软件工程我的做业01
题目：
像二柱子那样，花二十分钟写一个能自动生成三十道小学四则运算题目的 “软件”，要求：除了整数之外，还要支持真分数的四则运算（须要验证结果的正确性）、题目避免重复、可定制出题的数量。（有能力者改编成网页版）java
设计思想:
- 项目名称：CTXT
- 包名称：cn.simo
- 文件名称：
- Arithmetic.java
- ChangeToFenshuDemo.java
- CT.java
- main方法在文件3中，文件1中的GetQueston_int()和GetQuestion_div()方法分别用来生成整数表达式和分数表达式；
- 文件1中定义了arithmetic()方法来求解表达式字符串的结果（返回值double型），支持分数表达式；
- 文件2中定义了toFenshu()方法来将小数转化成分数，在GetQuestion_div()中使用它能够生成小于1的随机分数；
- 当已作题数到达5的倍数时就出一道分数题，不然出整数题；
- 定义一个大小30的字符串数组盛放已作题目，生成题目时须要判断是否已经作过；
- 在文件1中计算除法时，运算数是BigDecimal型的，使用divide方法运算时若是没有告诉计算机小数位精确到哪位的话，将结果分为小数部分和整数部分，小数部分可能由于超过int数值范围而报错，因此须要在81行位置指定精度2。
源代码：
Github源码：git@github.com:54Simo/Java-Tutorial.gitgit
Arithmetic.javagithub
package cn.simo;
import java.math.BigDecimal;
import java.math.MathContext;
import java.math.RoundingMode;
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;
/**
* 四则运算表达式计算
* @see 功能：能够用arithmetic返回一个double类型的结果，在calculate方法中由“刘立伟”设置了精度解决某些BUG。
* @author penli
*/
public class Arithmetic {
public static double arithmetic(String exp){
String result = parseExp(exp).replaceAll("[\\[\\]]", "");
return Double.parseDouble(result);
}
/**
* 解析计算四则运算表达式，例：2+((3+4)*2-22)/2*3
* @param expression
* @return String
*/
public static String parseExp(String expression){
//String numberReg="^((?!0)\\d+(\\.\\d+(?<!0))?)|(0\\.\\d+(?<!0))$";
expression=expression.replaceAll("\\s+", "").replaceAll("^\\((.+)\\)$", "$1");
String checkExp="\\d";
String minExp="^((\\d+(\\.\\d+)?)|(\\[\\-\\d+(\\.\\d+)?\\]))[\\+\\-\\*\\/]((\\d+(\\.\\d+)?)|(\\[\\-\\d+(\\.\\d+)?\\]))$";
//最小表达式计算
if(expression.matches(minExp)){
String result=calculate(expression);
return Double.parseDouble(result)>=0?result:"["+result+"]";
}
//计算不带括号的四则运算
String noParentheses="^[^\\(\\)]+$";
String priorOperatorExp="(((\\d+(\\.\\d+)?)|(\\[\\-\\d+(\\.\\d+)?\\]))[\\*\\/]((\\d+(\\.\\d+)?)|(\\[\\-\\d+(\\.\\d+)?\\])))";
String operatorExp="(((\\d+(\\.\\d+)?)|(\\[\\-\\d+(\\.\\d+)?\\]))[\\+\\-]((\\d+(\\.\\d+)?)|(\\[\\-\\d+(\\.\\d+)?\\])))";
if(expression.matches(noParentheses)){
Pattern patt=Pattern.compile(priorOperatorExp);
Matcher mat=patt.matcher(expression);
if(mat.find()){
String tempMinExp=mat.group();
expression=expression.replaceFirst(priorOperatorExp, parseExp(tempMinExp));
}else{
patt=Pattern.compile(operatorExp);
mat=patt.matcher(expression);
if(mat.find()){
String tempMinExp=mat.group();
expression=expression.replaceFirst(operatorExp, parseExp(tempMinExp));
}
}
return parseExp(expression);
}
//计算带括号的四则运算
String minParentheses="\\([^\\(\\)]+\\)";
Pattern patt=Pattern.compile(minParentheses);
Matcher mat=patt.matcher(expression);
if(mat.find()){
String tempMinExp=mat.group();
