一个小软件从第一代的几行小程序，成长到现在的充满了困难的大程序。
程序设计思想：先对随机生成的随机数进行排查，筛选出符合条件的数字参与运算，然后在随机生成符合条件的算式。并且使用这些算式和数字组成新的算式，并对新生成的算式进行条件筛选，经符合全部条件的算式存储到数据库中。
对生成算式的每一个子算式进行条件查询，如果是减法和除法则对俩个数字进行运算，如果不符合条件，就进行调整（如对减数和被减数的位置对调，或重新生成新的算式）。
对生出的字符串进行对比如果出现重复的就将第二次的字符串重新生成即可。
程序源代码：
yuansuan.java
1 package 四则运算; 2 3 import java.util.ArrayList; 4 import java.util.Scanner; 5 6 public class yunsuan { 7 8 9 public static void main(String[] args) { 10 // TODO Auto-generated method stub 11 String array1[]=new String[1000]; 12 input(array1); 13 14 } 15 public static void input(String array1[]){ 16 int a,b,c,d,e,f; 17 Scanner scanner=new Scanner(System.in); 18 System.out.println("请输入生成题目的数量（少于1000道）："); 19 a=scanner.nextInt(); 20 System.out.println("请输入数字的范围（1-？）："); 21 b=scanner.nextInt(); 22 System.out.println("是否有乘除法(包含乘除法请输入1，不包含请输入0)"); 23 c=scanner.nextInt(); 24 System.out.println("是否有括号(最多可以支持十个数参与计算,包含括号请输入1，不包含请输入0)"); 25 d=scanner.nextInt(); 26 System.out.println("加减有无负数(有负数请输入1，没有负数请输入0)"); 27 e=scanner.nextInt(); 28 System.out.println("除法有无余数(有余数请输入1，没有余数请输入0)"); 29 f=scanner.nextInt(); 30 int m; 31 boolean n,o,p; 32 if(c==1) 33 m=4; 34 else m=2; 35 if(d==1) 36 n=true; 37 else n=false; 38 if(e==1) 39 o=true; 40 else o=false; 41 if(f==1) 42 p=true; 43 else p=false; 44 for(int i=0;i<a;i++){ 45 array1[i]=birth(b,m,n,o,p); 46 } 47 output(a,array1); 48 } 49 50 public static void output(int a,String []array1 ){ 51 Calculator calculate = new Calculator(); 52 int j; 53 for(int i=0;i<a;i++){ 54 55 System.out.print(array1[i]); 56 String s = array1[i]; 57 ArrayList result = calculate.getStringList(s); //String转换为List 58 result = calculate.getPostOrder(result); //中缀变后缀 59 j = calculate.calculate(result); //计算 60 System.out.println("="+j); 61 } 62 } 63 public static String birth(int fanwei,int fuhao,boolean bra,boolean o,boolean p){ 64 int a=((int)(Math.random()*9))+2; 65 int b,c; 66 String str =""; 67 for(int i=0;i<a;i++){ 68 b=(int)(Math.random()*fanwei)+1; 69 c=(int)(Math.random()*fuhao); 70 if(i==a-1) 71 str+=b+""; 72 else { 73 switch(c){ 74 case 0: str+=b+"+";break; 75 case 1: str+=b+"-";break; 76 case 2: str+=b+"*";break; 77 case 3: str+=b+"/";break; 78 } 79 80 } 81 82 } 83 if(bra&&((int)( Math.random()*100))>50){ 84 //在这里为express中插入一对括号 85 86 int first = (int)(Math.random()*(a-1))+1;//括起来的第一个数 87 int next = (int)(Math.random()*(a-1))+1;//括起来的最后一个数 88 if(first > next){//如果第一个数比第二个数大，则交换两个数的值 89 first = first^next; 90 next = first^next; 91 first=first^next; 92 } 93 if(next-first >= 2){//如果next和first的差值小于2，则不执行以下步骤，因为括号中至少有两个数 94 //length记下表达式字符串的长度，j记下遍历字符串中数字的个数 95 int length = str.length(),j=0; 96 //用字符串建立一个动态字符串。 97 StringBuffer temp = new StringBuffer(str); 98 //开始循环遍历字符串 99 for(int i=0; i < length; i++){ 100 char cc = temp.charAt(i);//取出下标为i的字符 101 if(first==1&&i==0) //如果括号括起来的第一个数字为表达式中第一个操作数，在表达式最前面插入( 102 temp.insert(0, '('); 103 if(cc > '9' || cc < '0'){//如果当前字符是运算符字符 104 j++; //表示刚刚遍历一个数字，所以j加一 105 if(j==first-1){ //如果j到达first的前一个位置，在当前字符的后面插入“(” 106 temp.insert(i+1, '(');i++; 107 } 108 if(j==next) //如果j到达next的位置，在当前字符前面插入一个“）” 109 temp.insert(i, ')'); 110 } 111 } 112 str = temp.toString();//将动态字符串转换为普通字符串 113 } 114 } 115 //加减有无负数 116 /* 117 if(!o){ 118 119 int length2 = str.length(),j=0,i; 120 int m=str.indexOf('-'); 121 StringBuffer temp = new StringBuffer(str); 122 if(m>0){ 123 for( i=m-1; i>0; i--){ 124 char cc = temp.charAt(i); 125 if(cc > '9' || cc < '0') 126 break; 127 } 128 129 String hh=temp.substring(i+1, m-1); 130 int x=Integer.valueOf(hh); 131 132 for( i=m; i<length2; i++){ 133 char cc = temp.charAt(i); 134 if(cc > '9' || cc < '0') 135 break; 136 } 137 hh=temp.substring(m+1, i-1); 138 int y=Integer.valueOf(hh); 139 if(x-y<0){ 140 int v=x; 141 x=y; 142 y=v; 143 } 144 145 } 146 147 } 148 //除法有无余数 149 if(!p){ 150 int length2 = str.length(),j=0,i; 151 int m=str.indexOf('/'); 152 StringBuffer temp = new StringBuffer(str); 153 if(m>0){ 154 for( i=m-1; i>0; i--){ 155 char cc = temp.charAt(i); 156 if(cc > '9' || cc < '0') 157 break; 158 } 159 String hh=temp.substring(i+1, m-1); 160 int x=Integer.valueOf(hh); 161 for( i=m; i<length2; i++){ 162 char cc = temp.charAt(i); 163 if(cc > '9' || cc < '0') 164 break; 165 } 166 hh=temp.substring(m+1, i-1); 167 int y=Integer.valueOf(hh); 168 if(x%y!=0) 169 birth( fanwei, fuhao, bra,o, p); 170 171 } 172 } 173 */ 174 //余数的判断由于存在括号的原因无法使用。 175 176 return str; 177 } 178 }
