个人作业1——四则运算题目生成程序（基于控制台）

一、需求分析

1、题目要求：

看了大家对于本课程的目标和规划，很多同学都希望能提高自己的实践能力，没有捷径可走，就是练习、练习再练习！那么就从第一个个人项目开始吧，用一周的时间完成一个基于控制台的四则运算程序，实现一个自动生成小学四则运算题目的命令行程序

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

2、题目分析：

（1）是基于小学的四则运算题目，所以不会出现负数的结果，且只有两个数的简单四则运算；

（2）支持真分数和整数的运算；

（3）能够判断对错，若错误则输出正确答案；

（4）能够计算正确率并输出。

二、功能设计

1、自动随机生成真分数和整数；
2、随机生成一则简单的四则运算题目；
3、能够计算题目，并判断用户输入的答案正确与否，若错误则输出正确答案；
4、能够计算用户答题的正确率。

三、设计实现

java类有：createFraction、createInteger、main三类：
（1）createFraction：是负责随机创造两个真分数并组成四则运算，有真分数的运算方法，公约数的计算方法，最小公倍数的计算方法；
（2）createInteger：是负责随机创造两个整数并组成四则运算，有整数的运算方法，公约数的判断方法等；
（3）main：负责调用createFraction、createInteger两类，随机选择真分数或整数的四则运算组成多个题目并输出正确率。

四、代码说明

真分数生成：

public static int[] createFraction(){
int[] fraction=new int[2];
int fraction1 = (int)(Math.random()*10+1);//避免分子出现零
int fraction2 = (int)(Math.random()*10+1);//避免分母出现零
if(fraction1!=fraction2){           //避免出现分母分子相同
if(fraction1<fraction2){        //避免出现假分数
fraction[0]=fraction1;
fraction[1]=fraction2;
return fraction;
}else{
fraction[0]=fraction2;
fraction[1]=fraction1;
return fraction;
}
}else
createFraction();
return fraction;

}

最大公约数：

public static int GCD(int m, int n) {  //辗转相除法求最大公约数
if (n == 0)
{
throw new IllegalArgumentException("Argument 'divisor' is 0");
}
else
{
if ((m = m % n) == 0)
return n;
else
return m;
}
}

最小公倍数：

public static int LCM(int m, int n) {  //求最小公倍数
return m*n/GCD(m,n);
}

生成真分数的四则运算及判断对错：

public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
Scanner in = new Scanner(System.in);//真分数的计算
int op=(int)(Math.random()*4+1);
int[] f1 = createFraction();
int[] f2 = createFraction();
int j=GCD(f1[0],f1[1]);
f1[0]=f1[0]/j;
f1[1]=f1[1]/j;
j=GCD(f2[0],f2[1]);
f2[0]=f2[0]/j;
f2[1]=f2[1]/j;
int gbs = LCM(f1[1],f2[1]);
if(op==1){//加法
System.out.println("("+f1[0]+"/"+f1[1]+")+("+f2[0]+"/"+f2[1]+")=");
int num1=f1[0]*f2[1]+f2[0]*f1[1];

int num2=f1[1]*f2[1];
int num3=GCD(num1,num2);
num1=num1/num3;
num2=num2/num3;
String a=new String();
if(num1==num2)
{
a="1";
}
else
{
a=num1+"/"+num2;
}
String ans=in.next();
if(ans.equals(a))
{
System.out.println("true");
}
else
{
System.out.println("false");
System.out.println("The correct answer is "+a);
wrong=wrong+1;
}

}
if(op==2){//减法
int num1=f1[0]*f2[1]-f2[0]*f1[1];
if(num1>0){  //防止出现负数
System.out.println("("+f1[0]+"/"+f1[1]+")-("+f2[0]+"/"+f2[1]+")=");
int num2=f1[1]*f2[1];
String a=new String();
if(num1==0)
{
a="0";
}
else
{
int num3=Math.abs(GCD(num1,num2));
num1=num1/num3;
num2=num2/num3;
if(num1==num2)
{
a="1";
}
else
{
a=num1+"/"+num2;
}
}
String ans=in.next();
if(ans.equals(a))
{
System.out.println("true");
}
else
{
System.out.println("false");
System.out.println("The correct answer is "+a);
wrong=wrong+1;
}
}else{
System.out.println("("+f2[0]+"/"+f2[1]+")-("+f1[0]+"/"+f1[1]+")=");
int num11=f2[0]*f1[1]-f1[0]*f2[1];
int num2=f1[1]*f2[1];
String a=new String();
if(num11==0)
{
a="0";
}
else
{
int num3=Math.abs(GCD(num11,num2));
num11=num11/num3;
num2=num2/num3;
if(num11==num2)
{
a="1";
}
else
{
a=num11+"/"+num2;
}
}
String ans=in.next();
if(ans.equals(a))
{
System.out.println("true");
}
else
{
System.out.println("false");
System.out.println("The correct answer is "+a);
wrong=wrong+1;
}
}
}
if(op==3){//乘法
System.out.println("("+f1[0]+"/"+f1[1]+")*("+f2[0]+"/"+f2[1]+")=");
int num1= f1[0]*f2[0];
int num2 = f1[1]*f2[1];
int num3=GCD(num1,num2);
String a=new String();
num1= num1/num3;
num2 = num2/num3;
if(num1==num2)
{
a="1";
}
else
{
a=num1+"/"+num2;
}
String ans=in.next();
if(ans.equals(a))
{
System.out.println("true");
}
else
{
System.out.println("false");
System.out.println("The correct answer is "+a);
wrong=wrong+1;
}

}
if(op==4){//除法
System.out.println("("+f1[0]+"/"+f1[1]+")÷("+f2[0]+"/"+f2[1]+")=");
int num1= f1[0]*f2[1];
int num2 = f1[1]*f2[0];
int num3=GCD(num1,num2);
String a=new String();
num1= num1/num3;
num2 = num2/num3;
if(num1==num2)
{
a="1";
}
else
{
a=num1+"/"+num2;
}
String ans=in.next();
if(ans.equals(a))
{
System.out.println("true");
}
else
{
System.out.println("false");
System.out.println("The correct answer is "+a);
wrong=wrong+1;
}

}

}

main类：

public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
int wrong;
createFraction f = new createFraction();
createInteger i = new createInteger();
System.out.println("Please enter the subject number:");
Scanner a = new Scanner(System.in);
int n = a.nextInt();
int m = (int)(Math.random()*n+1);//随机整数题目和分数题目的题量
for(int j=0;j<(n-m);j++){//整数题目
f.main(null);
}
for(int j=0;j<m;j++){//分数题目
i.main(null);
}
wrong=f.wrong+i.wrong;//计算正确率
int sum=100-(wrong*100/n);
System.out.println("The accuracy is："+sum+"%");
}

五、测试运行





六、PSP



七、小结

对java并不是很熟悉，所以写得很艰难，边百度边学边写，一开始并不知道怎么写，只能慢慢摸索，结果就是程序疯狂报错，最后好不容易才写完了_(:зゝ∠)_

因为用了很多的if嵌套语句，有的if语句还是后来添上的，大括号经常丢了，然后对个半天。。。。以及我没法把程序打包成exe文件，弄了半天还是不行，百度了也没解决_(:зゝ∠)_

我在真分数运算的createFraction类里的最大公约数那写了个异常抛出，在没写之前是经常给我报被除数为零的异常错误，我不知道错哪里了= =，而且我在整数运算里并没有写异常抛出也没报过错啊。。。。最后百度了半天才写了个异常抛出，然而并不知道到底写对了没_(:зゝ∠)_。。。

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