201571030130 小学生四则运算练习软件项目报告

Posted 2020-10-27 Opalus

 小学生四则运算练习软件项目报告

  github地址：https://github.com/Opalus-wangs/ws-lib/tree/master

一、需求分析

• 由用户输入参数n。
• 系统随机生成随机产生n道加减乘除练习题。
• 每个数字在 0 和 100 之间，运算数在3个到5个之间。
• 每个练习题至少要包含2种运算符。且所出的练习题在运算过程中不得出现负数与非整数，比如不能出 3/5+2=2.6，2-5+10=7等算式。
• 练习题生成好后，学号与生成的n道练习题及其对应的正确答案输出到文件“result.txt”中，不要输出额外信息，文件目录与程序目录一致。
• 当程序接收的参数为4时，以下为输出文件示例。

                            

二、功能设计

• 实现生成n个可以加减乘除四则运算的式子并能输出正确结果
• 式子中的每一个值都在0~100之间
• 每个式子都含有有3-5个运算数
• 式子的结果不为负，且除法不会出现非整数
• 支持有括号的运算式，包括出题与求解正确答案
• 括号的数量不超过运算符的个数
• 练习题生成好后，将学号与生成的n道练习题及其对应的正确答案输出到文件“result.txt”中

三、功能实现

• 程序模块及功能

                 

• 程序流程图

                         

 

四、运行测试

• Eclipse窗口运行结果：

              

• cmd窗口运行结果：

             

五、核心代码

• 生成运算式（以四个操作数为例）

 1      case 4:
 2                         int a1 = (int)(Math.random()*100)+1;
 3                         int b1 = (int)(Math.random()*100)+1;
 4                         int c1 = (int)(Math.random()*100)+1;
 5                         int d1 = (int)(Math.random()*100)+1;
 6                         int x1 = (int)(Math.random()*symbol.length);
 7                         int y1 = (int)(Math.random()*symbol.length);
 8                         int z1 = (int)(Math.random()*symbol.length);
 9                         int bracket1 = (int)(Math.random()*4);//括号,注意四个式子中括号为2个，此时有3种情况
10                         if(bracket1==0)//0表示没有括号
11                         {
12                             len=String.valueOf(a1)+String.valueOf(symbol[x1])+String.valueOf(b1)+String.valueOf(symbol[y1]
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　+String.valueOf(c1)+String.valueOf(symbol[z1])+String.valueOf(d1)+"= ");
13                         }
14                         else if(bracket1==1)
15                         {
16                             len="("+String.valueOf(a1)+String.valueOf(symbol[x1])+String.valueOf(b1)+")"+String.valueOf(symbol[y1]
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　+"("+String.valueOf(c1)+String.valueOf(symbol[z1])+String.valueOf(d1)+")"+"= ");
17                         }
18                         else if(bracket1==2)
19                         {
20                             len="("+"("+String.valueOf(a1)+String.valueOf(symbol[x1])+String.valueOf(b1)+")"+String.valueOf(symbol[y1]
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　+String.valueOf(c1)+")"+String.valueOf(symbol[z1])+String.valueOf(d1)+"= ");
21                         }
22                         else
23                         {
24                             len=String.valueOf(a1)+String.valueOf(symbol[x1])+"("+String.valueOf(b1)+String.valueOf(symbol[y1]
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　+"("+String.valueOf(c1)+String.valueOf(symbol[z1])+String.valueOf(d1)+")"+")"+"= ");
25                         }
26                         operation cal1 = new operation();
27                         long result1=cal1.caculate(len);
28                         if(result1!=999999)
29                         {
30                             System.out.println(len+result1);
31                             pw.println(len+result1);
32                         }
33 
34                         else
35                             i--;
36                         break;

• 运算过程

 1  while (!comparePri(ch) && !symbolStack.empty()) {
 2                     long b = numberStack.pop(); 
 3                     long a = numberStack.pop();
 4                     long midtemp=0;
 5                     switch ((char) symbolStack.pop()) {
 6                         case \'+\':
 7                             numberStack.push(a + b);
 8                             break;
 9                         case \'-\':
10                             midtemp = a - b;
11                             if(midtemp<0) {   //判断减法结果是否为负数
12                                 midtemp=0;
13                                 exp = false;
14                             }
15                             numberStack.push(midtemp);
16                             break;
17                         case \'*\':
18                             numberStack.push(a * b);
19                             break;
20                         case \'/\':     //判断除法是否合法，且能整除
21                             if(b==0) {
22                                 b=1;
23                                 exp = false;
24                             }
25                             midtemp = a / b;
26                             if(midtemp*b!=a) 
27                                 exp = false;
28                             numberStack.push(midtemp);
29                             break;
30                         default:
31                             break;
32                     }
33                 }
34                 if (ch != \'=\') {
35                     symbolStack.push(new Character(ch)); // 符号入栈
36                     if (ch == \')\') { // 去右括号
37                         symbolStack.pop();
38                         symbolStack.pop();
39                     }
40                 }
41             }
42         }
43         // 返回计算结果
44         if(exp) 
45             return numberStack.pop();
46         else 
47             return 999999;   

 

六、总结

    　第一次看到这个题目的时候给我的感觉是之前做过类似的程序，所以应该不是很困难，但是当我认真分析了题目之后，我发现这个题目和我之前做过的内容都不太一样，要实现所有的功能还是有一定难度的，而且在做的过程中我由于提前没有先好好的分析题目，匆忙动手，有很多细节的问题都没有考虑清楚，在做的过程中就需要大量的返工，而且我第一次尝试写的时候是先做的三位数的运算，当我代码长度写到200多行的时候将三位数运算解决之后，我发现了一个致命的问题，就是这个运算附的优先级和扩展性问题，如果还是按照之前的写法的话，每多一个运算数，代码的长度是指数倍的增长且不具备扩展性，于是我又重新分析了题目，推翻了之前的写法，采取了逆波兰后缀表达式的方法来解决运算式优先级问题，我就发现在一个项目中前期的设计分析是非常重要的，只有做好基础的工作才能在后面的实现中进展顺利，但是我最后的项目在生成运算式的程序中还是有许多的冗余代码，代码不够精炼，也没有实现真分数的运算，在后面我也会对此次项目代码进行完善和补充，希望越来越进步。

七、生成PSP

PSP2.1	任务内容	计划完成的时间(min)	实际完成需要的时间(min)
PLanning	计划	20	25
Estimate	估计这个任务需要多少时间，并规划大致工作步骤	20	25
Developmet	开发	240	510
Analysis	需求分析（包括学习新技术）	20	20
Design Spec	生成设计文档	10	5
Design Revie	设计复审（和同事审核设计文档）	10	5
Coding Standard	代码规范	5	10
Design	具体设计	30	40
Coding	具体编码	140	400
Code Review	代码复审	10	5
Test	测试（自我测试，修改代码，提交修改）	15	25
Reporting	报告	30	55
Test Report	测试报告	20	35
Size Measurement	计算工作量	5	5
Postmortem & Process Improvement Plan	事后总结，并提出过程改机计划	5	15