expression=expression.replaceFirst(minParentheses, parseExp(tempMinExp));
}
return parseExp(expression);
}
/**
* 计算最小单位四则运算表达式（两个数字）
* @param exp
* @return String
*/
public static String calculate(String exp){
exp=exp.replaceAll("[\\[\\]]", "");
String number[]=exp.replaceFirst("(\\d)[\\+\\-\\*\\/]", "$1,").split(",");
BigDecimal number1=new BigDecimal(number[0]);
BigDecimal number2=new BigDecimal(number[1]);
BigDecimal result=null;
/*
* 设置精度，不然报错（计算机并不知道要保留几位，因此很干脆的报错）
* By 刘立伟
*/
MathContext mc = new MathContext(2, RoundingMode.HALF_DOWN);
//精度为2，舍入模式为大于0.5进1，不然舍弃。
String operator=exp.replaceFirst("^.*\\d([\\+\\-\\*\\/]).+$", "$1");
if("+".equals(operator)){
result=number1.add(number2);
}else if("-".equals(operator)){
result=number1.subtract(number2);
}else if("*".equals(operator)){
result=number1.multiply(number2);
}else if("/".equals(operator)){
result=number1.divide(number2,mc);
}
return result!=null?result.toString():null;
}
}
ChangeToFenshuDemo.java算法
package cn.simo;
/**
* 小数转分数
* @author Happy_Girl2012
*/
public class ChangeToFenshuDemo {
/**
* 取得公约数
* @param a
* @param b
* @return int
*/
public static int getGongYueShu(int a, int b) {//求两个数的最大公约数
int t = 0;
if(a < b){
t = a;
a = b;
b = t;
}
int c = a % b;
if(c == 0){
return b;
}else{
return getGongYueShu(b, c);
}
}
/**
* 转化成分数
* @param xiaoshu
* @return String
*/
public static String toFenshu(String xiaoshu) {
String[] array = new String[2];
array = xiaoshu.split("\\.");
int a = Integer.parseInt(array[0]);//获取整数部分
int b = Integer.parseInt(array[1]);//获取小数部分
int length = array[1].length();
int FenZi = (int) (a * Math.pow(10, length) + b);
int FenMu = (int) Math.pow(10, length);
int MaxYueShu = getGongYueShu(FenZi, FenMu);
return new String(FenZi / MaxYueShu + "/" + FenMu / MaxYueShu);
}
}
CT.javaexpress
package cn.simo;
import java.util.Scanner;
/**
* 小学生出题系统(30道四则运算题)
* @author www.cnsimo.cn
* @since 2017-03-07 21:53:14
*/
public class CT {
public static String str = "";//保存题目的字符串
public static int num = 5;//每题中数的个数
public static int num_i = 0;//题目中已有数的个数
public static int numberRange = 100;//运算中数的最大取值
public static double sum = 0;//记录结果
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("注意：结果保留1位小数！");
System.out.println("共30道题目：");
Scanner in = new Scanner(System.in);
double answer = 0;
double result = 0;
String[] question = new String[30];
int questionNumber = 0;
int answerTrue = 0;
boolean flag;
for(;;) {
answer = 0; result = 0; flag = true; str="";
if((questionNumber + 1)%5 != 0) {
GetQuestion_int();
} else {
GetQuestion_div();
}
for(int j = questionNumber-1; j >= 0; j --) {
if(question[j].equals(str)) {
flag = false; break;
}
}
if(!flag) continue;
