個人作業1—四則運算

来源:https://www.cnblogs.com/llQ13/archive/2018/03/31/8684563.html
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博客代碼地址:https://gitee.com/llQ13/four_operations/tree/master/SZYSExp_1 一、題目描述: 實踐能力的提高當然就是得多動手了,那麼就從第一個個人項目開始吧,用一周的時間完成一個基於控制台的四則運算程式,實現一個自動生成小學四則運算題目的命 ...


博客代碼地址:https://gitee.com/llQ13/four_operations/tree/master/SZYSExp_1 一、題目描述:        實踐能力的提高當然就是得多動手了,那麼就從第一個個人項目開始吧,用一周的時間完成一個基於控制台的四則運算程式,實現一個自動生成小學四則運算題目的命令行程式。 從《構建之法》第一章的 “程式” 例子出發,像阿超那樣,花二十分鐘寫一個能自動生成小學四則運算題目的命令行 “軟體”,滿足以下需求: (以下參考博客鏈接:http://www.cnblogs.com/jiel/p/4810756.html   1. 使用 -n 參數控制生成題目的個數,例如        Myapp.exe -n 10 -o Exercise.txt 將生成10個題目。 2. 使用 -r 參數控制題目中數值(自然數、真分數和真分數分母)的範圍,例如        Myapp.exe -r 10  將生成10以內(不包括10)的四則運算題目。該參數可以設置為1或其他自然數。該參數必須給定,否則程式報錯並給出幫助信息。 3. 生成的題目中如果存在形如e1 ÷ e2的子表達式,那麼其結果應是真分數 4. 每道題目中出現的運算符個數不超過3個。 5. 程式一次運行生成的題目不能重覆,即任何兩道題目不能通過有限次交換+和×左右的算術表達式變換為同一道題目。例如,23 + 45 = 和45 + 23 = 是重覆的題目,6 × 8 = 和8 × 6 = 也是重覆的題目。3+(2+1)和1+2+3這兩個題目是重覆的,由於+是左結合的,1+2+3等價於(1+2)+3,也就是3+(1+2),也就是3+(2+1)。但是1+2+3和3+2+1是不重覆的兩道題,因為1+2+3等價於(1+2)+3,而3+2+1等價於(3+2)+1,它們之間不能通過有限次交換變成同一個題目。 生成的題目存入執行程式的當前目錄下的Exercises.txt文件,格式如下:      1. 四則運算題目1      2. 四則運算題目2           ……   其中真分數在輸入輸出時採用如下格式,真分數五分之三表示為3/5,真分數二又八分之三表示為2’3/8。 6. 在生成題目的同時,計算出所有題目的答案,並存入執行程式的當前目錄下的Answers.txt文件,格式如下:     1. 答案1     2. 答案2       特別的,真分數的運算如下例所示:1/6 + 1/8 = 7/24。 7. 程式應能支持一萬道題目的生成。 8. 程式支持對給定的題目文件和答案文件,判定答案中的對錯併進行數量統計,並會輸出所有題目中重覆的題目,輸入參數如下:      Myapp.exe -e <exercisefile>.txt -a <answerfile>.txt -o Grade.txt   統計結果輸出到文件Grade.txt,格式如下:   Correct: 5 (1, 3, 5, 7, 9) Wrong: 5 (2, 4, 6, 8, 10) Repeat:2 RepeatDetail: (1)   2,45+32  Repeat 3,32+45                     (2)   5,3+(2+1)  Repeat 7,1+2+3   解釋: Correct: 5 ----5道題目正確,正確的題號 1,3,5,7,9 Wrong:5 -----5道題目錯誤,錯誤的題號 2,4,6,8,10 Repeat:2   2---組題目重覆 (1) 第一組 題號2,題目 45+32  與題號3的題目重覆,題號3為 32+45 (2)第二組  題號5,題目 3+(2+1) 與題號7的題目重覆,題號7為 1+2+3   其中“:”後面的數字5表示對/錯的題目的數量,括弧內的是對/錯題目的編號。為簡單起見,假設輸入的題目都是按照順序編號的符合規範的題目。

二、.需求分析,即使老師已經給出了題目,也要對題目的需求做分析,需求分析可以是自己的思考分析,也可以是找小學老師,學生甚至家長調查後挖掘出更細緻的需求,別小看這個過程,請真實的做這個過程。

該程式能控制需要生成多少的題跟控制操作數的生成,能在可接受範圍內生成10000道題。結果應該能接受真分數。然後,能將生成的題目與答案分別加入到相應的文件中。對於題目,能根據一定的規則進行查重。最後能進行作答併進行判錯給出相應的信息。


三、.功能設計

  • 基本功能    能生成表達式,並計算出答案

         擴展功能

        高級功能

四、  設計實現,設計包括代碼如何組織,你會有哪些Java類,這些類分別負責什麼功能,他們之間的關係怎樣?你會設計哪些重要的函數,關鍵的函數是否需要畫出流程圖?

