JAVA实现随机四则运算

Posted 2021-01-10 ygy-2018103005

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　　1.需求分析

（1）通过程序接收参数n，随机产生n道加减乘除练习题；

（2）每个数字在0-100之间，运算符在3-5个之间；

（3）每个练习题至少包含2种运算符；

（4）运算过程中不得出现负数和非整数；

（5）计算练习题，并将正确答案以及学号输出到“result.txt”文件中。

　　2.功能设计

（1）编写主函数；

（2）判断输入参数是否合法；

（3）随机生成练习题；

（4）编写计算练习题方法；

（5）结果写入result.txt文件中。

　　3.设计实现

（1）编写主函数并通过命令行接收参数；

（2）判断传入参数是否合法；

（3）随机选择加减乘除运算符；

（4）根据产生运算符的个数生成一定运算数的运算式；

（5）当随机产生的运算符是“/”时，判断被除数是否能够整除除数；如果不能，随机产生能够被整除的除数；

（6）遍历list集合通过函数计算集合中的每个运算式的结果；

（7）编写写入txt文件函数。

　　4.算法详解

通过javascript的eval函数求解字符串的运算式。

　　5.测试运行

　　6.核心代码

（1）随机产生n个运算式：

if(judge(num)){
            
            char[] operator = new char[]{‘+‘,‘-‘,‘*‘,‘/‘};
            Random random = new Random();
            ArrayList<String> expression = new ArrayList<String>();
            for(int i=0 ; i<num ; i++){
                
                int n = random.nextInt(3) + 3;//3-5个运算符
                int[] number = new int[n+1];
                String ex = new String();
                for(int j=0 ; j<=n ; j++){
                    
                    number[j] = random.nextInt(100) + 1;//4-6个数字
                    
                }
                for(int j=0 ; j<n ; j++){
                    
                    int s = random.nextInt(4);//随机选择某个运算符
                    ex += String.valueOf(number[j]) + String.valueOf(operator[s]);
                    if(s==3){
                        
                        number[j+1] = decide(number[j],number[j+1]);
                        
                    }
                    
                }
                ex += String.valueOf(number[n]);
                expression.add(ex);
                
            }

（2）通过JavaScript的eval函数计算运算式结果

    /**
     * 计算每个等式的结果，并返回运算式
     */
    static ScriptEngine jse = new ScriptEngineManager().getEngineByName("JavaScript");
    private static ArrayList<String> calculate(ArrayList<String> arrayList){
        ArrayList<String> ArithExpress=new ArrayList<String>();
        for(String ax:arrayList){
            try {
                ax=ax+"="+jse.eval(ax);
                System.out.println(ax);
                ArithExpress.add(ax);
            } catch (ScriptException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return ArithExpress;
    }
    
    private static boolean judge(int data){
        if(data>=0){
            int temp=(int)data;
            if(temp==data)
                return true;
            else
                return false;
        }
        else{
            return false;
        }
}

　　7.项目总结

本项目的难点在于随机生成运算式以及计算运算式结果，前者将所生成的运算式放进list中，后者通过JavaScript的eval函数求解字符串的运算式。

　　8.PSP

PSP	任务内容	计划共完成需要的时间(min)	实际完成需要的时间(min)
Planning	计划	10	15
Estimate	需求分析，函数实现	10	15
Development	开发	211	388
Analysis	需求分析	5	23
Design Spec	生成设计文档	10	13
Design Review	设计复审	8	12
Coding Standard	代码规范	8	14
Design	具体设计	30	40
Coding	具体编码	120	246
Code Review	代码复审	20	25
Text	测试	10	15
Reporting	报告	15	21
Test Report	经测试，程序编译正确，结果运行正常，符合需求	5	8
Size Measurement	本次项目主要工作在于编程实现	5	7
Postmortern & Process Improvement Plan	本次项目的计算部分还有很大的改进空间，可以使用调度场算法 将中缀表达式变成后缀表达式，进而计算运算式结果	5	6