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.
",questNum);
      System.out.println("easy or difficult?
1、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("=?
");
    	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。