四则运算题目自动生成程序

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一.github地址

https://github.com/HTwo2O/ArithmeticCalculator

项目参与者： 罗泉水 3118005101 陈鸿畅 3118005087

二.PSP表格（预期）

三.性能测试

• 分析：字符数组和字符串数据占用了大量的内存。对象的实例化多，耦合性很大。

四.设计实现过程

• 编程语言

JAVA

• 解题思路

  • 主函数引导用户输入创建题目的条件。
  • 主函数实例化ArithmeticGen类（四则运算获得方法），以获得四则运算题目。
  • ArithmeticGen中实例化Expression（表达式实体类），获得用户想要个数的算术表达式。
  • Expression中由Fraction（分数实体类）构成，关于分数的操作放在FractionUtil（分数操作工具类）中。
  • ArithmeticGen获得很多的Expression（表达式）后，通过FileUtil（文件IO工具类）将题目和答案打印在文件中。
  • 用户在题目文件输入答案后，通过Correcting（批改类）批改答案，并将答题情况打印在文件中。

• 项目结构

五.关键代码

• 主函数主要部分

          ArithmeticGen Gen = new ArithmeticGen(numRange);
          TwoTuple<String,String> twoTuple = Gen.expBuilder(expAmount);
          FileUtil.write("exercise.txt", twoTuple.first);
          FileUtil.write("answer.txt", twoTuple.second);
  
          System.out.println("出题完毕，请在题目文件中输入您的答案并保存文件");
          System.out.println();
          System.out.println("完成答题后，输入1批改答案，输入其他退出程序");
  
          Scanner scanner = new Scanner(System.in);
          if(scanner.nextLine().equals("1")){
              try {
                  Correcting.correctAnswer();
                  System.out.println("批改完成，请在“Grade.txt”文件中查看答题情况");
              } catch (Exception e) {
                  e.printStackTrace();
              }
          }else {
              System.exit(0);
          }
  

• ArithmeticGen类中创建多条表达式的方法

	 public TwoTuple<String,String> expBuilder(int expAmount) {
		 StringBuilder exptext = new StringBuilder();
		 StringBuilder anstext = new StringBuilder();
		 for(int i=1; i<=expAmount; i++) {
			 Expression expBean = new Expression();

			 int optNum = random.nextInt(3)+1;
			 for(int n = 0; n < optNum; n++){
				 expBean=createExp(expBean);
			 }


			 exptext.append("第" + i + "题: " + expBean.getExpression() + "   请作答:"+"\n");

			 anstext.append("第" + i + "题: " + expBean.getFraction() + "\n");
		 }
		 return tuple(exptext.toString(), anstext.toString());
	 }

• 创造一条表达式的方法

  	 private Expression createExp(Expression expBean1) {
  		 Expression expBean=new Expression();
  	    	Boolean flagZero = false;
  	    	Fraction f2= FractionUtil.CreatFraction(num);
  
  	    	//随机设置f2自然数
  	    	if(random.nextBoolean()){
  				f2.setDenominator(1);
  			}
  	        char opt = ‘+‘;
  	        switch(random.nextInt(4))  {
  	            case 0 : opt = ‘+‘;    break;
  	            case 1 : opt = ‘-‘;    break;
  	            case 2 : opt = ‘*‘;    break;
  	            case 3 : opt = ‘÷‘;    break;
  
  	            default: break;
  	        };
  	       
  	        if((expBean1.getExpression()).equals("")) {
  	        	Fraction f1= FractionUtil.CreatFraction(num);
  	        	if(f2.getNumerator()==0&&opt==‘÷‘)
  	        		opt = ‘+‘;
  	        	if(!f1.greater(f2)&&opt==‘-‘) {
  	        		expBean.setExpression( "" + f2 + opt + f1);
  		        	expBean.setFraction(FractionUtil.calculate(f2, f1, opt));
  	        	}else {
  	        		expBean.setExpression( "" + f1 + opt + f2);
  		        	expBean.setFraction(FractionUtil.calculate(f1, f2, opt));
  	        	}
  	        	