1、有題目subject類:生成題目的類

2、evaluateExpression類:對錶達式求解類

五、.代碼說明,你一定花了最多時間在代碼的編寫與調試上,那麼,這個環節請把你的重要代碼展示出來,代碼的排版請做好。

表達式的生成:

將符號放在數組裡面,隨機生成數來決定生成的符號。

在用隨機數來決定表達式的長度。

若生成一個左括弧就將相應右括弧生成的位置存進數組裡面,

當迴圈時,若之前有左括弧,就應該判斷當前迴圈是否是右括弧應生成的位置,進行相應的判斷。生成表達式。

若不是隨機到左括弧,則按照生成一個隨機數加一個運算符。

表達式的解答:

將中綴表達式轉換成尾碼表達式,然後進行計算。這是參考網上的一個演算法,通過棧實現。

String eHead = "" + (i + 1) + ". ";
String e ="";
int exlength = (int) (Math.random() * 4 + 2);// 表達式的長度
int lbracket = 0;
int rbracket = 0;
int[] whe = new int[exlength]; // 存放右括弧出現的地方
for (int j = 0; j < exlength; j++) {
char s = symbol[(int) (Math.random() * 5)];
// System.out.print(s+"| ");
if (j == exlength - 1 && s == '(') { // 如果最後一次是左括弧則表達式不再增加
int count1 = lbracket;
if (lbracket == 0) {
e += "" + (int) (Math.random() * range) + "";
} else {
e += "" + (int) (Math.random() * range) + "";
for (int q = 0; q < count1; q++) {
e += ")";
lbracket--;
}
}
e += "=";
continue;
}
if (lbracket == 0) { // 之前沒有左括弧
if (s == '(') {
e = e + "" + s + "" + (int) (Math.random() * range)
+ "" + symbol[(int) (Math.random() * 4)] + "";

whe[rbracket] = (int) (Math.random()
* (exlength - j - 1) + j + 1);
// System.out.print("|" + whe[rbracket] + "| ");
lbracket++;
rbracket++;
} else {
e = e + "" + (int) (Math.random() * range) + "" + s
+ "";
}
} else if (s != '(') {// 之前有左括弧
int count2 = lbracket;
int count_match = 0;// 匹配到左括弧的次數
for (int l = 0; l < count2; l++) {
if (whe[(rbracket-count2) + l ] == j) {
if (count_match == 0) {
e = e + "" + (int) (Math.random() * range)
+ ")";
count_match++;
lbracket--;
} else {
e += ')';
lbracket--;
}
}
}
if (count_match == 0) {
e = e + "" + (int) (Math.random() * range) + "" + s
+ "";
} else {
e += "" + s + "";
}
}

 


六、.測試運行

 

 

  七、個人軟體過程: (以下參考博客鏈接http://www.cnblogs.com/happyzm/p/6472120.html)
  1. 在開始實現程式之前,理解下Personal Software Process Stages(http://www.cnblogs.com/xinz/archive/2011/10/22/2220872.html)
  1. 開始實現程式之前,請使用以下PSP表格,在第3列填上自己對每個環節的估計時間(單位:分鐘)
  1. 在做每個環節的過程中,請在第4列填上對應環節的實際消耗時間(單位:分鐘)在軟體開發中,掌握估計時間是一項重要的技能,請通過PSP表格做到
  • 釐清開發的完整環節,爭取在每個環節都有實際的工作,一開始邊界不清楚是正常的,但請嘗試按自己的理解去努力在對應環節做實際的工作。
  • 預估每個環節的時間,並真實統計這些環節的耗時,在完成後輸出完整的PSP耗時估計表。
  • 註意:該表格是給自己看的,不要偽造數據!
  • PSP模版表格如下,第3列和第4列分別對應第2列條目的估計時間和真實時間,模版表格裡的時間只是示意。
  • PSP2.1 Personal Software Process Stages Time Senior Student Time  
    Planning 計劃 8 6  
    · Estimate 估計這個任務需要多少時間 8 6  
    Development 開發 82 100  
    · Analysis 需求分析 (包括學習新技術) 6 10  
    · Design Spec 生成設計文檔 5 6  
    · Design Review 設計覆審 4 6  
    · Coding Standard 代碼規範 3 3  
    · Design 具體設計 10 20  
    · Coding 具體編碼 36 21  
    · Code Review 代碼覆審 7 9  
    · Test 測試(自我測試,修改代碼,提交修改) 13 21  
    Reporting 報告 9 6  
    · 測試報告 3 2  
    · 計算工作量 2 1  
    · 並提出過程改進計劃 3 3  
             
    七、實驗心得:在表達式的生成方面,用了較多的判斷,造成結構比較複雜。發現要做好一個看起來挺簡單的其實卻沒那麼容易。自己思考了很久如何去計算表達式,試了很多方法始終無法解決。最後,去網上請教了一下大神,才發現有相應的演算法能很好的實現該功能,就參考網上的代碼自己修改了一下,運行沒有報錯,但是存在一些bug。所以,還需要進行更深入的學習。該程式就簡單實現了一小部分的功能,對於存進文件,查重、判斷錯誤等重要功能沒有實現,還需繼續努力改進。這次的作業收穫還是挺多的。  

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