20194720自动生成四则运算题第一版报告

1.需求分析

使用C或Java语言完成一个自动生成四则运算试题的程序。软件基本功能如下。

（1）自动生成10道100以内的2个操作数的四则运算算式（+ – * /），要求运算结果也在100以内

（2）剔除重复算式。2 + 3 =和2 + 3 =是重复算式2 + 3 =和3 + 2 =不属于重复算式

（3）题目数量可定制

（4）相关参数可控制

是否包含乘法和除法

操作数数值范围可控（如操作数在100以内还是1000以内）

操作数是否含负数　　　　

（5）生成的运算题存储到外部文件result.txt中

分析：需求之中，可分析出，要求程序在开始出题之前显示提示，提示用户习题的类型，是否包含乘除法，负数，题目数量，数值控制范围等，这些均由用户输入，程序作出判断执行相应功能。同时得到的题目中，将得到的数据存储至文件result.Txt中，完成操作。

2.功能设计

基本功能：程序的基本功能是生成两个操作数的运算公式，其中包含四则运算。同时还有最终答案，并且最终答案控制在一定范围内，超出范围的运算并不符合标准，程序会忽略这个公式。不仅以上这些，还有查重功能，同样是被忽略的结果，但是要注意一点，2+3与3+2并不重复，算作是不同的问题。将符合要求的程序全部按顺序输入到result.txt文档中，才算最终完成目标。

扩展功能：生成的题目中要求更多自由度，正负数，乘除法，操作数范围等，这些都是需要用户输入的条件，程序根据要求执行基本功能，完成用户的需求。

3.设计实现

程序中一共有以下类或方法：

Main类，主方法，程序入口，主要开始执行的位置。
Choose类，一个方法类，被main类调用，负责提示用户输入问题控制范围，并将关键数值传输给全局变量，负责之后其他类方法的使用。
Control类，一个方法类，当choose类运行完成，用户输入了正确且完整的限制数据之后，被choose类调用使用，这也是程序的主要核心方法，读取全局变量的限制条件，执行声称四则运算的放法并显示在显示屏上，最终将获得的结果写入到result.txt文档中。
Checking类，一个方法类，程序需求中，要求获得的四则运算不能重复，这个是要一个判断，如果符合条件，方法会返回一个true值，如果不符合就false值，程序收到返回值之后判断是否跳过这个生成的结果。
Sign类，一个方法类，程序需求中，要求操作数是否为负数的条件，这个方法会根据用户输入的操作数范围为前提条件，随机出现负数或正数。

