GitHub：https://github.com/Wamelon/operations
组员：黄锐斌，张正浩
1题目：实现一个自动生成小学四则运算题目的命令行程序。
2说明：
自然数：0, 1, 2, …。
- 真分数：1/2, 1/3, 2/3, 1/4, 1’1/2, …。
- 运算符：+, −, ×, ÷。
- 括号：(, )。
- 等号：=。
- 分隔符：空格（用于四则运算符和等号前后）。
- 算术表达式：
e = n | e1 + e2 | e1 − e2 | e1 × e2 | e1 ÷ e2 | (e),
其中e, e1和e2为表达式，n为自然数或真分数。
- 四则运算题目：e = ，其中e为算术表达式。
3需求：
1. 使用 -n 参数控制生成题目的个数，例如
Myapp.exe -n 10
将生成10个题目。
2. 使用 -r 参数控制题目中数值（自然数、真分数和真分数分母）的范围，例如
Myapp.exe -r 10
将生成10以内（不包括10）的四则运算题目。该参数可以设置为1或其他自然数。该参数必须给定，否则程序报错并给出帮助信息。
3. 生成的题目中计算过程不能产生负数，也就是说算术表达式中如果存在形如e1 − e2的子表达式，那么e1 ≥ e2。
4. 生成的题目中如果存在形如e1 ÷ e2的子表达式，那么其结果应是真分数。
5. 每道题目中出现的运算符个数不超过3个。
6. 程序一次运行生成的题目不能重复，即任何两道题目不能通过有限次交换+和×左右的算术表达式变换为同一道题目。例如，23 + 45 = 和45 + 23 = 是重复的题目，6 × 8 = 和8 × 6 = 也是重复的题目。3+(2+1)和1+2+3这两个题目是重复的，由于+是左结合的，1+2+3等价于(1+2)+3，也就是3+(1+2)，也就是3+(2+1)。但是1+2+3和3+2+1是不重复的两道题，因为1+2+3等价于(1+2)+3，而3+2+1等价于(3+2)+1，它们之间不能通过有限次交换变成同一个题目。
生成的题目存入执行程序的当前目录下的Exercises.txt文件，格式如下：
1. 四则运算题目1
2. 四则运算题目2
……
其中真分数在输入输出时采用如下格式，真分数五分之三表示为3/5，真分数二又八分之三表示为2’3/8。
7. 在生成题目的同时，计算出所有题目的答案，并存入执行程序的当前目录下的Answers.txt文件，格式如下：
1. 答案1
2. 答案2
特别的，真分数的运算如下例所示：1/6 + 1/8 = 7/24。
8. 程序应能支持一万道题目的生成。
9. 程序支持对给定的题目文件和答案文件，判定答案中的对错并进行数量统计，输入参数如下：
Myapp.exe -e <exercisefile>.txt -a <answerfile>.txt
统计结果输出到文件Grade.txt，格式如下：
Correct: 5 (1, 3, 5, 7, 9)
Wrong: 5 (2, 4, 6, 8, 10)
PSP表格
一、需求分析
（1）能够自动生成简单运算的式子，可以定义其的数量和大小。
（2）运算符要包括“+，-，×，÷”，其中还要支持括号和分数的计算。
（3）程序要能够自己生成答案，并保存在文件夹中。
（4）可以计算做对以及做错的题数和题号
二、功能设计
通过控制台生成四则运算，进行查重，将式子写入Exercise.txt中，
计算每道题的结果写入Answer.txt
在zuoda.txt中作答，通过比较，在Grade.txt中生成成绩
三、设计实现
四、关键代码
//主页
public class HomePage { public static void main(String[] args)throws Exception { System.out.print("请输入生成的题目数量:"); String input1 = input(); while (!isInt(input1)) { System.out.println("输入错误，请重新输入！"); input1 = input(); } System.out.print("请输入题目的数值范围:"); String input2 = input(); while (!isInt(input2)) { System.out.println("输入错误，请重新输入！"); input2 = input(); } question ques = new question(); ques.Exam(Integer.parseInt(input1), Integer.parseInt(input2)); System.out.println("出题完毕，请到zuoda.txt作答！"); System.out.println("如需批改请按‘1’，任意键退出"); String input3 = input(); if (input3.equals("1")){ CompareAnswer.compare(); System.out.println("批改已完成，请到Grade.txt查看"); } else System.exit(0);
}
//生成式子
public void Exam(int count,int range) throws Exception { int re=0; String[] strr = new String[count+1]; String[] strr2 = new String[count+1]; String[] repeat =new String[count+1]; FileWriting.fileClear(); String subject; for(int i=0;i<count;i++) { CreateFormula create=new CreateFormula(); subject=create.Creating(range); //去掉多余括号 subject=deleteKuoHao(subject); str=Check.chaChong(subject); strr[i]=str; strr2[i]=subject; int xy=1; for(int h=1;h<i;h++) { if(strr[h].equals(str)) { xy=0; repeat[re]=h+","+strr2[h]+" Repeat "+i+","+subject; re++; break; } } if(xy==0) { i--; continue; } else { String result=Calculate.getResult(subject); FileWriting.writter((i+1)+"："+subject); FileWriting.writter1((i+1)+":"+result); FileWriting.writter2((i+1)+":"); System.out.print("第"+(i+1)+"题,"+subject+"\n"); } }
