基於GUI的四則運算

李志強 201421123028 連永剛 201421123014 林方言 201421123023

coding 地址 https://git.coding.net/lizhiqiang0x01/GUI-sizeyunsuan.git

一、簡述題目要求：

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  1、除了整數之外，還要支持真分數的四則運算，真分數的運算，例如：1/6 + 1/8 = 7/24

  2、運算符為 +, −, ×, ÷

  3、並且要求能處理用戶的輸入，並判斷錯誤，打分統計正確率

  4、要求能處理用戶輸入的真分數，如 1/2, 5/12 等

  5、程序基於GUI 界面

  6、記錄用戶的對錯總數，程序退出再啟動的時候，能把以前的對錯數量保存並在此基礎上增量計算

  7、有計時功能，能顯示用戶開始答題后的消耗時間

  8、界面支持中文簡體/中文繁體/英文，用戶選擇一種

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 二、實現步驟：

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  a、需求分析

           寫一段程序可以生成GUI界面，在GUI 界面上可以進行中文簡體/中文繁體/英文切換，在做題過程中需要計時並顯示用戶答題時間，在用戶輸入答案時，需要對輸入的參數進行過濾，當用戶輸入非法文字，例如：“#，@，我不知道”等會被檢測到，並給予相應的錯誤提示，在用戶結束答題后，需要顯示用戶答題后的各種參數並實現可以查看錯題庫功能。

  b、功能設計

      邏輯結構圖

 

       基本功能  

          計時功能，切換語言功能，兼容獲取分式和整數參數功能，生成真分式題目以及最簡分式功能，運算功能，校驗答案功能。

       擴展功能

          過濾非法字符功能，題目進度功能，生成用戶錯題庫功能

       高級功能

          多級運算功能

  c、設計實現

          為滿足功能需求，下面主要寫了八個函數：

public void add();      //加法運算
public void sub();      //減法運算
public void mul();      //乘法運算
public void div();      //除法運算
public void ran();      //生成題目
public void check();    //校驗答案
public string StringClear(string ai)   //過濾非法字符
public void thread()  //計時功能

  d、代碼說明[source file]

