JAVA實現隨機四則運算

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　　1.需求分析

（1）通過程序接收參數n，隨機產生n道加減乘除練習題；

（2）每個數字在0-100之間，運算符在3-5個之間；

（3）每個練習題至少包含2種運算符；

（4）運算過程中不得出現負數和非整數；

（5）計算練習題，並將正確答案以及學號輸出到“result.txt”文件中。

　　2.功能設計

（1）編寫主函數；

（2）判斷輸入參數是否合法；

（3）隨機生成練習題；

（4）編寫計算練習題方法；

（5）結果寫入result.txt文件中。

　　3.設計實現

（1）編寫主函數並通過命令行接收參數；

（2）判斷傳入參數是否合法；

（3）隨機選擇加減乘除運算符；

（4）根據產生運算符的個數生成一定運算數的運算式；

（5）當隨機產生的運算符是“/”時，判斷被除數是否能夠整除除數；如果不能，隨機產生能夠被整除的除數；

（6）遍歷list集合通過函數計算集合中的每個運算式的結果；

（7）編寫寫入txt文件函數。

　　4.算法詳解

通過JavaScript的eval函數求解字符串的運算式。

　　5.測試運行

　　6.核心代碼

（1）隨機產生n個運算式：

if(judge(num)){
            
            char[] operator = new char[]{'+','-','*','/'};
            Random random = new Random();
            ArrayList<String> expression = new ArrayList<String>();
            for(int i=0 ; i<num ; i++){
                
                int n = random.nextInt(3) + 3;//3-5個運算符
                int[] number = new int[n+1];
                String ex = new String();
                for(int j=0 ; j<=n ; j++){
                    
                    number[j] = random.nextInt(100) + 1;//4-6個數字
                    
                }
                for(int j=0 ; j<n ; j++){
                    
                    int s = random.nextInt(4);//隨機選擇某個運算符
                    ex += String.valueOf(number[j]) + String.valueOf(operator[s]);
                    if(s==3){
                        
                        number[j+1] = decide(number[j],number[j+1]);
                        
                    }
                    
                }
                ex += String.valueOf(number[n]);
                expression.add(ex);
                
            }

（2）通過JavaScript的eval函數計算運算式結果

    /**
     * 計算每個等式的結果，並返回運算式
     */
    static ScriptEngine jse = new ScriptEngineManager().getEngineByName("JavaScript");
    private static ArrayList<String> calculate(ArrayList<String> arrayList){
        ArrayList<String> ArithExpress=new ArrayList<String>();
        for(String ax:arrayList){
            try {
                ax=ax+"="+jse.eval(ax);
                System.out.println(ax);
                ArithExpress.add(ax);
            } catch (ScriptException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return ArithExpress;
    }
    
    private static boolean judge(int data){
        if(data>=0){
            int temp=(int)data;
            if(temp==data)
                return true;
            else
                return false;
        }
        else{
            return false;
        }
}

　　7.項目總結

本項目的難點在於隨機生成運算式以及計算運算式結果，前者將所生成的運算式放進list中，后者通過JavaScript的eval函數求解字符串的運算式。

　　8.PSP

PSP	任務內容	計划共完成需要的時間(min)	實際完成需要的時間(min)
Planning	計划	10	15
Estimate	需求分析，函數實現	10	15
Development	開發	211	388
Analysis	需求分析	5	23
Design Spec	生成設計文檔	10	13
Design Review	設計復審	8	12
Coding Standard	代碼規范	8	14
Design	具體設計	30	40
Coding	具體編碼	120	246
Code Review	代碼復審	20	25
Text	測試	10	15
Reporting	報告	15	21
Test Report	經測試，程序編譯正確，結果運行正常，符合需求	5	8
Size Measurement	本次項目主要工作在於編程實現	5	7
Postmortern & Process Improvement Plan	本次項目的計算部分還有很大的改進空間，可以使用調度場算法 將中綴表達式變成后綴表達式，進而計算運算式結果	5	6