软件工程概论个人作业03

    第三次写四则运算了，这次又加了一些新的要求，简化了细节，但是在查重方面提出了更高的要求。这次也加上数据库了，存取都要在数据表中。

一、题目要求

    

 

二、程序设计思想

      这次实验主要解决的是查重和连接数据库的问题。

      （1）数据库连接、释放   

       获取数据库连接的方法是将注册数据库驱动，获得一个数据库的连接进行封装，返回一个数据库连接对象
　　 释放资源的方法是将释放查询数据库结果集对象、数据库操作对象和数据库连接对象进行封装

     （2）元组的增加

      数据库插入，将一个试题对象集合插入到数据库的详细过程为：调用数据库单元类的获取数据库连接方法获取一个数据库连接对象，
　　构建一个sql语句为插入的数据库操作对象，
　　循环执行----（从试题对象中获取题目和答案等信息对参数进行设置，数据库操作对象执行）即可将多条试题信息插入到数据库
　　调用数据库单元类的释放资源方法释放资源

     （3）查重

      子表达式之间要查重，获取子表达式，每三个元素为一组，进行判断是否相同。

三、源代码

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
import java.util.Random;
import java.util.Scanner;
import java.util.Stack;
 
 
public class Size {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, SQLException{
        Scanner sc = new Scanner (System.in);
        System.out.println("请选择    1.整数运算    2.分数运算");
        int t = sc.nextInt();
        switch(t)
        {
            case 1:
            {
                Integer(sc);
                break;
            }
            case 2:
            {
                fenshu(sc);
            }
        }
         
    }
     
     
    public static int simple(int a,int b)    //求最大公约数
    {

              while(a%b!=0){
              int temp=a%b;

                a=b;
                b=temp;
              }

              return b;

      }
     
     
    public static int gongbei(int a,int b)      //求最小公倍数
    {
        int t=simple(a,b);
        return a*b/t;
    }          
         
    public static String liangfenshujisuan(String a,String b,char c)          //两个真分数的计算
    {
        int t=0;
        int t1=0,t2=0;
        int p1=0,p2=0;
        String s="";
        String d[]=a.split("\/");
        String d1[]=b.split("\/");
        int da[]=new int [d.length];
        int db[]=new int [d1.length];
        for(int i=0;i<d.length;i++)
        {
            da[i]=Integer.parseInt(d[i]);
        }
        for(int i=0;i<d1.length;i++)
        {
            db[i]=Integer.parseInt(d1[i]);
        }
         
        if(c=='+')
        {
            t=gongbei(da[1],db[1]);        //两数分母同分
            t1=t/da[1];
            da[0]*=t1;                   //分子与分母相匹配
            t2=t/db[1];
            db[0]*=t2;
            p1=da[0]+db[0];
            s+=p1+"/"+t;
        }
        if(c=='-')
        {
            t=gongbei(da[1],db[1]);        //两数分母同分
            t1=t/da[1];
            da[0]*=t1;                   //分子与分母相匹配
            t2=t/db[1];
            db[0]*=t2;
            p1=da[0]-db[0];
            if(p1<=0)
            {
                return "error";
            }  
            else
            {
                s+=p1+"/"+t;
            }      
        }
        if(c=='*')
        {
            p1=da[0]*db[0];
            p2=da[1]*db[0];
            s+=p1+"/"+p2;
        }
        if(c=='/')
        {
            p1=da[0]*db[1];
            p2=da[1]*db[0];
            s+=p1+"/"+p2;
        }
        return s;
    }
 