• 生成窗體功能

        private void InitializeComponent()
        {
            this.label1 = new System.Windows.Forms.Label();
            this.label3 = new System.Windows.Forms.Label();
            this.button1 = new System.Windows.Forms.Button();
            this.textBox2 = new System.Windows.Forms.TextBox();
            this.radioButton1 = new System.Windows.Forms.RadioButton();
            this.radioButton2 = new System.Windows.Forms.RadioButton();
            this.radioButton3 = new System.Windows.Forms.RadioButton();
            this.SuspendLayout();
            // 
            // label1
            // 
            this.label1.AutoSize = true;
            this.label1.Location = new System.Drawing.Point(154, 81);
            this.label1.Name = "label1";
            this.label1.Size = new System.Drawing.Size(143, 12);
            this.label1.TabIndex = 0;
            this.label1.Text = "請輸入題目數（滿分100）";
            // 
            // label3
            // 
            this.label3.AutoSize = true;
            this.label3.Location = new System.Drawing.Point(25, 201);
            this.label3.Name = "label3";
            this.label3.Size = new System.Drawing.Size(35, 12);
            this.label3.TabIndex = 2;
            this.label3.Text = "v1.00";
            // 
            // button1
            // 
            this.button1.Location = new System.Drawing.Point(178, 166);
            this.button1.Name = "button1";
            this.button1.Size = new System.Drawing.Size(75, 23);
            this.button1.TabIndex = 3;
            this.button1.Text = "開始做題";
            this.button1.UseVisualStyleBackColor = true;
            this.button1.Click += new System.EventHandler(this.button1_Click);
            // 
            // textBox2
            // 
            this.textBox2.Location = new System.Drawing.Point(165, 118);
            this.textBox2.Name = "textBox2";
            this.textBox2.Size = new System.Drawing.Size(100, 21);
            this.textBox2.TabIndex = 5;
            // 
            // radioButton1
            // 
            this.radioButton1.AutoSize = true;
            this.radioButton1.CheckAlign = System.Drawing.ContentAlignment.TopLeft;
            this.radioButton1.Checked = true;
            this.radioButton1.Location = new System.Drawing.Point(13, 13);
            this.radioButton1.Name = "radioButton1";
            this.radioButton1.Size = new System.Drawing.Size(47, 16);
            this.radioButton1.TabIndex = 6;
            this.radioButton1.TabStop = true;
            this.radioButton1.Text = "中文";
            this.radioButton1.UseVisualStyleBackColor = true;
            this.radioButton1.CheckedChanged += new System.EventHandler(this.radioButton1_CheckedChanged);
            // 
            // radioButton2
            // 
            this.radioButton2.AutoSize = true;
            this.radioButton2.Location = new System.Drawing.Point(13, 36);
            this.radioButton2.Name = "radioButton2";
            this.radioButton2.Size = new System.Drawing.Size(65, 16);
            this.radioButton2.TabIndex = 7;
            this.radioButton2.TabStop = true;
            this.radioButton2.Text = "English";
            this.radioButton2.UseVisualStyleBackColor = true;
            this.radioButton2.CheckedChanged += new System.EventHandler(this.radioButton2_CheckedChanged);
            // 
            // radioButton3
            // 
            this.radioButton3.AutoSize = true;
            this.radioButton3.Location = new System.Drawing.Point(13, 59);
            this.radioButton3.Name = "radioButton3";
            this.radioButton3.Size = new System.Drawing.Size(71, 16);
            this.radioButton3.TabIndex = 8;
            this.radioButton3.Text = "中文繁體";
            this.radioButton3.UseVisualStyleBackColor = true;
            this.radioButton3.CheckedChanged += new System.EventHandler(this.radioButton3_CheckedChanged);
            // 
            // Form1
            // 
            this.AutoScaleDimensions = new System.Drawing.SizeF(6F, 12F);
            this.AutoScaleMode = System.Windows.Forms.AutoScaleMode.Font;
            this.ClientSize = new System.Drawing.Size(443, 255);
            this.Controls.Add(this.radioButton3);
            this.Controls.Add(this.radioButton2);
            this.Controls.Add(this.radioButton1);
            this.Controls.Add(this.textBox2);
            this.Controls.Add(this.button1);
            this.Controls.Add(this.label3);
            this.Controls.Add(this.label1);
            this.Name = "Form1";
            this.Text = "中文";
            this.Load += new System.EventHandler(this.Form1_Load);
            this.ResumeLayout(false);
            this.PerformLayout();

        }

• 計時功能

        public void thread()   //創建線程實現計時功能
        {
            int sec = 0;
            int min = 0;
            int hour = 0;
            
            while (true)
            {
                sec++;
                if (sec >=60)
                {
                    min++;
                    sec =0;
                    if (min >=60)
                    {
                        hour++;
                        min =0;
                    }
                }
                s.label10.Text = hour + ":" + min + ":" + sec;
                Thread.Sleep(1000);
                if (s.next == 1) {
                    break; 
                }
            }

        }

            ThreadStart th = new ThreadStart(thread);
            Console.WriteLine("In Main: Creating the Child thread");
            Thread the = new Thread(th);
            the.Start();

• 切換語言功能

        private void radioButton2_CheckedChanged(object sender, EventArgs e)    //切換成英文
        {
            this.label1.Text = "Please enter the subject number";
            this.button1.Text = "start";
            s.label8.Text = "Time";
            s.label1.Text = "Schedule";
            s.button1.Text = "NEXT";
            this.Text = "English";
            s.Text = "English";
        }


        private void radioButton1_CheckedChanged(object sender, EventArgs e)  //切換成中文簡體
        {
            this.label1.Text = "請輸入題目數（滿分100）";
            this.button1.Text = "開始做題";
            s.label8.Text = "時間";
            s.label1.Text = "題目進度";
            s.button1.Text = "下一題";
            this.Text = "中文";
            s.Text = "中文";
        }

        private void radioButton3_CheckedChanged(object sender, EventArgs e)  //切換成中文繁體
        {
            this.label1.Text = "請輸入題目數（滿分100）";
            this.button1.Text = "開始做題";
            s.label8.Text = "時間";
            s.label1.Text = "題目進度";
            s.button1.Text = "下壹題";
            this.Text = "中文繁體";
            s.Text = "中文繁體";
        }