Calculator.java
1 package 四则运算; 2 import java.util.ArrayList; 3 import java.util.Stack; 4 5 /** 6 * 7 * @author yhh 8 * 9 */ 10 public class Calculator { 11 12 /** 13 * 将字符串转化成List 14 * @param str 15 * @return 16 */ 17 public ArrayList<String> getStringList(String str){ 18 ArrayList<String> result = new ArrayList<String>(); 19 String num = ""; 20 for (int i = 0; i < str.length(); i++) { 21 if(Character.isDigit(str.charAt(i))){ 22 num = num + str.charAt(i); 23 }else{ 24 if(num != ""){ 25 result.add(num); 26 } 27 result.add(str.charAt(i) + ""); 28 num = ""; 29 } 30 } 31 if(num != ""){ 32 result.add(num); 33 } 34 return result; 35 } 36 37 /** 38 * 将中缀表达式转化为后缀表达式 39 * @param inOrderList 40 * @return 41 */ 42 public ArrayList<String> getPostOrder(ArrayList<String> inOrderList){ 43 44 ArrayList<String> result = new ArrayList<String>(); 45 Stack<String> stack = new Stack<String>(); 46 for (int i = 0; i < inOrderList.size(); i++) { 47 if(Character.isDigit(inOrderList.get(i).charAt(0))){ 48 result.add(inOrderList.get(i)); 49 }else{ 50 switch (inOrderList.get(i).charAt(0)) { 51 case '(': 52 stack.push(inOrderList.get(i)); 53 break; 54 case ')': 55 while (!stack.peek().equals("(")) { 56 result.add(stack.pop()); 57 } 58 stack.pop(); 59 break; 60 default: 61 while (!stack.isEmpty() && compare(stack.peek(), inOrderList.get(i))){ 62 result.add(stack.pop()); 63 } 64 stack.push(inOrderList.get(i)); 65 break; 66 } 67 } 68 } 69 while(!stack.isEmpty()){ 70 result.add(stack.pop()); 71 } 72 return result; 73 } 74 75 /** 76 * 计算后缀表达式 77 * @param postOrder 78 * @return 79 */ 80 public Integer calculate(ArrayList<String> postOrder){ 81 Stack stack = new Stack(); 82 for (int i = 0; i < postOrder.size(); i++) { 83 if(Character.isDigit(postOrder.get(i).charAt(0))){ 84 stack.push(Integer.parseInt(postOrder.get(i))); 85 }else{ 86 Integer back = (Integer)stack.pop(); 87 Integer front = (Integer)stack.pop(); 88 Integer res = 0; 89 switch (postOrder.get(i).charAt(0)) { 90 case '+': 91 res = front + back; 92 break; 93 case '-': 94 res = front - back; 95 break; 96 case '*': 97 res = front * back; 98 break; 99 case '/': 100 res = front / back; 101 break; 102 } 103 stack.push(res); 104 } 105 } 106 return (Integer)stack.pop(); 107 } 108 109 /** 110 * 比较运算符等级 111 * @param peek 112 * @param cur 113 * @return 114 */ 115 public static boolean compare(String peek, String cur){ 116 if("*".equals(peek) && ("/".equals(cur) || "*".equals(cur) ||"+".equals(cur) ||"-".equals(cur))){ 117 return true; 118 }else if("/".equals(peek) && ("/".equals(cur) || "*".equals(cur) ||"+".equals(cur) ||"-".equals(cur))){ 119 return true; 120 }else if("+".equals(peek) && ("+".equals(cur) || "-".equals(cur))){ 121 return true; 122 }else if("-".equals(peek) && ("+".equals(cur) || "-".equals(cur))){ 123 return true; 124 } 125 return false; 126 } 127 128 public static void main(String[] args) { 129 Calculator calculate = new Calculator(); 130 String s = "12+(23*3-56+7)*(2+90)/2"; 131 ArrayList result = calculate.getStringList(s); //String转换为List 132 result = calculate.getPostOrder(result); //中缀变后缀 133 int i = calculate.calculate(result); //计算 134 System.out.println(i); 135 136 } 137 138 139 }
运行结果截图
编程总结分析：这次的实验和以前的实验完全不同，他离开了我们通常的认识，站在使用者的方面想我们提出新的程序设计的要求。
PSP0
