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项目要求：

实现一个自动生成小学四则运算题目的命令行程序。

1. 使用 -n 参数控制生成题目的个数。（实现）

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。（未实现真分数运算）

3. 生成的题目中计算过程不能产生负数。（实现）

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。（未实现）

5. 每道题目中出现的运算符个数不超过3个。（实现）

6. 程序一次运行生成的题目不能重复，生成的题目存入执行程序的当前目录下的Exercises.txt文件。（实现）

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。（实现）

8. 程序应能支持一万道题目的生成。（实现）

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。（实现）

PSP

PSP2.1	Personal Software Process Stages	预估耗时（分钟）	实际耗时（分钟）
Planning	计划	60	60
· Estimate	· 估计这个任务需要多少时间	30	40
Development	开发	1500	1600
· Analysis	· 需求分析 (包括学习新技术)	300	400
· Design Spec	· 生成设计文档	60	60
· Design Review	· 设计复审 (和同事审核设计文档)	60	60
· Coding Standard	· 代码规范 (为目前的开发制定合适的规范)	30	40
· Design	· 具体设计	90	120
· Coding	· 具体编码	800	1000
· Code Review	· 代码复审	70	70
· Test	· 测试（自我测试，修改代码，提交修改）	90	90
Reporting	报告	130	130
· Test Report	· 测试报告	60	60
· Size Measurement	· 计算工作量	10	20
· Postmortem & Process Improvement Plan	· 事后总结, 并提出过程改进计划	60	60
	合计	1690	2150

解题思路

　　　　一开始对于式子的运算这一部分有点拿不准主意，不知道用生成树方法计算还是逆波兰表达式计算好，最后两人一番考虑后决定用逆波兰表达式解决式子的运算。在生成式子的这一部分采用控制符号位来限定随机生成的式子，含括号的式子采用手动添加的方式，既当运算符为两个和三个时随机挑几个式子手动为其加上括号。至于分数部分的算法至今还未想好如何解决。最后的作答部分用以前做的文件编辑器嵌套进去，省去了许多繁杂的工作，直接在文本编辑器里面作答，识别内容比对得到对错情况。

　　　　

设计实现过程

　　　　首先，将需要控制的变量生成好，然后随机生成1~3个符号位，再随机生成数字，位数为符号位+1，然后将符号和数字放入一个数组表中，再利用逆波兰表达式计算结果。接着用文件输入输出流将式子和答案分别存入test.txt和answer.txt中，作答时将弹出一个文本编辑器，在里面作答完毕后可以统计对错情况并且在底部生成结果。

　　　　

代码说明

主函数：

1 public class MainTest { 2  3     public static void main(String[] args) throws IOException { 4         // TODO 自动生成的方法存根 5         System.out.println("请输入生成题目数：-n"); 6         Scanner input = new Scanner(System.in); 7         int n = input.nextInt(); 8         System.out.println("请输入数值范围：-r"); 9         Scanner in = new Scanner(System.in);10         int r =in.nextInt();11         Random rand = new Random();        12         ArrayList
     
       list = new ArrayList
      
       ();13         ArrayList
       
         answerlist = new ArrayList
        
         ();14         char[] symbol =new char[]{'+','-','*','÷'};15         File test=new File(".\\test.txt");16         test.delete();17         test.createNewFile();18         File answer=new File(".\\answer.txt");19         test.delete();20         test.createNewFile();
        
       
      
     

 

随机生成一条式子：

1 int SymNum = rand.nextInt(3)+1; 2             int[] Num=new int[SymNum+1];  3             String formula=new String(); 4             for(int j=0;j

 

逆波兰表达式计算结果：

1 //逆波兰表达式处理式子运算 2              Stack
     
       savenumber = new Stack
      
       (); // 保存数字 3              Stack
       
         savesymbol = new Stack
        
         (); // 保存操作符 4              int memory = 0; // 保存每一个数字 5              char[] cs = formula.toCharArray(); 6              for (int k1=0;k1
         