• 過濾非法字符功能

        public string StringClear(string ai)
        {
            bool temp = bolnum(ai);
            if (temp == true)
            {
                return ai;
            }
            else
            {
                cro = 1;
                if (this.Text == "中文")
                {
                    MessageBox.Show("輸入錯誤，請正確輸入字符！例如：12,1/2");
                }
                else if (this.Text == "English")
                {
                    MessageBox.Show("Input error, please correct input character! For example：12,1/2");
                }
                else
                {
                    MessageBox.Show("輸入錯誤，請正確輸入字符！例如：12,1/2");
                }
                this.textBox1.Text = "";
                return "";
            }
        }

        public bool bolnum(string temp)   //若為非法字符，返回false
        {
            for (int i = 0; i < temp.Length; i++)
            {
                byte tempByte = Convert.ToByte(temp[i]);
                if ((tempByte > 46) && (tempByte < 58))
                    return true;
            }
            return false;
        }

• 生成用戶錯題庫功能

      FileStream f = new FileStream("cuoti.txt", FileMode.Append, FileAccess.Write);
      StreamWriter fi = new StreamWriter(f);
      fs = "你的答案：" + this.label2.Text + this.label4.Text + this.label5.Text + this.label9.Text + ai + "    正確答案：" + au + "      " + "\r\n";
      fi.Write(fs);
      fi.Flush();
      fi.Close();
      f.Close();

• 多級運算功能

        public void select()
        {
            int l1, l2;
            Random ra = new Random();
            int x = ra.Next(0, 4);
            switch (x)                          //產生一級運算
            {
                case 0: add(); break;
                case 1: sub(); break;
                case 2: mul(); break;
                case 3: div(); break;
            }
            int y = ra.Next(0, 5);
            switch (y)                         //產生二級運算
            {
                case 0:
                    if (q6 == 1) this.label12.Text = q5.ToString();
                    else this.label12.Text = q5 + "/" + q6;
                    this.label13.Text = "+";
                    this.label14.Text = "";
                    this.label15.Text = "";
                    l1 = r1;l2=r2;
                    r1 = l1 * q6 + l2 * q5;
                    r2 = l2 * q6;
                    break;
                case 1:
                    if (q6 == 1) this.label12.Text = q5.ToString();
                    else this.label12.Text = q5 + "/" + q6;
                    this.label13.Text = "-";
                    this.label14.Text = "(";
                    this.label15.Text = ")";
                    l1 = r1;l2=r2;
                    r1 = l1 * q5 - l2 * q6;
                    r2 = l2 * q6;
                    break;
                case 2:
                    if (q6 == 1) this.label12.Text = q5.ToString();
                    else this.label12.Text = q5 + "/" + q6;
                    this.label13.Text = "×";
                    this.label14.Text = "(";
                    this.label15.Text = ")";
                    l1 = r1;l2=r2;
                    r1 = l1 * q5;
                    r2 = l2 * q6;
                    break;
                case 3:
                    if (q6 == 1) this.label12.Text = q5.ToString();
                    else this.label12.Text = q5 + "/" + q6;
                    this.label13.Text = "÷";
                    this.label14.Text = "(";
                    this.label15.Text = ")";
                    l1 = r1;l2=r2;
                    this.r1 = this.q5 * l2;
                    this.r2 = this.q6 * l1;
                    break;
                case 4:
                    this.label12.Text = "";
                    this.label13.Text = "";
                    this.label14.Text = "";
                    this.label15.Text = "";
                    break;
            }
        }

