小学生四则运算

小学生四则运算 ?

项目地址

腾讯云：https://dev.tencent.com/u/Sophiamuma/p/CalculateProject/git
GitHub：
https://github.com/SophiaMuma/progect-calculate

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一、功能需求

基本功能：

1. 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。
2. 每个数字在 0 和 100 之间，运算符在3个到5个之间；
3. 每个练习题至少要包含2种运算符；
4. 所出的练习题在运算过程中不得出现负数与非整数，比如3÷5+2=2.6，2-5+10=7等是不合法的；
5. 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，文件目录与程序目录一致；
6. 当程序接收的参数为4时，以下为一个输出文件示例。
   2018010203
   13+17-1=29
   11*15-5=160
   3+10+4-16=1
   15÷5+3-2=4

扩展功能：

1. 支持有括号的运算式，包括出题与求解正确答案。
2. 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。
3. 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。

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二、功能设计

1. 保证输入的是数字或者特定字符，如果不符合要求，会有提示，并且可以重新输入。
2. 当输入一个参数n，随机产生n道加减乘除算术题。保证生成的每个练习题至少要包含2种运算符。且保证在算数过程中，不出现负数，和小数。
3. 将生成的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。

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三、设计实现

在我的src中，我建立了Main类，和main包，包中有四个类。

（一）Main类

功能： 是该程序运行的入口，包含 public static void main(String[] args) 方法。该方法可接收一个生成运算式数目n，并且调用intNumber(int num)方法对输入数据n的合法性进行判断并作出响应，不合法调用input()函数，提示用户重新输入。然后调用Outer()方法来实现运算式的生成输出。

public static void main(String[] args) {
    try {
        times = Integer.valueOf(args[0]);//字符串为整型变量
        times = intNumber(times);//用intNumber判断数的范围
    }catch (Exception e){
        System.out.println("请输入一个1~100的数字。");
        times = inPut();
    }
    //异常处理，如果输入不符合整型和intNumber对数范围的规定，就catch错误，输出提示并调用inPut()重新输入
    Outer outer = new Outer(times);//输出调用
}

运用递归重复判断输入数的合法性。

private static int inPut(){
    try {
        Scanner input = new Scanner(System.in);//获取输入数
        times = input.nextInt();//控制台输入说赋给times
        times = intNumber(times);
    }catch (Exception e){
        System.out.println("输入格式不正确，请输入一个1~100的数字。");
        inPut();
    }//异常处理，用于判断输入是否处于1~100，如果还不符合再调用自己
    return times;
}

判断合法性的方法。

private static int intNumber(int num){
    if(num >= 1&&num <=100){
        return num;
    }//判断输入数是否符合要求的方法
    else {
        throw new RuntimeException();//异常处理，抛出运行时异常
    }
}

（二）Maker类

功能： 用于产生运算题目，并调用Tester类的对象对题目进行测试。

题目产生方法。

void makeQuestion(){
    this.question.setNums((int)((Math.random()*3)+2));
    this.question.setNumber(numMaker.makeNumber(question.getNums()));
    this.question.setChars(charMaker.makeChar(question.getNums()));
}

随机制造数字的方法。

lass NumMaker{
    int[] makeNumber(int nums){
        int[] number = new int[nums+1];
        for(int i = 0;i < nums+1;i++){
            number[i] = (int)(Math.random()*99);
        }
        return number;
    }
}

随机制造运算符的方法。

class CharMaker{
    private char[] box = {'+','-','*','÷'};
    char[] makeChar(int nums){
        char[] chars = new char[nums];
        for(int i = 0;i < nums;i++){
            chars[i] = box[(int)(Math.random()*4)];
        }
        return chars;
    }