else {question[questionNumber] = new String(str); questionNumber++;}
System.out.print("" + questionNumber + ". " + str+" = ");
answer = in.nextDouble();
if(!str.isEmpty()) {
result = Arithmetic.arithmetic(str);
}
if(answer == result) {
System.out.println(" ✔️");
answerTrue++;
} else {
System.out.println(" ❌ " + " 正确答案：" + result);
}
if(questionNumber == 30) break; // 满30个跳出
}
System.out.println("你的正确几率：" + answerTrue + "/30");
in.close();
}
private static void GetQuestion_int() {
//获得问题函数，在这里调用递归函数quesGrow()。
str = "";
sum = 0;
num_i = num;//用前都清零
quesGrow_int();
}
private static void GetQuestion_div() {
str = "";
sum = 0;
num_i = num;//用前都清零
quesGrow_div();
}
private static void quesGrow_int() {
//
if( num_i > 1 ) {
int j = num_i;//记录这是第几层调用。
num_i--;
quesGrow_int();//递归
int w=1+(int)(Math.random()*numberRange);//随机生成一个数
int t=1+(int)(Math.random()*100);//向左生成，仍是向右生成，相似于树。
int f=1+(int)(Math.random()*100);//运算符控制
if(t>50)//新数往右加
{
if(f>50) {
sum = sum + w;
str = str + "+" + String.valueOf( w );
}
else {
sum = sum - w;
str = str + "-" + String.valueOf( w );
}
}
else//不然 新数往左加
{
if(f>50) {
sum = w + sum;
str = String.valueOf( w ) + "+" + str;
}
else {
if( j < 3 ) {//3——摸索出的数，不用给本身套上括号。实际上就是j=2
sum = w - sum;
str = String.valueOf( w ) + "-" + str;
}
else {
sum = w - sum;
str = String.valueOf( w ) + "-" + "(" +str+ ")";
//向左添减法的时候加括号，打破顺序计算模式。
}
}
}
}
else if( num_i == 1 ) {
//最后一层，也是输出的第一层
int w=1+(int)(Math.random()*numberRange);
sum = sum + w;
str = str + String.valueOf( w );
}
}
private static void quesGrow_div() {
if( num_i > 1 ) {
int j = num_i;//记录这是第几层调用。
num_i--;
quesGrow_div();//递归
double w=Math.random();//随机生成一个数
int t=1+(int)(Math.random()*100);//向左生成，仍是向右生成，相似于树。
int f=1+(int)(Math.random()*100);//运算符控制
if(t>50)//新数往右加
{
if(f>50) {
sum = sum + w;
str = str + "+" + ChangeToFenshuDemo.toFenshu((""+(w+0.01)).substring(0, 4));
}
else {
sum = sum - w;
str = str + "-" + ChangeToFenshuDemo.toFenshu((""+(w+0.01)).substring(0, 4));
}
}
else//不然 新数往左加
{
if(f>50) {
sum = w + sum;
str = ChangeToFenshuDemo.toFenshu((""+(w+0.01)).substring(0, 4)) + "+" + str;
}
else {
if( j < 3 ) {//3——摸索出的数，不用给本身套上括号。实际上就是j=2
sum = w - sum;
str = ChangeToFenshuDemo.toFenshu((""+(w+0.01)).substring(0, 4)) + "-" + str;
}
else {
sum = w - sum;
str = ChangeToFenshuDemo.toFenshu((""+(w+0.01)).substring(0, 4)) + "-" + "(" +str+ ")";
//向左添减法的时候加括号，打破顺序计算模式。
}
}
}
}
else if( num_i == 1 ) {
//最后一层，也是输出的第一层
double w=Math.random();
sum = sum + w;
str = str + ChangeToFenshuDemo.toFenshu((""+(w+0.01)).substring(0, 4));
}
}
}
运行结果:
总结：
平时要善于积累经常使用的算法，以及本身写的以为有用的代码；数组
写代码时，千万不要全部的东西都叠在一个方法里面，根据功能写相应的方法，之后用的时候能够直接调用；app
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