           0) {30                             if (savesymbol.isEmpty()) { // 栈为空直接入栈31                                 savesymbol.push(temp);32                             } else {33                                 if (priority(savesymbol.peek())>= priority(temp)) {34                                     int t = calculator(savenumber.pop(), savenumber.pop(), savesymbol.pop());35                                     savenumber.push(t);36                                 }37                                 savesymbol.push(temp);38                             }39                        }40                     }41                 }42                 if (memory!= 0) {43                     savenumber.push(memory);44                 }45                 while (!savesymbol.isEmpty()) {46                     int t = calculator(savenumber.pop(), savenumber.pop(), savesymbol.pop());47                     if(t==10001) {48                         stop=1;49                         break;50                     }51                     savenumber.push(t);52                 }53                 if(!savenumber.isEmpty()&&savenumber.peek()<0) { //负数54                     n=n+1;55                     int len=list.size();56                     list.remove(len-1);57                     continue;58             }59                 else if(stop==1) {60                     n=n+1;61                     int len=list.size();62                     list.remove(len-1);63                     continue;64                 }65                 else if(stop1==1) {66                     n=n+1;67                     int len=list.size();68                     list.remove(len-1);69                     continue;70                 }71                 answerlist.add(savenumber.pop());72                 }
         
        
       
      
     

 

生成test.txt和answer.txt文件：

1 BufferedWriter out=new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(test))); 2                 int Titlenumber=1; 3                 for (String tmp : list) { 4                     out.write(Titlenumber+".  "+tmp+"="); 5                     out.newLine(); 6                     Titlenumber++; 7                 } 8                 out.flush(); 9                 out.close();10                 11                 BufferedWriter answerout=new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(answer)));12                 BufferedReader fis=new BufferedReader(new FileReader(".\\test.txt"));13                 String testtmp;14                 for (int answertmp : answerlist) {15                     testtmp=fis.readLine();16                     answerout.write(testtmp+answertmp);17                     answerout.newLine();18                 }19                 answerout.flush();20                 answerout.close();

 

