四则运算题目生成程序（基于控制台）

题目描述：

从《构建之法》第一章的 “程序” 例子出发，像阿超那样，花二十分钟写一个能自动生成小学四则运算题目的命令行 “软件”，满足以下需求：

1.除了整数以外，还要支持真分数的四则运算，真分数的运算，例如：1/6 + 1/8 = 7/24

2.运算符为 +, −, ×, ÷

3.并且要求能处理用户的输入，并判断对错，打分统计正确率。

4.要求能处理用户输入的真分数， 如 1/2, 5/12 等

5.使用 -n 参数控制生成题目的个数，例如执行下面命令将生成10个题目

Myapp.exe -n 10

需求分析：

1.能随机生成整数和真分数四则运算。

2.要能判断用户答案的对错，对做错了的题目给出正确答案，并统计算出正确率。

3.能用参数控制生成题目个数。

4.能够处理用户输入的分数。

5.可以让用户自行选择难度。

设计实现：

1.实现number类数字处理方式全部采用分数形式，整数作为分母为1的分数。

2.实现calculate类，能够对数字进行加减乘除运算并实现最大公约数的计算。

3.根据用户选择的难易程度，能随机生成整数的加减乘除题目（易），和随机生成分数的加减乘除题目（难）。

4.对用户的答案进行判断并统计分数。

部分代码：

1.计算部分，对生成的题目进行加减乘除运算。

class calculate{
number num1=new number();
number num2=new number();
calculate(number a,number b){
this.num1=a;
this.num2=b;
}
calculate(){}
int MaxGys(int a,int b){//求最大公约数
int i=1,t=1;
for(i=1;i<=a&&i<=b;i++){
if(a%i==0&&b%i==0){
t=i;
}
}
return t;
}
number add(){    //加法
int numD,num1N,num2N;
int MaxGys=MaxGys(num1.denominator,num2.denominator);
numD=num1.denominator*num2.denominator/MaxGys;
num1N=numD/num1.denominator*num1.numerator;
num2N=numD/num2.denominator*num2.numerator;
number result=new number();
result.denominator=numD;
result.numerator=num1N+num2N;
int x=MaxGys(result.denominator,result.numerator);//对所得结果进行化简
result.denominator=result.denominator/x;
result.numerator=result.numerator/x;
return result;
}
number sub(){    //减法
int numD,num1N,num2N;
int MaxGys=MaxGys(num1.denominator,num2.denominator);
numD=num1.denominator*num2.denominator/MaxGys;
num1N=numD/num1.denominator*num1.numerator;
num2N=numD/num2.denominator*num2.numerator;
number result=new number();
result.denominator=numD;
result.numerator=num1N-num2N;
int x=MaxGys(Math.abs(result.denominator),Math.abs(result.numerator));
result.denominator=result.denominator/x;
result.numerator=result.numerator/x;
return result;
}
number muti(){    //乘法
int numD,numN;
numD=num1.denominator*num2.denominator;
numN=num1.numerator*num2.numerator;
number result=new number();
result.denominator=numD;
result.numerator=numN;
int x=MaxGys(result.denominator,result.numerator);
result.denominator=result.denominator/x;
result.numerator=result.numerator/x;
return result;
}
number div(){    //除法
int numD,numN;
numD=num1.denominator*num2.numerator;
numN=num1.numerator*num2.denominator;
number result=new number();
result.denominator=numD;
result.numerator=numN;
int x=MaxGys(result.denominator,result.numerator);
result.denominator=result.denominator/x;
result.numerator=result.numerator/x;
return result;
}
}