    public static String fenshujisuan(String a)                       //分数表达式计算
    {
        Stack <String>num=new Stack <String>();
        Stack <String>fuhao=new Stack<String>();
        a+="#";
        fuhao.push("#");
        char ch;
        int i=0;
        int s=0;
        int y=0;
        ch=a.charAt(i);
        while(!(ch+"").equals("#")||(!(fuhao.peek().equals("#"))))
        {
            if(ch==' ')          //如果ch=" ",则说明接下来是数字
            {
                String rn="";
                while(true)
                {
                    ch=a.charAt(++i);
                    if(ch==' ')
                    {
                        break;
                    }
                    rn+=ch;
                }
                if((i+1)<a.length())
                {
                    ch=a.charAt(++i);
                }
                num.push(rn);
            }
            else           //遇到的是字符
            {
                char comp=youxian(fuhao.peek(),ch+"");  //比较两个字符的优先级
                if(comp=='=')                          //说明遇到右括号
                {                
                    fuhao.pop();
                    if((i+1)<a.length())
                    {
                        ch=a.charAt(++i);
                    }
                }
                else if(comp=='>')                   //优先级高，弹出两个数和一个运算符，进行运算
                {
                    String st1=num.pop();
                    String st2=num.pop();
                    String fuh1=fuhao.pop();
                    char fuh2=fuh1.charAt(0);        //将String类型转为char类型
                    String sz="";
                    sz=liangfenshujisuan(st2,st1,fuh2);
                    if(sz.equals("error"))                     //如果运算中有问题，就结束运算
                    {
                        return "error";
                    }
                    else
                    {
                        num.push(sz+"");             //将两数结果压入栈中
                    }
                }
                else                                  //优先级比较低，把运算符压入栈中
                {
                    fuhao.push(ch+"");
                    if((i+1)<a.length())
                    {
                        ch=a.charAt(++i);
                    }
                }
            }
        }
        return num.pop();
    }
     
    public static String fenshuchansheng(int n1,int t1)           //生成真分数的字符串表达式  n1=2,3,4
    {
        Scanner sc=new Scanner(System.in);
        String s=" ";
        String a[]={"+","-","*","/"};
        int a1[]=new int [n1-1];
        int b[]=new int [2*n1];                  //生成的随机数是操作数的2倍
        for(int i=0;i<2*n1;i=i+2)
        {
            b[i]=(int)(Math.random()*t1);         //随机产生第一个操作数的分子分母
            b[i+1]=(int)(Math.random()*t1);
            if((b[i]>=b[i+1])||(b[i+1]==0)||(b[i]==0))           //如果分子大于分母或分子、分母为0，重新赋值
            {
                i=i-2;
            }          
        }      
        for(int j=0;j<n1-1;j++)
        {
            a1[j]=(int)(Math.random()*4);          //随机产生运算符的位置
        }
        int i=0;
        for(int j=0;j<2*n1;j+=2)
        {
            int t=simple(b[j],b[j+1]);       //第1,2个数是第一个操作数的分子分母，以此类推
            b[j] /=t;                       //化简分子分母
            b[j+1] /=t;
        }
        for(int j=0;j<2*(n1-1);j+=2)
        {  
            s+=b[j]+"/"+b[j+1]+" "+a[a1[i]]+" ";
            i++;
        }
        s+=b[2*(n1-1)]+"/"+b[2*(n1-1)+1]+" ";
        return s;  
    }
     
    public static String fenshuchanshengkuohao(int n1,int t1)     //生成带括号的真分数的字符串表达式  n1=2,3,4
    {
        Scanner sc=new Scanner(System.in);
        String s=" ";
        String a[]={"+","-","*","/"};
        int a3[]=new int [n1];                   //记录括号产生的位置
        String a5[]=new String [n1];
        a3=chansheng(n1);
        int a1[]=new int [n1-1];
        int b[]=new int [2*n1];                  //生成的随机数是操作数的2倍
        for(int i=0;i<2*n1;i=i+2)
        {
            b[i]=(int)(Math.random()*t1);         //随机产生第一个操作数的分子分母
            b[i+1]=(int)(Math.random()*t1);
            if((b[i]>=b[i+1])||(b[i+1]==0))           //如果分子大于分母或分母为0，重新赋值
            {
                i=i-2;
            }          
        }      
        for(int j=0;j<n1-1;j++)
        {
            a1[j]=(int)(Math.random()*4);          //随机产生运算符的位置
        }
        int i=0;
        for(int j=0;j<2*n1;j+=2)            //化简真分数
        {
            int t=simple(b[j],b[j+1]);       //第1,2个数是第一个操作数的分子分母，以此类推
            b[j] /=t;                       //化简分子分母
            b[j+1] /=t;
        }
         
