C#窗体->>随机四则运算(计算表达式)
用户需求：
程序能接收用户输入的整数答案，并判断对错
程序结束时，统计出答对、答错的题目数量。
补充说明：0——10的整数是随机生成的
用户可以选择四则运算中的一种
用户可以结束程序的运行，并显示统计结果。
在此基础上，做增量开发。
增量内容: 1）处理用户的错误输入，比如输入字母或符号等，处理除法运算中分母为0的情况，处理结果为负数的情况，保证是小学水平不出现负数，比如不能出现5-8=-3这种情况；
2）用户可以设定倒计时；
3）用户可以设定随机整数的范围和题目数量；
4）用户可以选择哪种计算类型，比如加减乘除，或可选择软件随机生成四则运算中的一种；
5）用户可以选择随机生成的题目中是否带有小括号，比如（2+3）*5，如果是gui程序，添加这个功能可以用复选框实现。
6）保证生成过的题目不再重复出现。
设计思路：
因为是做增量啊，所以呢，我在看了5和6这两个增量之后，第一感觉是有点难度。这次和之前的运算不同的地方是：
对于5）：加了小括号，这就要考虑优先级了，并且不能再用两个文本框来生成两个数字进行运算了。所以我考虑，把两个文本框合成一个文本框，这样的话就让它来存生成的一个式子，最后只对这个式子进行运算就OK了，这不但可以生成两个数的运算表达式，还可以生成三个数的运算表达式，就看你怎么定义出题方法了。当然了，想的是很简单，毕竟生成的是一个式子而并非两个数进行计算那么简单了。所以我继续分析，就对后面的这个式子进行研究啊。首先它是一个字符串表达式，而进行计算的话肯定不能用string类型的来进行计算。所以用队列把表达式里的每一个数取出来，并定义一个栈，让取出的元素放到栈里，这样的话只对栈里元素用逆波兰式进行计算就可以了。
1.对于实现 出题为一个字符串表达式，我用了如下这种方法：
n1 = ran.Next(int.Parse(textBox4.Text), int.Parse(textBox5.Text));
n2 = ran.Next(int.Parse(textBox4.Text), int.Parse(textBox5.Text));
, int.Parse(textBox5.Text));
textBox1.Text += "(";
) textBox1.Text += "(" + n1 + "）";
else textBox1.Text += n1;
, ) == ) textBox1.Text += "+";
else textBox1.Text += "-";
) textBox1.Text += "(" + n2 + ")";
else textBox1.Text += n2 + ")";
, ) == ) textBox1.Text += "*"+n3;
else textBox1.Text += "/" + n3;
break;
2.对于让它连续出一种运算的表达式，根据最小取值范围的字符长度，也就是截取第一个运算数后面的运算符来进行判断。如下：
) == "+")
{
RandomNumjia();
}
3.在准备工作做好之后就是进行计算了：
代码实现：
Form1.cs
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Windows.Forms;
namespace _Random
{
public partial class Form1 : Form
{
public Form1()
{
InitializeComponent();
}
;
;
;
;
private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
label2.Text = t.ToString();
timer1.Enabled = true;
timer1.Interval = ;
timer1.Start();
}
private void RDN()
{
Random ran=new Random();
int n1,n2;
if (textBox4.Text==""&&textBox5.Text=="")
{
MessageBox.Show("请输入取值范围!");
return;
}
if (checkBox1.Checked == true)
;
; i < int.Parse(textBox6.Text); i++)
{
textBox1.Clear();
switch (select)
{
:
{
n1 = ran.Next(int.Parse(textBox4.Text), int.Parse(textBox5.Text));
n2 = ran.Next(int.Parse(textBox4.Text), int.Parse(textBox5.Text));
, int.Parse(textBox5.Text));
textBox1.Text += "(";
) textBox1.Text += "(" + n1 + "）";
else textBox1.Text += n1;
, ) == ) textBox1.Text += "+";
else textBox1.Text += "-";
) textBox1.Text += "(" + n2 + ")";
else textBox1.Text += n2 + ")";
, ) == ) textBox1.Text += "*"+n3;
else textBox1.Text += "/" + n3;
break;
}
}
textBox3.Text = "";
}
}
private void RandomNumjia()
{
textBox1.Clear();
textBox3.Clear();
if (textBox4.Text == "" && textBox5.Text == "")
{
MessageBox.Show("请输入取值范围!");
return;
}
Random ran = new Random();
int n1 = ran.Next(int.Parse(textBox4.Text), int.Parse(textBox5.Text));
int n2 = ran.Next(int.Parse(textBox4.Text), int.Parse(textBox5.Text));
) textBox1.Text += "(" + n1 + ")";
else textBox1.Text += n1;
textBox1.Text += "+";
) textBox1.Text += "(" + n2 + ")";
else textBox1.Text += n2;
}
private void RandomNumjian()
{
textBox1.Clear();
textBox3.Clear();