  	        }else {
  	        	if(random.nextBoolean()) {
  	        		if(f2.getNumerator()==0&&opt==‘÷‘)
  		        		opt = ‘+‘;
  	        		if(!expBean1.getFraction().greater(f2)&&opt==‘-‘) {
  	        			expBean.setExpression("" + f2 + opt + "(" + expBean1 + ")");
  		        		expBean.setFraction(FractionUtil.calculate(f2, expBean1.getFraction(), opt));
  	        		}else {
  	        			expBean.setExpression( "(" + expBean1 + ")" + opt + f2);
  		        		expBean.setFraction(FractionUtil.calculate(expBean1.getFraction(), f2, opt));
  	        		}
  
  	        	}else {
  	        		if(expBean1.getFraction().getNumerator()==0&&opt==‘÷‘)
  	        			opt = ‘+‘;
  	        		if(expBean1.getFraction().greater(f2)&&opt==‘-‘) {
  	        			expBean.setExpression( "(" + expBean1 + ")" + opt + f2);
  		        		expBean.setFraction(FractionUtil.calculate(expBean1.getFraction(), f2, opt));
  	        		}else {
  	            		expBean.setExpression("" + f2 + opt + "(" + expBean1 + ")");
  		        		expBean.setFraction(FractionUtil.calculate(f2, expBean1.getFraction(), opt));
  	        		}
  	
  	        	}
  	        }
  	        return expBean;
  	    }`
  

• 批改答案方法correctAnswer()

  public static void correctAnswer() throws Exception{
          String lineAns;
          String lineExe;
          int test = 1;
          ArrayList<Integer> listCorrect = new ArrayList<>();
          ArrayList<Integer> listWrong = new ArrayList<>();
  
          BufferedReader brExe = new BufferedReader(new FileReader("exercise.txt"));
          BufferedReader brAns = new BufferedReader(new FileReader("answer.txt"));
          //BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("Grade.txt"));
          PrintStream bw = new PrintStream(new FileOutputStream("Grade.txt"));
          while ((lineAns = brAns.readLine()) != null){
              lineAns = lineAns.split(" ")[1];
  
              lineExe = brExe.readLine();
              String [] exerSplit = lineExe.split(":");
              if(exerSplit.length == 3){
                  lineExe = exerSplit[2];
              }
  
              if(lineAns.equals(lineExe)){
                  listCorrect.add(test++);
              }else {
                  listWrong.add(test++);
              }
          }
  
  
          bw.print("Correct:" + listCorrect.size() + "(");
          if(listCorrect.size() == 0){
              bw.print(")");
          }else{
              for(int i = 0; i < listCorrect.size(); i++){
                  bw.print(listCorrect.get(i));
                  if(i == listCorrect.size()-1){
                      bw.print(")");
                  }else {
                      bw.print(",");
                  }
              }
          }
  
  
          bw.println();
          bw.print("Wrong:" + listWrong.size() + "(");
          if(listWrong.size() == 0){
              bw.print(")");
          }else {
              for (int i = 0; i < listWrong.size(); i++) {
                  bw.print(listWrong.get(i));
                  if (i == listWrong.size() - 1) {
                      bw.print(")");
                  } else {
                      bw.print(",");
                  }
              }
          }
  
          bw.close();
          brAns.close();
          brExe.close();
  
      }
  

六.功能测试

• 测试一

  • 

  • exercise.txt

  • answer.txt

  • Grade.txt

• 测试二

  • 

  • exercise.txt

  • answer.txt

  • Grade.txt

• 测试三

  • 

  • exercise.txt

  • answer.txt

  • Grade.txt

• 测试四

  • 

  • exercise.txt

  • answer.txt

  • Grade.txt

七.PSP表格（完成）

八.总结

• 一定要规范。命名规范、分包规范、结构规范。
• 和他人合作一定要及时讨论好，多交流多沟通。
• 熟能生巧。打码少了，知识点就生疏了；生疏了，效率便会很低。

四则运算题目自动生成程序

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原文地址：https://www.cnblogs.com/iamwatershui/p/12609728.html