        for(int j=0;j<2*(n1-1);j+=2)
        {  
            s+=b[j]+"/"+b[j+1]+" "+a[a1[i]]+" ";
            i++;
        }
        s+=b[2*(n1-1)]+"/"+b[2*(n1-1)+1]+" ";
        return s;  
    }
    public static char youxian(String f,String s)                //计算两个符号的优先级
    {
        char a1[][]={
                {'>','>','<','<','<','>','>'},
                {'>','>','<','<','<','>','>'},
                {'>','>','>','>','<','>','>'},
                {'>','>','>','>','<','>','>'},
                {'<','<','<','<','<','=',' '},
                {'>','>','>','>',' ','>','>'},
                {'<','<','<','<','<',' ','='}
        };
        String a="+-*/()#";
        int a11=a.indexOf(f);   //找出运算符在表格中的行坐标
        int a12=a.indexOf(s);   //找出运算符在表格中的行坐标
    //  System.out.println(f+"     "+s);
        return a1[a11][a12];
    }  
    public static int [] chansheng(int num)                    //随机产生括号
    {
        int []b=new int[num];
        for(int i=0;i<b.length;i++)
        {
            b[i]=0;
        }
        Random rd=new Random();
        for(int i=2;i<num;i++)
        {
            for(int j=0;j<num-i+1;j++)
            {
                int t=rd.nextInt(2);
                if(t==1)
                {
                    if(b[j]>=0&&b[j+i-1]<=0)
                    {
                        int c=0;
                        for(int k=j;k<j+i;k++)
                        {
                            c+=b[k];
                        }
                        if(c==0)
                        {
                            b[j]++;
                            b[j+i-1]--;
                        }
                    }
                     
                }
            }
        }
        return b;
    }
     
    public static String chanshengbiaodashi(int num,int t1)       //产生带括号的表达式
    {
        int a1[]=new int[num];
        int a2[]=new int[num-1];
        int a3[]=new int[num];
        String[]a5=new String[num];
        String[] a4={"+","-","*","/"};
        for(int i=0;i<num;i++)
        {
            a1[i]=(int) (Math.random()*t1);
        }
        for(int i=0;i<num-1;i++)
        {
            a2[i]=(int) (Math.random()*4);
        }
        a3=chansheng(num);
        for(int i=0;i<num;i++)
        {
            a5[i]="";
            if(a3[i]<0)
            {
                int c=0-a3[i];
                for(int j=0;j<c;j++)
                {
                    a5[i]+=")";
                }
            }
            else
            {
                for(int j=0;j<a3[i];j++)
                {
                    a5[i]+="(";
                }
            }
        }
        String t="";
        for(int i=0;i<num-1;i++)
        {
            if(a3[i]>0)
            {
                t+=a5[i]+" "+a1[i]+" "+a4[a2[i]];
            }
            else
            {
                t+=" "+a1[i]+" "+a5[i]+a4[a2[i]];
            }
        }
        if(a3[num-1]>0)
        {
            t+=a5[num-1]+" "+a1[num-1]+" ";
        }
        else
        {
            t+=" "+a1[num-1]+" "+a5[num-1];
        }
        return t;
    }
     