//生成算式
public class CreateFormula {
private static char[] operate = { '+', '-', '*', '÷' }; public String Creating(int range){ String subject = ""; Random r = new Random(); int operator = r.nextInt(3)+1;//操作符个数 int kuohao=0; boolean flag=true; for(int i=1;i<=operator;i++) { Random rand=new Random(); int temp=rand.nextInt(3)+1; if(temp==1)//决定是否加入左括号 { subject+="("; kuohao++; subject+=this.getNum(range); subject += this.getOperate(); } else if (temp == 2 && flag) {//决定是否加入左括号 flag=false; subject="("+subject; kuohao++; subject+=this.getNum(range); subject += this.getOperate(); }else if(temp==3&& kuohao!=0){//决定是否加入右括号 subject+=this.getNum(range); subject+=")"; kuohao--; subject += this.getOperate(); }else{ subject+=this.getNum(range); subject += this.getOperate(); } } subject+=this.getNum(range); for(int i=kuohao;i>0;i--) { subject=subject+")"; } return subject; }
//计算
public class Calculate { public static String getResult(String s) { String result=Calculate.PRNCal(s); String[] ary = result.split("/"); int a = Integer.parseInt(ary[0].trim()); int b = Integer.parseInt(ary[1].trim()); if (Math.abs(a) < Math.abs(b)) { result = a + "/" + b; } else if (a == b) { result = 1 + ""; } else if (a == -b) { result = -1 + ""; } else { int yu; int da; if (a == 0 || b == 0) { yu = 0; da = 0; } else { yu = a % b; da = a / b; } if (yu == 0) result = da + ""; else result = da + "'" + Math.abs(yu) + "/" + Math.abs(b); } return result; }
//对比答案
public class CompareAnswer { private static String filePath2 = "answer.txt"; private static String filePath3 = "zuoda.txt"; public static void compare() throws Exception { String right = ""; String error = ""; int correct=0; int wrong=0; InputStreamReader reader = new InputStreamReader(new FileInputStream( filePath2), "gbk"); BufferedReader br = new BufferedReader(reader); String s = null; InputStreamReader reader1 = new InputStreamReader(new FileInputStream( filePath3), "gbk"); BufferedReader br1 = new BufferedReader(reader1); String s1 = null; int i = 0; right = ""; error = ""; while (((s = br.readLine()) != null) && (s1 = br1.readLine()) != null) { i++; if (s.trim().equals(s1.trim())) { correct++; right = right + i + ","; } else { wrong++; error = error + i + ","; } } String str1 = "Correct:" + correct; if (right.length() <= 1) str1 = str1 + "(" + ")"; else str1 = str1 + "(" + right.substring(0, right.length() - 1)+ ")"; String str2 = "Wrong:" + wrong; if (error.length() <= 1) str2 = str2 + "(" + ")"; else str2 = str2 + "(" + error.substring(0, error.length() - 1)+ ")"; FileWriting.fileClear(); FileWriting.writter3(str1); FileWriting.writter3(str2); } }
五、测试运行
六、小结
由于平时较少与人合作项目，此次与队友合作花费时间也较长，中间也遇到不少问题，不过遇到问题可以相互讨论，是一个人无法完成的。