4.测试运行

程序代码

  1 package jichu;
  2 
  3 import java.io.File;
  4 import java.io.FileOutputStream;
  5 import java.io.IOException;
  6 import java.io.OutputStreamWriter;
  7 import java.util.Scanner;
  8 
  9 public class operationn {
 10 
 11     public static int negative;//负数
 12     public static int multiplication;//乘除
 13     public static int range;//数值范围
 14     public static int questions;//问题数量
 15     
 16     
 17     public static int sign(int x){//随机负数
 18         if (negative==1){
 19             int a=(int)(Math.random()>0.5?1:0);
 20             if (a==0){
 21                 x = 0-x;
 22             }
 23         }
 24         return (x);    
 25     }
 26     
 27     
 28     public static boolean checking(int []numbers1,int[] numbers2,int a,int b){//查重功能
 29         boolean y=false;
 30         for (int j=0;j<numbers1.length;j++){
 31             if (a==numbers1[j]&&b==numbers2[j]) break;
 32             else y=true;
 33         }
 34         return y;
 35     }
 36     
 37     public static void control ()throws IOException{
 38         File f = new File(".//src//result.txt");
 39         FileOutputStream fop = new FileOutputStream(f);
 40         OutputStreamWriter writer = new OutputStreamWriter(fop, "UTF-8");
 41         int k=0,i=0,add=0,sum=0,a,b,zero=0;
 42         if (negative==1) zero = 0-range;
 43         int[] numbers1 = new int[questions+5];
 44         int[] numbers2 = new int[questions+5];
 45         
 46         while (k<questions){
 47             a=sign((int)(1+Math.random()*range));
 48             b=sign((int)(1+Math.random()*range));
 49             i=0;
 50             while (i<2){
 51                 if (multiplication==0){
 52                     add = (int)(Math.random()*2);
 53                 }
 54                 else{
 55                     add = (int)(Math.random()*4);
 56 
 57                 }
 58                 
 59                 i++;
 60             }
 61             sum = 0;
 62             switch (add){
 63             case 0:
 64                 sum=a+b;
 65                 if (sum<=range&&checking(numbers1,numbers2,a,b)&&sum!=0){
 66                 numbers1[k]=a;
 67                 numbers2[k]=b;
 68                 k++;
 69                 System.out.println(a+"+"+b+"="+sum);
 70                 writer.append("第"+k+"题"+a+"+"+b+"="+sum+"\r\n");
 71                 }else break; 
 72             case 1:
 73                 sum=a-b;
 74                 if (sum>zero&&sum<=range&&checking(numbers1,numbers2,a,b)&&sum!=0){
 75                 numbers1[k]=a;
 76                 numbers2[k]=b;
 77                 k++;
 78                 System.out.println(a+"-"+b+"="+sum);
 79                 writer.append("第"+k+"题"+a+"-"+b+"="+sum+"\r\n");
 80                 } 
 81                 else break;
 82             case 2:
 83                 sum=a*b;
 84                 if (sum>zero&&sum<=range&&sum<=100&&checking(numbers1,numbers2,a,b)&&sum!=0){
 85                     
 86                     numbers1[k]=a;
 87                     numbers2[k]=b;
 88                     k++;
 89                     System.out.println(a+"-"+b+"="+sum);
 90                     writer.append("第"+k+"题"+a+"*"+b+"="+sum+"\r\n");
 91                     }
 92                 else break;
 93             case 3:sum=a/b;
 94                 if (sum>zero&&sum<=range&&checking(numbers1,numbers2,a,b)&&sum!=0){
 95                 
 96                 numbers1[k]=a;
 97                 numbers2[k]=b;
 98                 k++;
 99                 System.out.println(a+"/"+b+"="+sum);
100                 writer.append("第"+k+"题"+a+"/"+b+"="+sum+"\r\n");
101                 }
102             else break;
103             }
104             
105             
106             
107         }
108         writer.close();
109         fop.close();
110     }
111     
112     public static void choose () throws IOException{
113         Scanner scan = new Scanner(System.in);
114         System.out.println("是否包含负数：0.否 1.是：");
115         negative = scan.nextInt();
116         System.out.println("是否包含乘除法：0.否 1.是：");
117         multiplication = scan.nextInt();
118         System.out.println("输入操作数数值范围：");
119         range = scan.nextInt();
120         System.out.println("输入问题数量：");
121         questions = scan.nextInt();        
122         if ((negative==0||negative==1)&&(multiplication==0||multiplication==1)&&range>0&&questions>0){
123             control();
124             }
125         else{
126             System.out.println("请重新选择！");
127             choose();
128         }
129     }
130     
131     public static void main(String[] args) throws IOException {
132         choose();
133     }
134 
135 }

执行结果

5.比较特殊的代码

 1 public static void choose () throws IOException{
 2         Scanner scan = new Scanner(System.in);
 3         System.out.println("是否包含负数：0.否 1.是：");
 4         negative = scan.nextInt();
 5         System.out.println("是否包含乘除法：0.否 1.是：");
 6         multiplication = scan.nextInt();
 7         System.out.println("输入操作数数值范围：");
 8         range = scan.nextInt();
 9         System.out.println("输入问题数量：");
10         questions = scan.nextInt();        
11         if ((negative==0||negative==1)&&(multiplication==0||multiplication==1)&&range>0&&questions>0){
12             control();
13             }
14         else{
15             System.out.println("请重新选择！");
16             choose();
17         }
18     }

这里提示用户输入生成题目的限制条件，主要以0和1为主，如果用户没有在相应提示下输入正确的数字，那么程序会提示输入错误，请重新输入，并且重新开始这段程序。

File f = new File(".//src//result.txt");
        FileOutputStream fop = new FileOutputStream(f);
        OutputStreamWriter writer = new OutputStreamWriter(fop, "UTF-8");

文件写入，其中写入文档的均为UTF-8文字标准，可对文件输入中文。

6.总结：

一定要全面分析用户需求，既不能没有实现用户的功能，更不能做出多余的冗余功能。在开始写代码前，要确定代码中执行过程流程图，分析每个过程。最终才是开始写代码的步骤。

7.PSP

PSP2.1	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	50	60
Estimate	估计这个任务需要多少时间，并规划大致工作步骤	30	50
Development	开发	120	500
Analysis	需求分析 (包括学习新技术)	10	8
Design Spec	生成设计文档	10	9
Design Review	设计复审 (和同事审核设计文档)	5	10
Coding Standard	代码规范 (为目前的开发制定合适的规范)	60	70
Design	具体设计	20	22
Coding	具体编码	30	40
Code Review	代码复审	10	8
Test	测试（自我测试，修改代码，提交修改）	10	15
Reporting	报告	30	25
Test Report	测试报告	10	8
Size Measurement	计算工作量	8	5
Postmortem & Process Improvement Plan	事后总结 ,并提出过程改进计划	10	10

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