    public static int[] tys(int a,int b,char c)   //两个数的运算
    {
        int []a1=new int [2];            //a1[0]用来记录两数运算结果，a1[1]用来记录两数能否继续算下去
        a1[0]=a1[1]=0;
        int d=0;
        if(c=='+')
        {
            d=a+b;
        }
        else if(c=='-')
        {
            if(a<b)
            {
                a1[1]=1;
            }
            else
            {
                d=a-b;
            }
        }
        else if(c=='*')
        {
            d=a*b;
        }
        else
        {
            if((b==0)||(a%b!=0)||(a<b))
            {
                a1[1]=1;
            }
            else
            d=a/b;
        }
        a1[0] = d;
        return a1;
    }
     
    public static String jisuan(String a)     //整数表达式的运算
    {
        Stack <String>num=new Stack <String>();
        Stack <String>fuhao=new Stack<String>();
        a+="#";
        fuhao.push("#");
        char ch;
        int i=0;
        int s=0;
        int y=0;
        ch=a.charAt(i);
        while(!(ch+"").equals("#") || !fuhao.peek().equals("#"))
        {
            if(ch==' ')              //如果遇到字符为空，说明遇到数字
            {
                String rn="";        //用来记录数据
                while(true)
                {
                    ch=a.charAt(++i);
                    if(ch==' ')
                    {
                        break;
                    }
                    rn+=ch;
                }
                if((i+1)<a.length()){
                    ch=a.charAt(++i);
                }
                num.push(rn);
            }
            else//遇到的是字符
            {
                char comp=youxian(fuhao.peek(),ch+"");  //比较两个字符的优先级
                if(comp=='=')                          //说明遇到右括号
                {                
                    fuhao.pop();
                    if((i+1)<a.length()){
                        ch=a.charAt(++i);
                    }
                }
                else if(comp=='>')                   //优先级高，弹出两个数和一个运算符，进行运算
                {
                    String st1=num.pop();
                    String st2=num.pop();
                    int ai1 = Integer.parseInt(st1);
                    int ai2 = Integer.parseInt(st2);
                    String fuh1=fuhao.pop();
                    char fuh2=fuh1.charAt(0);        //将String类型转为char类型
                    int []sz=new int[2];
                    sz=tys(ai2,ai1,fuh2);
                    if(sz[1]==1)                     //如果运算中有问题，就结束运算
                    {
                        return "error";
                    }
                    else
                    {
                        num.push(sz[0]+"");          //将两数结果压入栈中
                    }
                }
                else                                  //优先级比较低，把运算符压入栈中
                {
                    fuhao.push(ch+"");
                    if((i+1)<a.length())
                    {
                        ch=a.charAt(++i);
                    }
                }
            }
        }
        return num.pop();
    }
     
    //整数运算
    public static void Integer(Scanner sc) throws ClassNotFoundException, SQLException
    {
        System.out.println("请选择    1.不含括号    2.含有括号");
        int t = sc.nextInt();
        switch(t)
        {
            case 1:
            {
                int numr=0;
                int numw=0;
                System.out.println("请输入操作数的最大范围：");
                int t1 = sc.nextInt();
                 
                System.out.println("请输入题目数量：");
                int n=sc.nextInt();
                 
                String s1[]=new String [n];
                String str[] = new String [n];
                String str1[] = new String [n];
                String a[]={"+","-","*","/"};
                int b[][] = new int [n][];            //用二维表存储操作数
                for(int i=0;i<n;i++)                 //生成表达式并输出
                {
                    str[i] = "第"+(i+1)+"题： ";
                    str1[i] = " ";
                    s1[i]="";
                    int n1=(int) (Math.random()*3);            //随机生成操作数的个数
                    b[i]=new int[n1+2];  
                    for(int j=0;j<n1+2;j++)
                        b[i][j]=(int) (Math.random()*t1);
                    int d[] = new int [n1+1];                //存储符号在a中的位置
                    for(int j=0;j<n1+1;j++)                  //随机产生数映射到运算符
                    {
                        d[j]=(int) (Math.random()*4);
                    }      
                    for(int j=0;j<n1+1;j++)              //将表达式存储到String类型的字符串中
                    {  
                        str[i]+=b[i][j]+" "+a[d[j]]+" ";
                        str1[i] += b[i][j]+" "+a[d[j]]+" ";
                    }
                    str[i]+=b[i][n1+1]+" =";            //包含括号，用于输出
                    str1[i] += b[i][n1+1]+" ";              //不包含括号，方便堆栈过程的计算
                    boolean flag=true;
                    for(int j=i-1;j>=0;j--)
                    {
                        if(str1[i]==str1[j])            //判断是否重复
                        {
                            flag=false;
                            break;
                        }
                        else if((n1==0)&&((d[0]==0)||(d[0]==2))&&           //乘法或加法交换同样重复
                                ((b[i][0]==b[j][1])&&(b[i][1]==b[j][0])))
                        {
                            flag = false;
                            break;
                        }
                    }
                    for(int z=0;z<n1+1;z++)        //判断有除法时，后边的操作数是否为0
                    {
                        if(d[z]==3&&b[i][z+1]==0)
                        {
                            flag=false;
                            break;
                        }
                    }
                    if( flag==false)
                    {
                        i--;
                    }
                    else
                    {
                         
