编写一个能自动生成小学四则运算题目的程序——软件工程课第一周作业

主要功能：运算小学四则运算，可以选择加减乘除以及混合运算。

　　　　  除了整数以外，还要支持真分数的四则运算。 （例如：  1/6 + 1/8 = 7/24）

思考：

　　　　1.支持整数和分数，基本数据类型难以满足，考虑新建一个封装的类number，含有numerator和denominator，表示分子分母，整数的分母为1；

　　　　2.随机生成题目，考虑调用库函数中的随机数生成数字和符号和题目长度；

　　　　3.考虑到JAVA在处理字符串方面使用更为简便，本次程序采用JAVA语言编写。

代码核心：

　　　　number部分只显示了框架，对功能进行了封装，可能有些冗余写的比较长，所有代码在

　　　　https://github.com/Victorianuonuo/projects-for-Software-Engineering

           上进行了开源，开源部分多包含了Question2.java 和 Test.java ，Question2.java 是开始写的不能处理真分数的一个生成程序的框架，Test.java是对numer类进行测试的代码，只保留了最后一次测试的代码。

测试：

　　　　在测试代码完善功能的过程中，对程序进行了微小的修改，主要是对随机数范围进行修改（因为感觉题太难了==），最后设置在25题，每道题长度（number个数）在【3,5】之间，数的取值范围不超过20，每道题答题后会立即显示正确答案和正确与否的判定，正确答案将以整数或分数形式显示，所有题做完后会显示正确率。答题时按回车被视为放弃回答，被判为错误，结果支持整数，分数和小数形式，小数形式误差不超过1e-5被视为正确答案，输入格式错误被判定为错误如“233..”，“2/2/e”，“2 / 3 3”等，数字之间不能用空格隔开，“22/”被视为等同于“22”。每次答题情况都会被追加在文件里，第一行会先记录答题开始的时刻，默认存储文件是"out.txt",也可以在命令行指定新的文件名进行存储。

package calc;

public class number {
    private int numerator,denominator;
    
    public number() {        
    }
    
    public number (String str) {    
    }
    

    public number(int a) {    
    }
    
    public number(int a, int b){  
    }
    
    public void set(int a) {    
    }
    
    public void set(int a,int b) {    
    }

    public String toString() {    
    }
    
    public void check(){    
    }
    
    
    public boolean equals(number n2) {    
    }
    
    public number yuefen() {    
    }
    
    
    public number add(number n2){  
    }
    
    private int gcd(int n1,int n2){    
    }
    
    public double ParseDouble(){    
    }
    
    public number sub(number n2){    
    }
    
    public number mul(number n2){
    }
    
    public number div(number n2) {    
    }
        
}

package calc;

/*支持分数和随机长度，并可以将每次答题情况记录到文件里 */

import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.PrintStream;
import java.util.Date;
import java.util.Scanner;

public class Question {

    public static String str = "";//题目
    public static int num = 4;//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 = 20;//运算中数的最大取值    
    public static number sum = new number();//结果
    
    public static void main(String[] args) {
        
        System.out.println();
        System.out.println("Please finish the following 25 questions!");
        System.out.println("Note: don't seperate your answer with space, ");
        System.out.println("or you will be considered wrong!");
        System.out.println();
        
        Scanner input=new Scanner(System.in);
        
        String file="out.txt";
        
        int right=0;
        PrintStream out = null;  
        
        
        if(args.length>=1)
            file=args[0];
        
        try {
            out=new PrintStream(new FileOutputStream(file));
        } catch (FileNotFoundException e1) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e1.printStackTrace();
            input.close();
            return ;
        }
        
        out.println("

"+new Date()+"