if (textBox4.Text == "" && textBox5.Text == "")
{
MessageBox.Show("请输入取值范围!");
return;
}
Random ran = new Random();
int n1 = ran.Next(int.Parse(textBox4.Text), int.Parse(textBox5.Text));
int n2 = ran.Next(int.Parse(textBox4.Text), int.Parse(textBox5.Text));
) textBox1.Text += "(" + n1 + ")";
else textBox1.Text += n1;
textBox1.Text += "-";
) textBox1.Text += "(" + n2 + ")";
else textBox1.Text += n2;
}
private void RandomNumcheng()
{
textBox1.Clear();
textBox3.Clear();
if (textBox4.Text == "" && textBox5.Text == "")
{
MessageBox.Show("请输入取值范围!");
return;
}
Random ran = new Random();
int n1 = ran.Next(int.Parse(textBox4.Text), int.Parse(textBox5.Text));
int n2 = ran.Next(int.Parse(textBox4.Text), int.Parse(textBox5.Text));
) textBox1.Text += "(" + n1 + ")";
else textBox1.Text += n1;
textBox1.Text += "*";
) textBox1.Text += "(" + n2 + ")";
else textBox1.Text += n2;
}
private void RandomNumchu()
{
textBox1.Clear();
textBox3.Clear();
if (textBox4.Text == "" && textBox5.Text == "")
{
MessageBox.Show("请输入取值范围!");
return;
}
Random ran = new Random();
int n1 = ran.Next(int.Parse(textBox4.Text), int.Parse(textBox5.Text));
int n2 = ran.Next(int.Parse(textBox4.Text), int.Parse(textBox5.Text));
) textBox1.Text += "(" + n1 + ")";
else textBox1.Text += n1;
textBox1.Text += "/";
) textBox1.Text += "(" + n2 + ")";
else textBox1.Text += n2;
}
private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e)
{
)
{
timer1.Enabled = false;
textBox3.Enabled = false;
MessageBox.Show("时间到！");
textBox3.Enabled = false;
Form2 frm2 = new Form2();
frm2.ShowDialog();
}
t = t - ;
label2.Text = t.ToString();
}
private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
{
timer1.Stop();
Form2 frm2 = new Form2();
frm2.ShowDialog();
}
private void button3_Click(object sender, EventArgs e)
{
RandomNumjia();
}
private void button4_Click(object sender, EventArgs e)
{
RandomNumjian();
}
private void button5_Click(object sender, EventArgs e)
{
RandomNumcheng();
}
private void button6_Click(object sender, EventArgs e)
{
RandomNumchu();
}
private void button7_Click(object sender, EventArgs e)
{
if (textBox4.Text == "" && textBox5.Text == "")
{
MessageBox.Show("请输入取值范围!");
return;
}
else
{
; i < int.Parse(textBox6.Text);i++)
{
RDN();
}
}
}
private void textBox3_KeyDown(object sender, KeyEventArgs e)
{
string result = textBox1.Text;
if (Count == int.Parse(textBox6.Text))
{
Form2 frm2 = new Form2();
frm2.ShowDialog();
}
if (e.KeyCode == Keys.Enter)
{
if (textBox3.Text == Calucate(result).ToString()) //直接调用Calucate这个方法计算result的值并与输入的值进行比较
{
right++;
Count++;
MessageBox.Show("回答正确！");
}
else
{
MessageBox.Show("答题错误！");
Count++;
string s = textBox1.Text;
) == "+")
{
RandomNumjia();
}
) == "-")
{
RandomNumjian();
}
) == "*")
{
RandomNumcheng();
}
) == "/")
{
RandomNumchu();
}
)
{
RDN();
}
}
string m = textBox1.Text;
) == "+")
{
RandomNumjia();
}
, ) == "-")
{
RandomNumjian();
}
, ) == "*")
{
RandomNumcheng();
}
, ) == "/")
{
RandomNumchu();
}