（三）Tester类

功能： Tester类对产生数及符号进行运算。

判断优先级，实现先乘除后加减。

private int getResult(Box box){
    //用于判断优先级的部分
    if(box.listC.indexOf('*')>box.listC.indexOf('÷'))
        box = function(new Multiplication(),box);
    else if(!(box.listC.indexOf('÷')==(-1)))
        box = function(new Division(),box);
    else if(box.listC.get(0) == '+')
        box = function(new Plus(),box);
    else if(box.listC.get(0) == '-'){
        box = function(new Subtraction(),box);
    }
    //实现递归的部分
    if(box.listC.isEmpty()){
        if(box.listN.get(0)==-1)
            questionTest.setUseful(false);
        return box.listN.get(0);
    }
    else {
        return getResult(box);
    }
}

其他的不做过多展示了。

（四）Outer类

功能： 完成输出内容

public Outer(int times){
    this.times = times;
    this.boxs = new String[times+1];
    boxs[0] = ID;
    for (int  i = 1;i <= times;){
        maker.makeQuestion();
        maker.testQuestion();
        if(!maker.getQuestion().isUseful())
            continue;
        String box = maker.getQuestion().toString();
        boxs[i] = box;
        i++;
    }
    outQuestion(boxs);
}

（五）Question类

功能： get、set方法用于修改获取。

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四、测试运行

1.用idea运行测试

2.用命令提示符

用UTF-8编码防止中文乱码。

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五、代码提交

1. 用idea直接推。
   我的idea已经配置了git。
   ①在GitHub上建好仓库。
   ②改连接的仓库。
   VCS->Checkout from Version Control
   ③推项目。
   VCS->Import into Version Control->Share Project on GitHub
2. 提交到coding.net上
   ①注册并建好仓库。
   ②用Git Bash上传.

git config --global user.email "[email protected]"
git config --global user.name “Sophiamuma”
git remote remove origin
git init
git remote add origin https://git.dev.tencent.com/Sophiamuma/CalculateProject.git
git add src
git add result.txt
git commit -m’你的注释’
git push -u origin master

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六、PSP

PSP	任务内容	计划时长（h）	实际时长（h）
Planning	计划	1	3
·Estimate	估计时长，规划大致任务步骤	2	3
Development	开发	28	60
·Analysis	需求分析（包括新技术学习）	3	5
·Coding Standard	代码规范（为目前的开发制定合适的规范）	0	0
·Design	具体设计	2	4
·Coding	具体编码	20	42
·Code Review	代码复审	1	3
·Test	测试（自我测试,修改代码，提交修改）	2	6
Reporting	报告	6	7
·Size Measurement	计算工作量	2	1
·Postmortem & Process Improvement Plan	事后总结，并提出过程改进计划	2	2
	写博客	2	4

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七、总结

这个作业对于我来说难度挺大的，遇到的问题也特别多，以前在学习语言的时候只会书本知识，实践太少，一个完整的项目更是没有独立完成过。
起初我不知道要怎么实现，只是初步想了几个分块就动手了，一个主函数就花了挺多时间，判断段输入合法性什么的弄好了，我就写了生成随机数和符号的函数，但是完全不知道要怎么联合，大脑一片空白，那就学习呗，我看了很多博客，大概有了想法，但是代码基础太过薄弱，有些代码读懂都困难，更不用说自己写了，于是我借鉴了很多学长学姐的方法，基本上是现学现做，整个基础功能就花了好几天空闲，然后，单纯的整合再学会是不行的，会有很多bug一堆，于是我又调试了很久。编辑器的怎样建本地仓库、cmd怎样运行生成txt、git上传coding.net也是从网上现学的。
虽然这次实践作业我完成的并不好，但是真的让我提升了很多，我发现人的自学吸收能力是很强的，只要再多花些时间动手实践，我的代码能力一定能有所提升。通过本次作业，我对一个完整的项目实行流程有了清晰的认识，也深刻认识到了动手能力对于我们学技术的同学是多么的重要。
万事开头难，我已经硬着头皮基本完成了此次项目作业的基本功能，我会继续努力完成后续功能，相信经过日后的学习，我的能力一定会有所提升，很期待通过一段时间的学习和练习，我能感受到自己的进步。