第四周-四則運算試題生成

時間 2019-11-09

標籤四周 4周四則運算試題生成简体版

原文原文鏈接

做業具體要求連接：https://edu.cnblogs.com/campus/nenu/SWE2017FALL/homework/997android

具體實現功能以下：ios

功能1：支持出題4個數的四則運算題目，全部題目要求做者有能力正確回答。（+10）git

功能2：在功能1的基礎上，支持括號。（+15）web

功能3：限定題目數量，「精美」打印輸出，且要避免重複，最好能輸出到.txt文件中。且對輸入題目數進行限定，題目數量必須是正整數。（+10）算法

功能4：支持分數出題和運算。（不完成此題不倒扣分數）編程

功能5：可把程序改爲GUI版/web版/移植爲android，ios版。dom

這次做業完成是以「結對編程」的形式完成，個人夥伴是劉淑霞，她的博客地址爲：http://www.cnblogs.com/liusx0303/學習

這篇博客主要由以下幾個方面講述：spa

1.每一個功能的重點，難點。.net

2.如何解決重點難點以及收穫

3.運行截圖

4.結對編程體會。

5.合做過程。

6.版本控制。

一，每一個功能的重點，難點

（1）功能一的重點難點

           重點難點1：應該選擇什麼樣的輸入，操做數和運算符隨機產生仍是用戶本身輸入，若是隨機產生要如何操做，若是用戶本身輸入要以什麼樣的形式輸入
重點難點2：如何處理四則運算算式。
重點難點3：將輸入的結果與正確結果比較，而後按照要求輸出。
   （2）功能二的重點難點
功能二的要求：在功能一要求的基礎上加上有括號的運算。
重點難點：加上有括號的運算，咱們當初分析的時候是用括號匹配的方法，括號優先級最高，優先算括號裏面的算式。
   （3）功能三的重點難點
功能三的要求：輸入題目道數，而後輸出四則運算算式以及結果到.txt文件中，注意輸出結果右對齊，與算式有必定的距離。
重點難點：將輸出放到.txt文件中。
   （4）功能四的重點難點
   功能四的要求：支持分數運算，不加括號，輸出也是用分數的形式輸出，例如1/2 + 2/3 +1+1=3 1/6。
重點難點：支持分數運算，經過通分來進行運算，結果是最簡分數（幾又幾分之幾）。

二，合做中如何解決重點難點以及收穫

（1）功能一：

由於要支持出題4個數的四則運算題目，針對的用戶是初中生，因此題目難度不能太過於簡單，也不能過於困難。若是題目隨機生成，有太大的隨機性，且容易產生重複，用隨機數自動生成四個數的四則運算也會比較麻煩，考慮的狀況會比較繁多。開始，咱們用random生成兩個數加減乘除的運算，運行成功，實現支持4個數的四則運算的時候，由於要考慮的狀況太過於複雜，寫完就400多行代碼了，且題目易重複。想一想功能一實現就這樣艱難。因而想經過本身輸入出題，而後讓人作的形式實現，且本身出題能夠避免重複。題以字符串的出現，而後對字符串進行處理，而後對題進行計算。

對字符串進行處理，判斷表達式格式是否正確的代碼實現以下：

//檢查表達式格式是否正確
     public static boolean checkFormat(String str)
     {
            // 校驗是否以「=」結尾
            if ('=' != str.charAt(str.length() - 1))
            {
                return false;
            }
            // 校驗開頭是否爲數字或者「(」
            if (!(isCharNum(str.charAt(0)) || str.charAt(0) == '('))
            {
                return false;
            }
            char c;
            // 校驗
            for (int i = 1; i < str.length() - 1; i++) 
            {
                c = str.charAt(i);
                if (!isCorrectChar(c))
                {// 字符不合法
                    return false;
                }
                if (!(isCharNum(c))) {
                    if (c == '-' || c == '+' || c == '*' || c == '/') {
                        if (c == '-' && str.charAt(i - 1) == '(')
                        {// 1*(-2+3)的狀況
                            continue;
                        }
                        if (!(isCharNum(str.charAt(i - 1)) || str.charAt(i - 1) == ')')) 
                        {// 若符號前一個不是數字或者「）」時
                            return false;
                        }
                    }
                    if (c == '.') 
                    {
                        if (!isCharNum(str.charAt(i - 1)) || !isCharNum(str.charAt(i + 1))) 
                        {// 校驗「.」的先後是否位數字
                            return false;
                        }
                    }
                }
            }
            return isBracketCouple(str);// 校驗括號是否配對
        }

（2）功能二：

對於在功能一的基礎上，實現括號。咱們是利用棧實現括號匹配算法。而且使用了map對運算符進行了優先級處理。

符號的優先級處理代碼以下：

public static final Map<Character, Integer> symLvMap = new HashMap<Character, Integer>();// 符號優先級map
    static 
    {
            symLvMap.put('=', 0);
            symLvMap.put('-', 1);
            symLvMap.put('+', 1);
            symLvMap.put('*', 2);
            symLvMap.put('/', 2);
            symLvMap.put('(', 3);
            symLvMap.put(')', 1);
     }

括號匹配的代碼以下：

//校驗括號是否配對
     public static boolean isBracketCouple(String str) 
     {
            LinkedList<Character> stack = new LinkedList<Character>();
            for (char c : str.toCharArray()) 
            {
                if (c == '(') 
                {
                    stack.add(c);
                } else if (c == ')') 
                {
                    if (stack.isEmpty()) 
                    {
                        return false;
                    }
                    stack.removeLast();
                }
            }
            if (stack.isEmpty()) 
            {
                return true;
            } else 
            {
                return false;
            }
        }