)
{
RDN();
}
}
}
const string operators = "+-*/"; //运算符
static Dictionary<char, int> priorities = null; //优先级
static void Calculator() //添加了四种运算符以及四种运算符的优先级
{
priorities = new Dictionary<char, int>();
priorities.Add();
priorities.Add();
priorities.Add();
priorities.Add();
priorities.Add();
}
static int Compute(int leftNum, int rightNum, char op) //这是一种方法，用来计算左右两个数的静态方法！
{
switch (op)
{
case '+': return leftNum + rightNum;
case '-': return leftNum - rightNum;
case '*': return leftNum * rightNum;
case '/': return leftNum / rightNum;
;
}
}
static bool IsOperator(char op) //每次判断这个字符是否是运算符？
{
;
}
static bool IsAssoc(char op) //返回一个关联符号
{
return op == '+' || op == '-' || op == '*' || op == '/';
}
static Queue<object> QueueSort (string expression) // 队列排序
{
Queue<object> result = new Queue<object>();
Stack<char> operatorStack = new Stack<char>(); //运算符栈
operatorStack.Push('#');
char top, cur, tempChar; //top栈顶，current最近的；
string tempNum;
, j; i < expression.Length; ) //取出表达式
{
cur = expression[i++]; //取出表达式的每个字符赋给cur
top = operatorStack.Peek(); //栈顶元素赋给top此时为"#"
if (cur == '(') //将左括号压栈,此时栈顶元素为"("
{
operatorStack.Push(cur);
}
else
{
if (IsOperator(cur)) //如果是运算符的话
{
while (IsOperator(top) && ((IsAssoc(cur) && priorities[cur] <= priorities[top])) || (!IsAssoc(cur) && priorities[cur] < priorities[top]))
{
result.Enqueue(operatorStack.Pop()); //如果元素为运算符并且优先级小于栈顶元素优先级，出栈
top = operatorStack.Peek(); //继续把栈顶元素赋给top
}
operatorStack.Push(cur); //把数字压栈
}
else if (cur == ')') //将右括号添加到结尾
{
&& (tempChar = operatorStack.Pop()) != '(')
{
result.Enqueue(tempChar);
}
}
else
{
tempNum = "" + cur;
j = i;
')))
{
tempNum += expression[j++];
}
i = j;
result.Enqueue(tempNum);
}
}
}
)
{
cur = operatorStack.Pop();
if (cur == '#') continue;
)
{
top = operatorStack.Peek();
}
result.Enqueue(cur);
}
return result;
}
static int Calucate(string expression)
{
try
{
var rpn = QueueSort(expression); //rpn逆波兰表达式reverse polish notation
Stack<int> operandStack = new Stack<int>();
int left, right;
object cur;
)
{
cur = rpn.Dequeue(); //出列
if (cur is char) //如果cur为字符的话
{
right = operandStack.Pop(); //右边的数字出栈
left = operandStack.Pop(); //左边的数字出栈
operandStack.Push(Compute(left, right, (char)cur)); //此时调用compute方法
}
else
{
operandStack.Push(int.Parse(cur.ToString())); //是数字就压栈
}
}
return operandStack.Pop();
}
catch
{
throw new Exception("表达式格式不正确！");
}
}
}
}
代码编写过程：
Form2.cs
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Windows.Forms;
namespace _Random
{
public partial class Form2 : Form
{
public Form2()
{
InitializeComponent();
}
private void Form2_Load(object sender, EventArgs e)
{
textBox1.Text = Form1.Count.ToString();
textBox2.Text = Form1.right.ToString();
textBox3.Text = (Form1.Count - Form1.right).ToString();
}
}
}
运行过程：
答题的时候给出取值范围，和预想答题数目，然后点击随机，这时程序就会生成一个式子。
当我在输入答案并回车的时候会对生成的式子进行计算，并与输入的答案进行比较。
当时间用完，或者点击结束运算的时候，会弹出测试结果并提示时间到。
PSP耗时分析：
结对编程总结：
说明：我们一起做了1个增量
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