                        String s =jisuan(str1[i]);
                        s1[i]+=jisuan(str1[i]);
                        if(s.equals("error"))
                        {
                            i--;
                        }
                        else
                        {
                            System.out.print(str[i]);
                            String q=sc.next();
                            if(q.equals(s))
                            {
                                System.out.println("恭喜你，回答正确!");
                                numr++;
                            }
                            else
                            {
                                System.out.println("很遗憾，回答错误!  正确结果为："+s);
                                numw++;
                            }
                        }
                    }          
                }
                lianjiezhengshu(str,s1);
                System.out.println("一共"+n+"道题，答对"+numr+"道，错误"+numw+"道，继续努力！");
                break;
            }
            case 2:
            {
                int numr=0;
                int numw=0; 
                System.out.println("请输入操作数的最大范围：");
                int t1 = sc.nextInt();
                System.out.println("请输入题目数量：");
                int n=sc.nextInt();
                String str[] = new String [n];
                String str1[] = new String [n];
                String s1[]=new String [n];
                for(int i=0;i<n;i++)
                {
                     
                    str[i]="";
                    str1[i]="第"+(i+1)+"题： ";
                    s1[i]="";
                    int n1=(int) (Math.random()*3);            //随机生成操作数的个数
                    str[i]+=chanshengbiaodashi(n1+2,t1);
                    str1[i]+=str[i]+" =";
                    String s = jisuan(str[i]);
                    s1[i]+=jisuan(str[i]);
                    if(s.equals("error"))
                    {
                        i--;
                    }
                    else
                    {
                        System.out.print(str1[i]);
                        String q=sc.next();
                        if(q.equals(s))
                        {
                            System.out.println("恭喜你，回答正确!");
                            numr++;
                        }
                        else
                        {
                            System.out.println("很遗憾，回答错误!  正确结果为："+s);
                            numw++;
                        }
                    }      
                     
                }
                lianjiezhengshu(str1,s1);
                System.out.println("一共"+n+"道题，答对"+numr+"道，错误"+numw+"道，继续努力！");
                break;
            }
         
        }
    }  
     
    //分数运算
    public static void fenshu(Scanner sc) throws ClassNotFoundException, SQLException
    {
        System.out.println("请输入题目数量：");
        int n=sc.nextInt();
        System.out.println("请输入操作数范围：");
        int t1=sc.nextInt();
        String str[] = new String [n];
        String str1[]= new String [n];
        String s[]=new String[n];
        String s1[]=new String [n];
        for(int i=0;i<n;i++)
        {
            int n1=(int) (Math.random()*3);
            str1[i]="第"+(i+1)+"道题目:";
            str1[i]+=fenshuchansheng(n1+2,t1);
            str[i]=fenshuchansheng(n1+2,t1);
            s[i]=fenshujisuan(str[i]);
            s1[i]="";
            int z=1;
            for(int j=i-1;j>=0;j--)
            {
                if(str[i].equals(str[j]))
                {
                    z=0;
                    break;
                }
                //else if()
            }
            if((z==0)||(s[i].equals("error")))
            {
                i--;
            }      
            else
            {
                String b1[] =new String [2];                //对运算结果进行化简
                int b[]=new int [2];
                b1=s[i].split("\/");
                b[0]=Integer.parseInt(b1[0]);
                b[1]=Integer.parseInt(b1[1]);
                int t=simple(b[0],b[1]);
                b[0] /=t;
                b[1] /=t;
                int a=(int)(b[0]/b[1]);
                int c=b[0]%b[1];
                 