（3）功能三：

1.對於輸入題目道數是正整數的判斷，不能是英文（test），負數（-100），浮點數（3.5）。開始是定義了一個int型的變量，而後對變量進行正整數判斷，把負整數去掉。

可是當輸入英文，負數和浮點數的時候，運行的時候報錯了。後來採用字符串的格式進行輸入，而後對字符串的進行在數值範圍的判斷。

判斷輸入題目道數是正整數的代碼以下：

//判斷輸入的題目數是否爲正整數
     public boolean judgeInput(String str)
     {
        boolean flag=true;
        for(int j=0;j<str.length();j++)
         {
             if(!(str.charAt(j)>=48&&str.charAt(j)<=57))
             {
             System.out.println("題目數量必須是 正整數。");
             flag=true;
             break;
             }
             else 
             {
                 flag=false;
             }
         }
        return flag;
        
     }

2.將題目和答案輸出到.txt文件中

實現代碼以下：

 //將表達式寫入文件answer.txt
             try 
             {
                  if (!file.exists()) 
                  {
                        file.createNewFile();
                  }
                  FileWriter writer = new FileWriter(file,true);
                  if(true)
                  {
                        results = System.getProperty("line.separator")+results;
                  }
                  writer.write(results);
                  writer.flush();
                  writer.close();
             } 
             catch (IOException ex)
             {
                  ex.printStackTrace();
             }

（4）功能四：

方法是先求出兩個分數分母的最小公倍數，通分後，再對兩個分子的加減乘除，最後約簡結果分數的分子和分母，即用分子分母的最大公約數分別除分子和分母。再按順序輸入分子和分母，在控制檯上輸出其運算結果。

求最大公約數的代碼以下：

 static int gcd(int m,int n)
{  
          
        int t,r;//展轉相除法  
          
        if(m < n)  
        {  
            t = m;  
            m = n;  
            n = t;    
        }  
        while(n != 0)  
        {  
            r = m%n;  
            m = n;  
            n = r;  
        }  
        return m;  
          
}

求最小公倍數代碼以下：

static int lcm(int m,int n)
{  
          
        int i = gcd( m,n);  
          
        int j = (m/i)*(n/i)*i;  
          
        return j;  
}

收穫：

1.在制定代碼規範的時候，由於咱們都有本身的習慣，因此在制定規則時討論了較長時間，可是彼此爲對方考慮，都各自讓步，最終制定了兩我的都能接受的代碼風格規範。這告訴咱們，要多爲對方考慮一點，這樣才能使合做更愉快，後面實現的過程當中也證實了這一點。

2.在考慮實現出題的時候，我和霞都不約而同的用隨機數生成出題。以爲可簡單了，認爲一兩個小時就能完成功能一，開始實現起來兩個數的加減乘除很快就完成了，而後按照老師要求要完成四個數的加減乘除，實現起來狀況就很複雜了，咱們完成一個demo的時候就差很少500行代碼了，花費了3個多小時，而且有出題重複的狀況。後來就一塊兒討論用本身出題的方式解決，能夠避免重複，而且能夠控制難度。實現的過程，咱們讓結果返回double，由於除法確定會有小數的出現。在一塊兒討論實現的過程當中，知道了不要把一個問題看得太簡單，否則容易眼高手低，要明白需求，再開始作事。

3.在對輸入題目以字符串的形式寫表達式時，要對輸入的表達式作各類判斷，否則表達式會出錯，操做數是否是數字，操做數是否是「+，-，*，/」，最後是否是以等號結尾。一我的老是會疏忽不少小細節，幸運的是，我和霞結對編程，總能考慮到對方疏忽的一些小問題。

4.在結對編程的過程當中，一我的在編，另一我的在旁邊盯着，老是可以及時提醒對方觸犯的代碼規範和犯的語法錯誤，相互批評，指導，和交流，比一我的編程好玩多了，編程速度雖然沒有一我的快，可是兩我的編程的質量更高，錯誤更少。

5.功能3將結果輸出到.txt文件中，運行輸入表達式的時候，打開.txt文件一看結果都在，覺得本身成功了，可是可開心了，而後霞察覺文件的表達式不少，且有重複，咱們恍然大悟，知道本身原始數據沒有清空，而後兩我的尋找解決對策，後來決定在輸入題目語句後面將.txt賦空值，兩我的一塊兒發現和解決問題的過程真是很nice。

三，運行截圖

功能1，2截圖

功能3截圖：

四，結對編程體會

結對編程以前，我並無發現結對編程的好處，但在共同完成做業的時候，切身感覺到結對編程的好處。兩人合做的過程，是一段「美好且痛苦又幸福」的體驗。

在四個功能的實現過程當中，咱們碰見了不少沒有想到的困難。在碰見一個難點的時候，或者運行時出錯的時候，兩我的一塊兒想辦法解決，兩我的雖然都有不同的想法，可是都是爲了解決同一個問題，當誰的辦法可以解決問題的時候，咱們都特別開心。完成做業的同時，我得到了知識，也從對方的身上學到了不少，學習能力和思惟方式都獲得了進步，發現結對編程會使兩我的加在一塊兒，會達到1+1>2的效果。

五，合做過程

咱們結對編程是在軟件所220完成，附上咱們兩人結對編程的照片。

六，版本控制

git地址：https://coding.net/u/huyr000/p/FourArithmetic/git