作答界面实现函数：

1 public class Exercise extends JFrame implements ActionListener{  2        JLabel welcome=new JLabel("Weclome Back!",JLabel.CENTER);  3        JLabel none1=new JLabel("                             ");  4        JLabel none2=new JLabel("                             ");  5        JTextArea write=new JTextArea(60,60);  6        JScrollPane sp=new JScrollPane(write);  7        JButton begin;  8        JButton check;  9        JButton confirm; 10        Color color=new Color(0,0,0); 11    Exercise(){ 12        setTitle("Exercise"); 13        setBounds(0,0,1400,900); 14        Dimension screen=Toolkit.getDefaultToolkit().getScreenSize(); 15        setLocation((screen.width-1400)/2,(screen.height-900)/2); 16        JPanel p=new JPanel(); 17        this.add(p); 18        p.setBackground(Color.DARK_GRAY); 19        p.setLayout(new BorderLayout()); 20        begin=new JButton("开始答题"); 21        check=new JButton("参考答案"); 22        confirm=new JButton("提交"); 23        JPanel p1=new JPanel(); 24        p1.setLayout(new GridLayout(1,3,200,0)); 25        p1.add(begin); 26        p1.add(confirm); 27        p1.add(check); 28        JMenuBar mb=new JMenuBar(); 29        setJMenuBar(mb); 30        JMenu m=new JMenu("开始"); 31        mb.add(m); 32        JMenuItem m1=new JMenuItem("新建"); 33        JMenuItem m2=new JMenuItem("保存"); 34        JMenuItem m3=new JMenuItem("打开"); 35        JMenuItem m4=new JMenuItem("退出"); 36        m.setFont(new Font("幼圆",Font.BOLD,35)); 37        m1.setFont(new Font("幼圆",Font.BOLD,25)); 38        m2.setFont(new Font("幼圆",Font.BOLD,25)); 39        m3.setFont(new Font("幼圆",Font.BOLD,25)); 40        m4.setFont(new Font("幼圆",Font.BOLD,25)); 41        m.add(m1); 42        m.add(m2); 43        m.add(m3); 44        m.add(m4); 45        JMenu help=new JMenu("帮助"); 46        help.setFont(new Font("幼圆",Font.BOLD,35)); 47        mb.add(help); 48        JMenu about=new JMenu("关于"); 49        about.setFont(new Font("幼圆",Font.BOLD,35)); 50        JMenu setting=new JMenu("设置"); 51        setting.setFont(new Font("幼圆",Font.BOLD,35)); 52        JMenuItem m5=new JMenuItem("字体颜色"); 53        JMenuItem m6=new JMenuItem("文本颜色"); 54        m5.setFont(new Font("幼圆",Font.BOLD,25)); 55        m6.setFont(new Font("幼圆",Font.BOLD,25)); 56        setting.add(m5); 57        setting.add(m6); 58        mb.add(about); 59        mb.add(setting); 60        JPopupMenu po=new JPopupMenu(); 61        write.add(po); 62        welcome.setFont(new Font("Script MT Bold",Font.BOLD,50)); 63        welcome.setForeground(Color.WHITE); 64        p.add(welcome,BorderLayout.NORTH); 65        p.add(sp,BorderLayout.CENTER); 66        p.add(none1,BorderLayout.WEST); 67        p.add(none2,BorderLayout.EAST); 68        p.add(p1,BorderLayout.SOUTH); 69        m1.addActionListener(this); 70        m2.addActionListener(this); 71        m3.addActionListener(this); 72        m4.addActionListener(this); 73        m5.addActionListener(this); 74        m6.addActionListener(this); 75        begin.addActionListener(this); 76        check.addActionListener(this); 77        confirm.addActionListener(this); 78        this.setDefaultCloseOperation(JFrame.DISPOSE_ON_CLOSE); 79        this.setVisible(true); 80    } 81    public void actionPerformed(ActionEvent e){ 82        if(e.getActionCommand()=="清空") { 83            write.setText(""); 84        } 85        else if(e.getActionCommand()=="保存") { 86            FileDialog save=new FileDialog(this,"save",FileDialog.SAVE); 87            save.setVisible(true); 88            try { 89            String savefile=save.getDirectory()+save.getFile(); 90            BufferedReader in=new BufferedReader(new StringReader(write.getText())); 91            BufferedWriter fos=new BufferedWriter(new FileWriter(savefile)); 92            String str; 93            while((str=in.readLine())!=null) { 94                fos.write(str); 95                fos.newLine(); 96            } 97            fos.flush(); 98            fos.close(); 99            }catch(IOException ioe) {100                System.out.println("ERROR");101            }102        }103        else if(e.getActionCommand()=="打开") {104            FileDialog open=new FileDialog(this,"open",FileDialog.LOAD);105            open.setVisible(true);106            try {107                String openfile=open.getDirectory()+open.getFile();108                BufferedReader fis=new BufferedReader(new FileReader(openfile));109                String s;110                while((s=fis.readLine())!=null) {111                    write.append(s);112                    write.append("\n");113                }114                fis.close();115            }catch(IOException ioe) {116                System.out.println("ERROR");117            }118        }119        else if(e.getActionCommand()=="退出") {120        dispose();}121        else if(e.getSource()==begin) {
   //答题122            write.setText("");123            write.setFont(new Font("Tekton Pro",Font.BOLD,40));124            try {125                BufferedReader fis=new BufferedReader(new FileReader(".\\test.txt"));126                String s;127                while((s=fis.readLine())!=null) {128                    write.append(s);129                    write.append("\n");130                }131                fis.close();132            }catch(IOException ioe) {133                System.out.println("ERROR");134            }135        }136        else if(e.getSource()==check) { //参考答案137            write.setFont(new Font("Tekton Pro",Font.BOLD,40));138            try {139                BufferedReader fis=new BufferedReader(new FileReader(".\\answer.txt"));140                String s;141                while((s=fis.readLine())!=null) {142                    write.append(s);143                    write.append("\n");144                }145                fis.close();146            }catch(IOException ioe) {147                System.out.println("ERROR");148            }149        }150        else if(e.getSource()==confirm) {
   //提交151            try {152                BufferedReader fis=new BufferedReader(new FileReader(".\\answer.txt"));153                BufferedReader in=new BufferedReader(new StringReader(write.getText()));154                String s;155                String comp;156                int correct=0;157                int wrong=0;158                int col=write.getLineCount()-1;159                int testnum=1;160                int i=0;161                int j=0;162                int[] correctnum=new int[col];163                int[] wrongnum=new int[col];164                while((s=fis.readLine())!=null&&(comp=in.readLine())!=null) {165                    if(s.equals(comp)) {166                        correctnum[i]=testnum;167                        correct++;168                        i++;169                    }170                    else {171                        wrongnum[j]=testnum;172                        wrong++;173                        j++;174                    }175                    testnum++;176                }177                write.append("\n\nCorrect: "+correct);178                write.append(" (");179                for(int k=0;k

 

 

测试运行

运行界面：

 

 

做题界面：

 

 

 

答案界面：

 

 

代码覆盖率：

 

 

项目小结

 　　　　这次结对编程对我们收获很大，一开始做这个项目的时候讨论设计如何实现功能，在经过一番讨论后便很快总结出了设计过程，比一个人研究效率高了很多，其次，在一起打代码时，一个人打一个人看，有什么错的地方很快就能被指正，有些不懂的地方旁边的人也能快速提出意见，彼此互通有无，分享彼此的经验，也为枯燥的打代码时间充实了一些乐趣。最后，大家分工合作，执行效率远远高于独自完成，可能这就是所谓的1+1>2吧，这种方式很值得以后借鉴。