2.main函数

try{
Scanner input=new Scanner(System.in);
print print=new print();
int questNum,i=0; //问题数
int easyOrDifficult=0;
char[] signal={'+','-','×','÷'};
int trueCount=0;
try{          //防止用户输入非数字的数而产生的异常
questNum=Integer.parseInt(args[0]);
}
catch(java.lang.NumberFormatException ex){
System.out.println("please input a number!");
questNum=Integer.parseInt(input.nextLine());
}
System.out.printf("u will test %d questions.\n",questNum);
System.out.println("easy or difficult?\n1、easy 2、difficult");
try{
easyOrDifficult=Integer.parseInt(input.nextLine());
}
catch(java.lang.NumberFormatException ex){
System.out.println("please input 1 or 2!");
easyOrDifficult=Integer.parseInt(input.nextLine());
}
for(i=0;i<questNum;i++){
number num1=new number();
number num2=new number();
number result=new number();
calculate calculate=new calculate(num1,num2);
int Num1IntergerOrFraction=0,Num2IntergerOrFraction=0;
if(easyOrDifficult==1){//根据用户选择生成整数或分数，easyOrDifficult等于1时生成整数，等于2时生成分数
Num1IntergerOrFraction=Num2IntergerOrFraction=0;
}
if(easyOrDifficult==2){
int x=(int)(Math.random()*10)%2;
if(x==1){
Num1IntergerOrFraction=Num2IntergerOrFraction=1;
}
if(x==0){
Num1IntergerOrFraction=(int)(Math.random()*10)%2;
Num2IntergerOrFraction=1-Num1IntergerOrFraction;
}
}
if(Num1IntergerOrFraction==1){
num1.setNumeratorAndDenominator();
int x=calculate.MaxGys(num1.denominator,num1.numerator);//对生成的数进行化简
num1.denominator=num1.denominator/x;
num1.numerator=num1.numerator/x;
}
else{
num1.setNumerator();
num1.denominator=1;
}
if(Num2IntergerOrFraction==1){
num2.setNumeratorAndDenominator();
num2.numerator++;
int x=calculate.MaxGys(num2.denominator,num2.numerator);
num2.denominator=num2.denominator/x;
num2.numerator=num2.numerator/x;
}
else{
num2.setNumerator();
num2.numerator++;
num2.denominator=1;
}
int whichSig=(int)(Math.random()*100)%4;//随机生成符号
switch(signal[whichSig]){
case '+':result=calculate.add();break;
case '-':result=calculate.sub();break;
case '×':result=calculate.muti();break;
case '÷':result=calculate.div();break;
}
print.printNum(num1);
System.out.print(signal[whichSig]);
print.printNum(num2);
System.out.printf("=?\n");
String answer=input.nextLine();
String resultStr=null;
if(result.numerator==0){
resultStr=0+"";
}
else if(result.denominator==1){
resultStr=result.numerator+"";
}
else{
resultStr=result.numerator+""+'/'+result.denominator;
}
if(answer.equals(resultStr)){//对用户的答案进行判断
System.out.println("ture");
trueCount++;
}
else{
System.out.println("false the true answer is "+resultStr);
}
}
System.out.printf("ture:%d false:%d Score:%d",trueCount,questNum-trueCount,100/questNum*trueCount);
}
catch(java.lang.NumberFormatException ex){
System.out.println("please input a number!");
}

测试运行：

1.正常运行



2.用户输入非数字的字符



PSP展示：PSP2.1 Personal Software Process Stages Time (%) Senior Student(/hour) Time (%)(/hour)

• Planning 计划 2 1.5

• Estimate 估计这个任务需要多少时间 48 36

• Analysis 需求分析 (包括学习新技术) 5 6

• Coding Standard 代码规范 0.5 0.5

• Design 具体设计 1.5 3

• Coding 具体编码 10 15

• Test 测试（自我测试，修改代码，提交修改） 5 8

Reporting 报告 1 1

源代码地址：https://git.coding.net/cx873230936/calculator.git

小结：写代码前的规划真的很重要，花了一下午的时间按照混乱的思维写了一堆后来全部废弃的代码，付出了巨大的时间代价。

许久没用JAVA语言也带来了很大的困扰。不得不一边翻书一边编程。我需要做的是花更多的时间来熟悉代码，希望在这学期的软件工程

的学习中能取得进步。