReader(exerciseFilePath);

List answers =answerReader(answerFilePath);

List correct = new ArrayList<>();

List wrong = new ArrayList<>();int max =Math.max(exerciseAnswers.size(), answers.size());int num = 1;for (int i = 0; i < max; i++){if(exerciseAnswers.get(i).equals(answers.get(i))){

correct.add(String.valueOf(num++));

}else{

wrong.add(String.valueOf(num++));

}

}

File grade= new File("Grade.txt");if(grade.exists()){

grade.delete();

}if(grade.createNewFile()){

FileOutputStream gradeOutput= newFileOutputStream(grade);

PrintStream gradePrintStream= newPrintStream(gradeOutput);

String corrects= String.join(",", correct);

gradePrintStream.println("Correct：" + correct.size() +

" (" + corrects + ")");

String wrongs= String.join(",", wrong);

gradePrintStream.println("Wrong：" + wrong.size() +

" (" + wrongs + ")");

}

System.out.println("判定完成");

}catch(FileNotFoundException e) {

System.out.println("文件不存在");

}catch(IOException e) {

System.out.println("文件讀入異常");

}

}public List exerciseFileReader(String path) throwsIOException {

BufferedReader exerciseReader= new BufferedReader(newFileReader(path));

String exerciseAnswer= "";

List exerciseAnswers = new ArrayList<>();while ((exerciseAnswer = exerciseReader.readLine()) != null){

String[] split= exerciseAnswer.split("=");if (split[1] != null){

exerciseAnswers.add(split[1]);

}else{

exerciseAnswers.add(" ");

}

}returnexerciseAnswers;

}

測試

1.隨機生成10道10以內的四則運算

2.判斷題目的正確與否

3.支持生成一萬道題目

由于題目過多，因此直接在連接中打開

以上就是所有功能的測試

PSP表格

PSP2.1

Personal Software Process Stages

預估耗時(分鐘)

實際耗時(分鐘)

Planning

計劃

10

5

· Estimate

· 估計這個任務需要多少時間

800

1200

Development

開發

480

630

· Analysis

· 需求分析 (包括學習新技術)

60

30

· Design Spec

· 生成設計文檔

60

80

· Design Review

· 設計復審 (和同事審核設計文檔)

30

45

· Coding Standard

· 代碼規范 (為目前的開發制定合適的規范)

30

30

· Design

· 具體設計

30

60

· Coding

· 具體編碼

120

360

· Code Review

· 代碼復審

30

45

· Test

· 測試(自我測試，修改代碼，提交修改)

120

120

Reporting

報告

120

120

· Test Report

· 測試報告

60

30

· Size Measurement

· 計算工作量

30

30

· Postmortem & Process Improvement Plan

· 事后總結, 并提出過程改進計劃

30

30

合計

1200

1610

總結

在這次編程作業中，我和葉文濤同學一起討論，他主要負責編寫代碼，后期的測試和報告則由我負責，在這一次的作業中，我也從伙伴身上學習到了很多，認識到自己與他人之間的差距，他在編程過程中也耐心的解答我的疑惑，在這個過程中不斷的完善代碼。兩個人一起處理問題，互相汲取對方好的想法，有些細節沒有考慮到的，另一個人可以幫忙補充，這樣使得效率也大大提高。例如在我們進行最后測試的過程中，我發現當計算答案時如果答案為空則會出錯，在這個情況下我們進行討論之后也克服了這個問題。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的java 四则运算_java实现小学生四则运算的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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