2017-2018-2 1723 『Java程序设计』课程 结对编程练习_四则运算

一.结对对象

• 姓名：侯泽洋
• 学号：20172308
• 担任角色：驾驶员（侯泽洋）
• 伙伴第一周博客地址

二.本周内容

1.程序需求

• (1).自动生成题目

• 可独立使用（能实现自己编写测试类单独生成题目的功能）
  
  可生成不同等级题目，类似于：
  
  1级题目：2 + 5 = 、10 - 5 = 之类的两个数，一个运算符的题目

• (2).题目运算（判题）
  
  可独立使用,实现中缀表达式转为后缀表达式并计算;判断用户答题正误，并输出正确结果

• (3).支持真分数

• 可独立使用,实现分数算式的计算

• (4).扩展需求：题目去重

• 可独立使用,实现对自动生成表达式的去重:如下若生成：2 + 5 = & 5 + 2 = 为同一题目

2.设计分析

• 1.自动生成题目：这里的题目的难度我是采用操作符的个数来定义的，根据操作符再产生操作符加一的数字（这里暂时没有编写真分数的情况），然后使用循环进行产生，然后以字符串形式输出出来。
• 2.题目运算（判题）：
  
  先将生成的表达式转换为后缀表达式：通过写一个方法，如果是操作数则放进栈，如果是操作符则进行判断：加减一级的操作符遇到栈顶操作符为乘除或加减，则输出栈顶操作符，压进加减一级的操作符；乘除一级的操作符遇到栈顶操作符为乘除则栈顶操作符出栈，压进将入栈的操作符，遇到加减一级操作符则直接进栈。
  
  计算后缀表达式：写一个方法：从左向右扫描后缀表达式，遇到操作数进栈，遇到操作符则弹出栈顶的两个元素，将结果计算出来再压进栈，最后栈内剩余一个元素即为最终答案
• 3.支持真分数：暂未完成

3.设计UML类图

4.遇到问题及解决方法

5.代码展示

第一部分：生成题目

import java.util.Stack;
import java.util.Random;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Scanner;

class Questions {
    ArrayList<Object> array = new ArrayList<Object>();
    Random generator = new Random();
    char[] newchar = {'+', '-', '*', '/'};
    protected int number;
    int NUM;

    public Questions() {
        number = 0;
    }

    public Object getQuestion(int num) {
        int num1 = num;

        while (num > 0) {
            int figure = (int) generator.nextInt(9) + 1;
            array.add(figure);
            number = (int) (Math.random() * 4);
            array.add(newchar[number]);
            num--;
        }
        String obj = "";
        while (num < 2 * num1) {
            obj += array.get(num);
            num++;
        }
        int other = (int) generator.nextInt(9) + 1;
        array.add(other);
        obj += other + "=";

        return obj;
    }
}

第二部分：题目运算

//生成后缀表达式

public class Calculations {
    public static void main(String[] args) {
        Questions questions=new Questions();
        Stack stack = new Stack();

        Scanner Scan=new Scanner(System.in);

        char c;
        int count=0,answer;
        char[] operation = new char[100];
        String str = (String) questions.getQuestion(3);

        System.out.println("请回答以下问题：\n"+str);
        System.out.println("请输入你的答案：");
        answer=Scan.nextInt();

        for (int i = 0; i < str.length(); i++) {
            c = str.charAt(i);
            if (c >= '0' && c <= '9') {

                operation[i] = c;
                count++;

               }
            else {

                if (c == '*' || c == '/') {
                    if (stack.empty()) {
                        stack.push((char) c);
                    } else if ((char) stack.peek() == '*' || (char) stack.peek() == '/') {
                        operation[i] = (char) stack.pop();
                        stack.push(c);
                    } else
                        stack.push(c);
                } else if (c == '+' || c == '-') {
                    if (stack.empty()) {
                        stack.push(c);
                    } else if ((char) stack.peek() == '+' || (char) stack.peek() == '-') {
                        operation[i] = (char) stack.pop();
                        stack.push(c);
                    } else {
                        operation[i] = (char) stack.pop();
                        stack.push(c);
                    }

                } else
                    stack.push(c);

            }
        }
        int num = stack.size();
        for (int a = 0; a < num; a++) {
            operation[str.length() + a] = (char) stack.pop();
        }

//后缀表达式计算

Stack<Integer> stack1 = new Stack<Integer>();

    int m, n, sum,num1=str.length()+(str.length()-count);

        for (int b = 0; b <= num1; b++) {
        if (operation[b] >= '0' && operation[b] <= '9')
            stack1.push((int) operation[b]-48);
        else {
            if (operation[b] == '+') {
                m =  stack1.pop();
                n =  stack1.pop();
                sum = n + m;
                stack1.push(sum);
            } else if (operation[b] == '-') {
                m = stack1.pop();
                n = stack1.pop();
                sum = n- m;
                stack1.push(sum);
            } else if (operation[b] == '*') {
                m = stack1.pop();
                n = stack1.pop();
                sum = n * m;
                stack1.push(sum);
            } else if (operation[b] == '/') {
                m =  stack1.pop();
                n =  stack1.pop();
                sum = n / m;
                stack1.push(sum);
            }
            else if (operation[b] == ' ')
                continue;
        }
    }
        if ((int)stack1.peek()==answer)
            System.out.println("恭喜你答对了！");
        else
            System.out.println("很遗憾，答错了！答案是："+stack1.peek());
}
}

三.PSP分析

|PSP2.1 | Personal Software Process Stages | 预估耗时（分钟）| 实际耗时（分钟）|

| -------- | :----------------