                if(b[0]>b[1])              //判断结果格式
                {
                    if(b[0]%b[1]==0)
                    {
                        s1[i]+=a;
                        System.out.println("第"+(i+1)+"道题目:"+str[i]+" ="+a);
                    }
                    else
                    {
                        s1[i]+=a+"'"+c+"/"+b[1];
                        System.out.println("第"+(i+1)+"道题目:"+str[i]+" ="+s1[i]);
                    }
                }
                if(b[1]>b[0])
                {
                    s1[i]+=b[0]+"/"+b[1];
                    System.out.println("第"+(i+1)+"道题目:"+str[i]+" ="+s1[i]);
                }
                else if(b[0]==b[1])
                {
                    s1[i]+="1";
                    System.out.println("第"+(i+1)+"道题目:"+str[i]+" ="+s1[i]);
                }
                 
            }
             
        }
        lianjiefenshu(str1,s1);             //连接数据库，将表达式和结果导入数据库
        System.out.println("导入成功！");
    }
    //分数连接数据库
    public static void lianjiefenshu(String a[],String b[]) throws ClassNotFoundException, SQLException
    {
        Connection conn = null;
        PreparedStatement pstmt = null;
        String driverName = "com.mysql.jdbc.Driver";
        String userName = "root";
        String userPwd = "123456789";
        String ur11 = "jdbc:mysql://localhost:3306/size03";
        String ur12 = "?user=" + userName + "&password=" + userPwd;
        String ur13 = "&useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8";
        String ur1 = ur11 + ur12 + ur13;
        Class.forName(driverName);
        conn = DriverManager.getConnection(ur1);
        String sql = "insert into text03fenshu(表达式,结果) values(?,?)";
        pstmt = conn.prepareStatement(sql);
        for(int i=0;i<a.length;i++)
        {
            pstmt.setString(1,a[i] );
            pstmt.setString(2, b[i]);
            pstmt.executeUpdate();
        }
        if(pstmt !=null)
        {
         pstmt.close();
        }
        if(conn!=null)
        {
         conn.close();
        }
            
    }
    //整数连接数据库
    public static void lianjiezhengshu(String a[],String b[]) throws ClassNotFoundException, SQLException
    {
        Connection conn = null;
        PreparedStatement pstmt = null;
        String driverName = "com.mysql.jdbc.Driver";
        String userName = "root";
        String userPwd = "123456789";
        String ur11 = "jdbc:mysql://localhost:3306/size03";
        String ur12 = "?user=" + userName + "&password=" + userPwd;
        String ur13 = "&useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8";
        String ur1 = ur11 + ur12 + ur13;
        Class.forName(driverName);
        conn = DriverManager.getConnection(ur1);
        String sql = "insert into text03zhengshu(表达式,结果) values(?,?)";
        pstmt = conn.prepareStatement(sql);
        for(int i=0;i<a.length;i++)
        {
            pstmt.setString(1,a[i] );
            pstmt.setString(2, b[i]);
            pstmt.executeUpdate();
        }
        if(pstmt !=null)
        {
         pstmt.close();
        }
        if(conn!=null)
        {
         conn.close();
        }
            
    }
}

四、实验结果截图

五、反思

（1）、主观能动性仍待提高

（2）、解决问题需要坚持不懈的努力