一、需求分析：
- 编写小学四则运算程序，自动生成小学四则运算题目。
- 能完成简单的加，减，乘，除运算，可以通过输入参数来控制随机生成的题目数量。
- 由于小学没有接触负数，，所以应去掉随机计算结果为负的。
- 练习题随机生成完成后，将生成的n到随机计算题及其答案输入名为“result。txt”的文件中。
二、设计思路：
- 使用java中的Random类，随机生成0-100的数，并与随机产生的运算符号结合，生成随机的四则运算表达式。
- 由于小学没有接触负数，故将随机运算结果为负的去掉。
- 当产生符合题目要求的随机时，计算正确答案并输入到“result.txt”文件中。
三、设计实现图：
四、核心代码：
- 随机生成四则运算表达式：
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int[] number_temp = new int[rand.nextInt(2)+3]; String[] str_temp = new String[number_temp.length-1]; for(int i=0;i<number_temp.length;i++) { if(i<number_temp.length-1) { number_temp[i]=rand.nextInt(100); list_temp.add(String.valueOf(number_temp[i])); str_temp[i]=operator[rand.nextInt(4)]; list_temp.add(str_temp[i]); } else { number_temp[i]=rand.nextInt(100); list_temp.add(String.valueOf(number_temp[i])); } }
- 用调度场算法产生逆波兰式：
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public static ArrayList<String> produce_RPN(ArrayList<String> list_temp) { int t=0,i=0; String tmp; Tack mytack = new Tack(20); ArrayList<String> lt_temp = new ArrayList<String>(); while(true) { tmp = list_temp.get(i++); if(isInteger(tmp)) { lt_temp.add(tmp); } else{ if(mytack.myisempty()) { mytack.mypush(tmp); } else{ if(isCPriority(tmp, mytack.mypeek())) mytack.mypush(tmp); else{ lt_temp.add(mytack.mypop()); mytack.mypush(tmp); } } } if(i>=list_temp.size()) { while(!mytack.myisempty()) lt_temp.add(mytack.mypop()); System.out.println(transform_string(list_temp)); list_temp = lt_temp; System.out.println(list_temp); return list_temp; } } }
- 用逆波兰式计算表达式的结果：
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public static int calculate_RPN(ArrayList<String> list_temp) { int i=0,t; double a=0,b=0; String l_temp; Stack sk=new Stack(20); for(t=0;t<list_temp.size();t++) { l_temp = list_temp.get(i++); if(!isInteger(l_temp)) { b = sk.mypop(); a = sk.mypop(); switch(l_temp) { case "+":sk.mypush(a+b);break; case "-":sk.mypush(a-b);break; case "*":sk.mypush(a*b);break; case "/": if(b==0) return -1; sk.mypush(a/b);break; } System.out.println("st.mytop: "+sk.mypeek()); } else{ sk.mypush((double)Integer.parseInt(l_temp)); } } if(!sk.myisempty()) { a = sk.mypop(); b = a-(int)a; System.out.println("a: "+a); if(a>0 && b==0 ) { return (int)a; } else return -1; } else return -1; }
- 当计算结果为正数时，添加到数组list，反之，重复上述步骤:
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count=calculate_RPN(produce_RPN(list_temp)); if(count !=-1) { list_temp.add(" = "+count); list.add(transform_string(list_temp)); number_n--; list_temp.clear(); } else list_temp.clear();
- 当产生符合要求的表达式时，将产生的表达式写入“result.txt”中：
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try { outSTr = new FileOutputStream(file1); Buff = new BufferedOutputStream(outSTr); try { Buff.write(" ".getBytes()); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } for (int i = 0; i < list.size(); i++) { try { Buff.write(" ".getBytes()); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); i--; } } Buff.flush(); Buff.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } //Buff.close(); try { outSTr.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } for (int i = 0; i < list.size(); i++) { System.out.print(list.get(i)); System.out.println(); } System.out.print("计算完毕！");
- 其他必要的小函数：
- 1、判断字符串是否为正数：
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public static boolean isInteger(String str) { for (int i = str.length();--i>=0;){ if (!Character.isDigit(str.charAt(i))){ return false; } } return true; }
2、判断运算符号的优先顺序：
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public static boolean isCPriority(String str,String s) { if((str+s).equals("*+") || (str+s).equals("*-") || (str+s).equals("/+") || (str+s).equals("/-")) return true; else return false; }
3、将动态数组转换为字符串类型：
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public static String transform_string(ArrayList<String> list_temp) { String s=""; for(int i=0;i<list_temp.size();i++) { s+=list_temp.get(i); } return s; }
4、栈的应用：
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static class Stack { int mytop; double stk[]; public Stack(int num) { mytop=-1; stk=new double[num]; } /*出栈*/ double mypop() { double peek=stk[mytop]; mytop--; return peek; } /*入栈*/ void mypush(double x) { mytop++; stk[mytop]=x; } /*判空*/ Boolean myisempty() { if(mytop==-1) return true; else return false; } /*取栈顶元素*/ double mypeek() { double peek=stk[mytop]; return peek; } /*栈大小*/ int mysize() { return mytop+1; } } static class Tack { int mytop; String tk[]; public Tack(int num) { mytop=-1; tk=new String[num]; } /*出栈*/ String mypop() { String peek=tk[mytop]; mytop--; return peek; } /*入栈*/ void mypush(String x) { mytop++; tk[mytop]=x; } /*判空*/ Boolean myisempty() { if(mytop==-1) return true; else return false; } /*取栈顶元素*/ String mypeek() { String peek=tk[mytop]; return peek; } /*栈大小*/ int mysize() { return mytop+1; } }
运行成功截图：
五、实验中遇到的难题及扩展需求：
- 在扩展需求中有要求支持多语言，但我和苏振龙同学没有找出太好的解决方法，于是我们就放弃了，但在星期天也就是今天，我们突然想到了一个简单的解决方法，就是将文字直接设置成变量，再再选用不同的语言时直接赋不同的值就可以了，初步代码如下：
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System.out.print("请选择语言：简体中文(1)繁體中文(2)English(3)："); int choice = scan2.nextInt(); if (choice == 1) { n = "请输入算式个数："; } else if (choice == 2) { n = "請輸入算式個數："; } else if (choice == 3) { n = "Please enter the number of the expression: "; } else { System.out.println("没有那种语言！默认语言为简体中文，祝您愉快"); }
六、码云链接与代码提交截图：
- 码云
- 截图：
七、对结对小伙伴的评价：
- 苏振龙同学和我在这次的结对编程练习相互帮助，相互启迪，很好的达到了互补共进的作用，他在编程过程中提出了许多有建设性的意见，也将这些意见通过代码实现了出来，极大的推进了我们编译的速度，如果硬要评分的话，我大概给出75分左右。