2019-2020-4 《Java 程序設計》結對項目階段總結---《四則運算——整數》
1、需求分析
實現一個命令行程序java
要求：git
- 自動生成小學四則運算題目（加，減，乘，除）；
- 支持整數；
- 支持多運算符（例如生成包含n個運算符的題目）；
- 支持真分數（後續實現）；
- 統計正確率。
擴展需求編程
- 文件： （1） 處理生成題目並輸出到文件； （2） 完成題目後從文件讀入並判斷。
- 多語言支持：簡體中文，繁體中文，English；
- 生成題目去重。
2、設計思路以及代碼解釋
剛拿到結對項目數組
剛拿到結對項目時，感受不是很難，是由於沒有考慮到括號、運算優先級以及多個數字運算的問題，因此只是簡單設計了一個兩個數字簡單的四則運算，具體程序以下：dom
//生成隨機整數的運算學習
public class Zheng {
int a=0,b=0,c=0;
int result=0,g=0;
String s=null;
public void Zheng(){
a = (int)(Math.random()*100)；//生成0-99的隨機數
b = (int)(Math.random()*100);
c = (int)(Math.random()*4);//生成0-3的隨機數，用來隨機產生運算符
if(c==0){
System.out.println(a+"+"+b+"=");
result = a + b;
}
if(c==1){
System.out.println(a+"-"+b+"=");
result = a - b;
}
if(c==2){
System.out.println(a+"*"+b+"=");
result = a * b;
}
if(c==3){
if(b==0){
while(b==0)
b=(int)(Math.random()*10);//防止分母爲0
}
else{
System.out.println(a+"/"+b+"=");
int smaller = a > b ? b : a;//將a與b中的最小值賦給變量
for (int i = 1; i <= smaller; i++) {
if (a % i == 0 && b % i == 0) {
g = i;
}//求a與b的最大公因子
}
a = a/g;
b = b/g;
s = a+"/"+b;
}
}
}
}
//實現四則運算spa
import java.util.*;
public class YunSuan {
public static void main (String args[]){
int x,z=0;
Zheng zheng = new Zheng();
System.out.print("請輸入要生成的題目數:");
Scanner reader = new Scanner(System.in);
int n = reader.nextInt();
Random random = new Random();
for(int i=1;i<n+1;i++){
for(;;){
System.out.println("題目"+i+":");
zheng.Zheng();
System.out.print("請輸入結果：");
if(zheng.c==3){
Scanner sc=new Scanner(System.in);
String s =new String();
s =sc.nextLine();
if(s.equals(zheng.s)){
z++;
System.out.println("此題正確");
}
else
System.out.println("此題錯誤，正確答案爲："+zheng.s);
}
else{
x =reader.nextInt();
if(x==zheng.result){
z++;
System.out.println("此題正確");
}
else
System.out.println("此題錯誤，正確答案爲："+zheng.result);
}
break;
}
}
int o =(int)(((double)z/(double)n)*100);//計算正確率
System.out.print("完成"+n+"道題，正確數目爲："+z+",正確率爲：");
System.out.printf("%d",o);
System.out.println("%");
}
}
簡單四則運算碼雲連接：連接命令行
考慮到多種因素後設計
當發現須要考慮括號、運算優先級以及多個數字計算的因素時，發現事情沒那麼簡單，而後瘋狂腦闊疼.........，在看到棧以及中綴轉後綴等問題後，陷入了沉思，在經過長時間的學習和理解後才知道如何解決括號與計算問題，以前沒有這些知識前，根本無從下手，經過最終地艱苦奮鬥仍是設計出代碼，可是仍是有些問題，代碼以下：code
//生成隨機數
import java.util.*;
public class RandomNum {
int RandomNum(int x){
int num =(int)(Math.random()*x);
return num;
}
}
//生成隨機運算符
import java.util.*;
public class RandomChar {
char RandomChar(){
int num = (int)(Math.random()*4);
switch (num){
case 0:return'+';
case 1:return'-';
case 2:return'*';
case 3:return'÷';
default:return 0;
}
}
}
//生成中綴表達式以及產生題目
import java.util.*;
public class Produce {
void Produce(int n){
RandomNum num = new RandomNum();
RandomChar c = new RandomChar();
Scanner reader = new Scanner(System.in);
String s = "";
String d = "";
String g = "";
String out = "";//最終的中綴表達式
String end = "";//轉化後的後綴表達式
int count = 0;//記錄作對的題目個數
for(int i=1;i<n+1;i++){
System.out.println("題目"+i+":");
int a = (int)(Math.random()*5+1);
int amount = num.RandomNum(a)+1;//記錄隨機產生運算符的個數
for(int j=0;j<amount;j++){
s = s+c.RandomChar()+" ";
}
String str[] = s.split(" ");//將字符串轉化成字符串數組
for(int z=0;z<str.length;z++){
d = d+num.RandomNum(50)+str[z];
}
d = d + num.RandomNum(50);
switch((num.RandomNum(2))){
case 0:
System.out.println(d+" = ");//輸出不帶括號的中綴表達式
break;
case 1:
for(int k=0;k<str.length;k++){
g = num.RandomNum(50)+ str[num.RandomNum(str.length-1)] + "(" + num.RandomNum(50) + str[num.RandomNum(str.length-1)] + num.RandomNum(50) + ")" + str[k];
}//在中綴表達式中加入括號
g = g + num.RandomNum(50);
System.out.println(g+" = ");//輸出不帶括號的中綴表達式
break;
}
out = g;
out = d;
int p = 0;//初始化最終獲得的答案
infixToSuffix in = new infixToSuffix();
end = in.infixToSuffix(out);//將中綴表達式轉化爲後綴表達式
suffixToArithmetic ex = new suffixToArithmetic();
p = (int) ex.suffixToArithmetic(end);//計算後綴表達式的結果
System.out.print("請輸入結果：");
int x = reader.nextInt();
if(x==p){
System.out.println("結果正確!");
count++;
}
else{
System.out.println("結果錯誤，正確結果是："+p);
}
s="";
g="";
d="";
}
int result = (int)(((double)count/(double)n)*100);//計算正確率
System.out.println("總共答題"+n+"道,正確率爲："+result+"%");
}
}
//將中綴表達式轉化爲後綴表達式
import java.util.*;
public class infixToSuffix {
public static String infixToSuffix(String infix) {
Stack<Character> stack = new Stack<Character>();
String suffix = "";
int length = infix.length();
for (int i = 0; i < length; i++) {
Character temp;
char c = infix.charAt(i);
switch (c) {
// 忽略空格
case ' ':
break;
// 碰到'('，push到棧
case '(':
stack.push(c);
break;
// 碰到'+''-'，將棧中全部運算符彈出，送到輸出隊列中
case '+':
case '-':
while (stack.size() != 0) {
temp = stack.pop();
if (temp == '(') {
stack.push('(');
break;
}
suffix += " " + temp;
}
stack.push(c);
suffix += " ";
break;
// 碰到'*''/'，將棧中全部乘除運算符彈出，送到輸出隊列中
case '*':
case '/':
while (stack.size() != 0) {
temp = stack.pop();
if (temp == '(' || temp == '+' || temp == '-') {
stack.push(temp);
break;
} else {
suffix += " " + temp;
}
}
stack.push(c);
suffix += " ";
break;
// 碰到右括號，將靠近棧頂的第一個左括號上面的運算符所有依次彈出，送至輸出隊列後，再丟棄左括號
case ')':
while (stack.size() != 0) {
temp = stack.pop();
if (temp == '(')
break;
else
suffix += " " + temp;
}
// suffix += " ";
break;
//若是是數字，直接送至輸出序列
default:
suffix += c;
}
}
//若是棧不爲空，把剩餘的運算符依次彈出，送至輸出序列。
while (stack.size() != 0) {
suffix += " " + stack.pop();
}
return suffix;
}
}
//計算後綴表達式的值
import java.util.*;
public class suffixToArithmetic{
int suffixToArithmetic(String h) {
Stack<Integer>stack = new Stack<Integer>();
String b[] = h.split(" ");//將字符串轉化爲字符串數組
for(int i=0;i<b.length;i++){
String c = b[i];
if((c.equals("+")||c.equals("-"))||(c.equals("*")||c.equals("÷"))){
int y = stack.pop();
int x = stack.pop();
Caculate z = new Caculate();
stack.push(z.Caculate(x,y,c));//將運算結果從新壓入棧
}//是運算符，彈出運算數，計算結果
else{
stack.push(Integer.valueOf(c));
}
}
return stack.pop();//彈出棧頂元素就是運算最終結果
}
}
//斷定運算符並進行運算
class Caculate{
int Caculate(int x,int y,String c) {
if (c.equals("+"))
return x + y;
if (c.equals("-"))
return x - y;
if (c.equals("*"))
return x * y;
if (c.equals("/")){
if(x<=y||x==0) return 1;
else return x / y;
}
return 0;
}
}
完善後四則運算碼雲連接：連接
3、總結分析與運行截圖
結對項目總結與分析
開始覺得項目應該很快就能完成，發現缺乏好多知識後就很難完成這個項目，不得不將新知識學習後再進行編程，在編程中遇到往中綴表達式加入括號的問題，以及除法計算的問題，遇到左右括號數量不等的狀況，遇到括號只括住一個數字或者一個運算符的問題，遇到碰見除法沒法輸出的問題，遇到沒法計算出結果的問題，這些問題都在最後與同伴的討論中獲得部分解決，仍是有些問題沒有獲得解決。程序的UML圖將在完善程序後的博客中體現。 除法計算問題的截圖：
運行截圖體現
簡單四則運算的運行截圖：
部分完善後的運行截圖：
4、結對同伴的評價
結對同伴陳敬勇在完成這次項目中的表現很是出色，咱們在遇到問題後都能認真討論得出答案，避免了一我的完成任務時的思惟定式的問題，咱們相互鼓勵支持，相信在下來的完善代碼問題的過程當中，咱們會作的更好。