");

        for (int i = 0; i < 25; i++) {
            
            GetQuestion();
            System.out.print(i+1);
            System.out.print(". " + str +"
Your answer:      ");
            String answer="";
            try{
                answer=input.nextLine();
            }catch(Exception e){
            }
            System.out.print("true answer:  "+sum.toString()+"    ");
            number re=sum.add(new number(10));
            try{
                re=new number(answer);
                if(re.equals(sum))
                {
                    System.out.println("You are right!");
                    right=right+1;
                }else {
                    System.out.println("You are wrong!");
                }
            }catch(Exception e){
                if(answer.indexOf('.')!=-1)
                {
                    try{
                        double ant=Double.parseDouble(answer);
                        if(Math.abs(ant-sum.ParseDouble())<1e-5)
                        {
                            System.out.println("You are right!");
                            right=right+1;
                        }else {
                            System.out.println("You are wrong!");
                        }
                    }catch(Exception ex){
                        System.out.println("You are wrong!");
                    }
                }else{
                    System.out.println("You are wrong!");
                }
            }        
            out.print(i+1);
            out.println(". " + str );
            out.println("Your answer:      "+answer);
            out.println("True answer:     "+sum.toString());
        }
        System.out.println(right+" / 25, So your accuracy is "+right/25.0);
        out.println(right+" / 25, So your accuracy is "+right/25.0);
        out.println();
        input.close();
        out.close();
        System.out.println();
    }

    private static void GetQuestion() {
    
        str = "";
        sum.set(0);;
        num_i = (int) (Math.random()*3)+3;
        quesGrow();
    }

    private static void quesGrow() {
        if( num_i > 1 ) {
            int j = num_i;
            num_i--;
            quesGrow();
            
            int ck=(int)(Math.random()*4);
            number w;
            if(ck!=0)
                w=new number(1+(int)(Math.random()*numberRange));
            else w=new number(1+(int)(Math.random()*numberRange),1+(int)(Math.random()*numberRange));
            int t=(int)(Math.random()*2);
            int f=(int)(Math.random()*4);
            
            if(t == 0)
            {
                if( f == 0 ) {
                    sum = sum.add(w);
                    str = str + "+" + w.toString();
                }
                if( f == 1 ) {
                    sum = sum.sub(w);
                    str = str + "-" +w.toString();    
                }
                if( f == 2 ) {
                    if( j < 3 ) {
                        sum = sum.mul(w);
                        str = str + "*" + w.toString();
                    }
                    else {
                        sum = sum.mul(w);
                        str = "(" +str+ ")" + "*" + w.toString();
                    }
                }
                if ( f == 3 ) {
                    
                    if( j < 3 ) {
                        sum = sum.div(w);
                        str = str + " / " + w.toString();
                    }
                    else {
                        sum = sum.div(w);
                        str = "(" +str+ ")" + " / " + w.toString();
                    }
                }
            }
            else
            {
                if( f == 0 ) {
                    sum = sum.add(w);
                    str = w.toString() + "+" + str;    
                }
                if( f == 1 ) {
                    if( j < 3 ) {
                        sum = w.sub(sum);
                        str = w.toString() + "-" + str;
                    }
                    else {
                        sum = w.sub(sum);
                        str = w.toString() + "-" + "(" +str+ ")";
                    }
                }
                if( f == 2 ) {
                    if( j < 3 ) {
                        sum = sum.mul(w);
                        str = w.toString()+ "*" + str;
                    }
                    else {
                        sum = sum.mul(w);
                        str = w.toString() + "*" + "(" +str+ ")";
                    }
                }
                if( f == 3) {
                    if( j < 3 ) {
                        sum = w.div(sum);
                        str = w.toString() + " / " + str;
                    }
                    else {
                        sum = w.div(sum);
                        str = w.toString()+ " / " + "(" +str+ ")";
                    }
                }
            }
        }
        else if( num_i == 1 ) {
            int ck=(int)(Math.random()*4);
            number w;
            if(ck!=0)
                w=new number(1+(int)(Math.random()*numberRange));
            else w=new number(1+(int)(Math.random()*numberRange),1+(int)(Math.random()*numberRange));
            sum = sum.add(w);
            str = str + w.toString();
        }
    }
}

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