20175325 第一周結對編程項目 四則運算

一、需求分析：

• 能根據用戶輸入的數字生成四則運算的題目數量
• 能自動生成規定範圍內的四則運算題目(加、減、乘、除)
• 能夠判斷四則運算的結果是否正確並進行數量統計
• 能多次生成四則運算題目
• 支持多運算符
• 用戶能夠選擇是否開始答題
• 統計題目正確率
• 題目去重
• 多語言支持：簡體中文, 繁體中文, English
• 文件：
• 處理生成題目並輸出到文件
• 完成題目後從文件讀入並判題

二、設計思路：

1. 和之前所學的C語言中的四則運算方法作類比，在JAVA中運用了C語言裏的一些思維。
2. 產生隨機數並且考慮符號的優先級。
3. 為了計算方便，把整數作為分數計算。
4. 根據輸入的兩個參數決定表達式的數量及四則運算的範圍，隨機生成其範圍內的自然數及運算符。
5. 能隨機插入左括號並在相應的位置插入右括號。
6. 根據四則運算規律進行四則運算，能判斷結果是否正確，並輸出正確率。
   三、UML類圖：

四、結果測試：

五、碼雲鏈接：
碼雲鏈接：https://gitee.com/sgm5/text1/commit/fc8bcd8eb49331286e7d1a31d93c3de07b329154
六、實現過程中的關鍵代碼解釋：

• 法則：

1.如果遇到數字，我們就直接將其輸出。
2.如果遇到非數字時，若棧為空或者該符號為左括號或者棧頂元素為括號，直接入棧。
3.如果遇到一個右括號，持續出棧並輸出符號，直到棧頂元素為左括號，然後將左括號出棧（註意，左括號只出棧，不輸出），右括號不入棧。

4.如果遇到運算符號且棧非空，查看棧頂元素， 如果棧頂元素的運算優先級大於或者等於該運算符號，則持續出棧，直到棧頂元素優先級小於該運算符。最後將該元素入棧。
5.如果我們讀到了輸入的末尾，則將棧中所有元素依次彈出。

• 關鍵代碼與註釋：

Random ran = new Random();隨機數方法創建對象
str += random.nextInt(B) % range_num + 1; 產生0-B範內圍隨機數
String signElement = sign[random.nextInt(5)];//產生隨機運算符號"+", "-", "x", "÷", "/" 
 

private Stack<String> numStack = null;// 數字棧：存儲表達式中的數字
private Stack<Character> charStack = null;// 符號棧：存儲表達式中的運算符和括號

//根據輸入的兩個參數決定表達式的數量及數值範圍，隨機生成數值範圍內的自然數及運算符，隨機插入左括號並在相應的位置插入右括號。
import java.util.ArrayList;
import java.util.Random;

public class Create {
    String[] sign = {"+", "-", "x", "÷", "/"};
    int range_num;
    Random random = new Random();

    
    public void setRange_num(int range_num) {
        this.range_num =range_num;
    }

    
    public String create() {
        String str = "";
        int local = random.nextInt(3);
        
        for (int j = 0; j < 3; j++) {
            if (local == 0 && j == 0) {
                str += "(";
            } else if (local == 2 && j == 1) {
                str += "(";
            }
            
            str += random.nextInt(range_num) % range_num + 1;   //產生指定範圍隨機數
            if (local == 0 && j == 1) {
                str += ")";
            }
            if (local == 2 && j == 2) {
                str += ")";
            }
            
            String signElement = sign[random.nextInt(5)];//產生隨機運算符號
            str += signElement;
            if (signElement == "/") {
                str += random.nextInt(range_num) % range_num + 1;
                signElement = sign[random.nextInt(5)];
                while (true) {
                    if (signElement != "/") {
                        str += signElement;
                        break;
                    }
                    signElement = sign[random.nextInt(5)];
                }
            }

        }
        str = str.substring(0, str.length() - 1);
        return str;
    }

    public void belongFraction(String strfraction) {
       //處理分數計算
           String[] fractionlist = null;
        if (strfraction.contains("+")) {
            fractionlist = strfraction.split("\\+");
            CalculateFraction(fractionlist, 0);
        } else if (strfraction.contains("-")) {
            fractionlist = strfraction.split("-");
            CalculateFraction(fractionlist, 1);
        } else if (strfraction.contains("x")) {
            fractionlist = strfraction.split("\\x");
            CalculateFraction(fractionlist, 2);
        } else if (strfraction.contains("÷")) {
            fractionlist = strfraction.split("÷");
            CalculateFraction(fractionlist, 3);
        }

    }

    public void CalculateFraction(String[] strlist, int flag) {
      //分數的四種基本運算
        String[] fraction1 = new String[2];
        String[] fraction2 = new String[2];
        
        if (strlist[0].contains("/"))
            fraction1 = strlist[0].split("/");
        else {
            fraction1[0] = strlist[0];
            fraction1[1] = "1";
        }
        if (strlist[1].contains("/"))
            fraction2 = strlist[1].split("/");
        else {
            fraction2[0] = strlist[1];
            fraction2[1] = "1";
        }

        Fraction fr1 = new Fraction(Integer.parseInt(fraction1[0]), Integer.parseInt(fraction1[1]));
        Fraction fr2 = new Fraction(Integer.parseInt(fraction2[0]), Integer.parseInt(fraction2[1]));
        fr1.print();
        
        switch (flag) {
            case 0:
                fr1.add(fr2).print();
                break;
            case 1:
                fr1.minus(fr2).print();
                break;
            case 2:
                fr1.multiply(fr2).print();
                break;
            case 3:
                fr1.divide(fr2).print();
                break;
        }
    }
}

七、遇到的問題與解決方法：
問題1：如圖所示：

解決方法：我們參考了一些博客（https://www.cnblogs.com/julinhuitianxia/p/6850493.html），添加了JAVA中一些常用的包，類似於C語言中庫的用法，使其可以直接調用類。

八、總結：

這次的題目是四則運算，剛看到題目時，由於之前學了的C語言，能有一個大概的思路，但是JAVA語言與C語言不太一樣，真正編寫代碼時，遇到了一些問題。在參考了老師的博客和從網上查找了一些資料以後，程序的編寫才稍微能進入正軌，但過程中遇到多次無法編譯和運行的情況，如：找不到一些類名和方法調用語句出錯，調用的指針函數為空的情況，我們也參考了一些博客：（https://www.cnblogs.com/julinhuitianxia/p/6850493.html）（https://www.cnblogs.com/fuck1/p/5995857.html）等， 幫助我們解決問題，通過這次結對作業，也加深了我對JAVA學習的印象，也彌補了之前學習中的一些不足。

對隊友的評價：
隊友是室友，兩個人的時間能相互調節，我們互相為對方的領航員和駕駛員，遇到困難和問題的時候，一起查資料，分析如何進行運算，在編寫程序時，兩個人剛開始並不知道如何著手，後來一起摸索學習，討論解決過程中所遇到的種種問題，也感受到了1+1>2的力量，遇到困難時能一起解決，一起編程，是學習上的夥伴，能互相監督。

九、結對照片：

十、PSP：

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