• 校驗答案功能

        public void check()
        {
            int w = 1;
            for (int i = 2; i < 100; i++)
            {
                if (r1 % i == 0 && r2 % i == 0)
                {
                    w = i;
                }
            }
            r1 = r1 / w; r2 = r2 / w;
            ai = StringClear(this.textBox1.Text);
            if (cro != 1)
            {
                if (r2 == 1)
                    au = this.r1.ToString();
                if (r2 != 1)
                    au = r1 + "/" + r2;
                if (ai == au)
                {
                    n1++;
                }
                if (ai != au)
                {
                    FileStream f = new FileStream("cuoti.txt", FileMode.Append, FileAccess.Write);
                    StreamWriter fi = new StreamWriter(f);
                    fs = "你的答案：" + this.label2.Text + this.label4.Text + this.label5.Text + this.label9.Text + ai + "    正確答案：" + au + "      " + "\r\n";
                    fi.Write(fs);
                    fi.Flush();
                    fi.Close();
                    f.Close();
                    if (this.Text == "中文")
                    {
                        MessageBox.Show("回答錯誤！正確答案：" + au);
                    }
                    else if (this.Text == "English")
                    {
                        MessageBox.Show("Wrong answer！The correct answer：" + au);
                    }
                    else
                    {
                        MessageBox.Show("回答錯誤！正確答案：" + au);
                    }
                }
            }
        }

 

e、測試運行

1.首頁（中文）及過濾錯誤字符：

2.檢查答案，得出成績報告單：

3.查看錯題及其他語言的部分截圖：

4、多級運算高級功能

GIF過程瀏覽

 

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 三、PSP

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PSP2.1	Personal Software Process Stages	Estimated time（h）	actual time（h）
Planning	計划	1	1.5
· Estimate	估計這個任務需要多少時間	24	40
Development	開發	24	34
· Analysis	需求分析 (包括學習新技術)	1	1.2
· Design Spec	生成設計文檔	7	10
· Design Review	設計復審	0.5	0.5
· Coding Standard	代碼規范	0.5	0.8
· Design	具體設計	1.5	1.5
· Coding	具體編碼	20	30
· Code Review	代碼復審	10	15
· Test	測試（自我測試，修改代碼，提交修改）	1	3
Reporting	報告	20	25
·	測試報告	1	1.5
·	計算工作量	0.5	1
·	並提出過程改進計划	2	4

 

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四、總結

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      先來一片面包：隊友之前作業都是用c++寫的，都對c#比較熟悉，代碼以我的為基礎進行GUI轉換。

      再把肉放上：首先我們設計了一套流程圖，根據流程圖具體分析問題，發現問題，解決問題，問題的解決方法都在博客上做了總結，我們共同編寫生成題目功能，實現動態計時功能，錯題庫功能，語言切換功能，字符過濾功能，對話框的彈出功能，在代碼復審期間我們做了加減乘除運算優化升級和代碼的重構，代碼格式的規范，碰到難點，便和隊友lianyg(連永剛)、Dialect(林方言)探討，共同解決，連永剛同學缺點是做事慢了一點，優點持之以恆，最終找到解決方法，林方言同學缺點是對代碼語法不是太熟悉，不過他確實挺好問，理解能力好。

      然后再來一片面包：經過了兩天的共同奮斗，從剛開始對GUI的一無所知，到將四個GUI窗體靈活調用，最終能實現所有功能，並讓界面最大程度簡潔化，提高界面整潔度。

     由於要用C#做成GUI界面，並且內容新加了其他功能，下面總結一下這次我們所遇到難點

         問題一：如何產生GUI界面

            解決該問提主要是借助於VS2013平台可自動生成窗體控件，然后閱讀自動生成的源碼，從中學習並加以利用。

         問題二：計時功能

            由於要計時功能，使時間在窗體上動態變化，這就意味這要使用線程，從而可以保證主線程可以繼續監聽消息。

         問題三：過濾功能

            在用戶輸入答案，如果輸入非法字符就會被過濾並得到提示，在這里主要是將用戶輸入的值轉化成 char ，然后將其與 ASCII 值進行對比，從而實現此功能。

   We are a team and we work as a team！