结队编程项目——四则运算

一、项目需求

• 自动生成小学四则运算题目(加、减、乘、除)统计正确率
  • 支持整数
  • 支持多运算符（比如生成包含100个运算符的题目）
  • 支持真分数

需求分析：

生成四则运算：需要使用随机数生成，需要创造一个能实现计算功能的类。

支持多运算符：运算符也需要利用随机生成，并且不限个数。

支持真分数：需要用到生成分子、分母的函数，将分数化简等。

统计正确率：需要设置一个计算变量，并需要用一个判断正确的函数。

二、设计思路

首先根据需求分析，进行大体的设计：

生成题目→输入答案→判断正误→下一道题→生成题目→ ......→显示正确率

我和搭档决定一共用四个类，来完成本次项目：1.Main.java   2.栈.java  3.计算.java  4.后缀.java

UML类图：

三、关键代码

压栈\出栈：

第一周我们打算先完成栈和计算的部分，根据老师发的参考网站，我们又自行百度了很多关于栈的学习资料...但由于我们的水平有限，经过一下午的时间，还是未能完全搞懂如何利用栈来进行后缀计算，所以我们向学长请教，在学长的指导下，完成了部分代码。我们的栈主要分为两个部分，一是DataStack，专门用来存储数字，二是CharStack用来存储运算符。以此来完成老师参考资料里的后缀表达式算法。

public class CharStack {
	int n;
	char [] a;
	int top = -1;
	public CharStack(int m) { //定义栈的大小
		this.n=m;
	}
	void getStack() { // 定义栈的大小
		a = new char[n];
	}
	void push(char data) {  //压栈
		a[++top]=data;
	}
	char pop() {//出栈
		return a[top--];
	}

}

public class DataStack { //代码原理同上一个CharStack
	int n;
	Rational [] a;
	int top = -1;
	public DataStack(int m) {
		this.n=m;
	}
	void getStack() {
		a = new Rational[n];
		for(int i=0;i<n;i++) {
			a[i] = new Rational();
		}
	}
	void push(Rational data) {
		top++;
		a[top].numerator=data.numerator;
		a[top].denominator=data.denominator;
	}
	Rational pop() {
		return a[top--];
	}
}

题目运算：

而计算部分我们则采取了全分数计算的方式，整数也作为分母为1的分数。并且还能做到对分数进行约分，我们想的是利用找分子分母最大公约数，然后同除以其约数，完成约分。在将运算共分为四种情况：加减乘除。先利用分子分母有理化，将分母化为一样的，然后再进行基本运算，得到新的分数，再进行约分，得到答案。

public class Rational {
   double numerator = 1 ;   //分子
   double denominator = 1; //分母
   void setNumerator(double a) {  //设置分子
      double c=f(Math.abs(a),denominator);  //计算最大公约数
      numerator = a/c;//约分
      denominator = denominator/c;
      if(numerator<0&&denominator<0) { //分子分母负数情况
          numerator = -numerator;
          denominator = -denominator;
      }
   }
   void setDenominator(double b) {  //设置分母
      double c=f(numerator,Math.abs(b));  //计算最大公约数
      numerator = numerator/c;
      denominator = b/c;
      if(numerator<0&&denominator<0) {
          numerator = -numerator;
          denominator = -denominator;
      }
   }
   double getNumerator() {//返回分子
      return numerator;
   }
   double getDenominator() {
     return denominator;
   }
   double f(double a,double b) { //求a和b的最大公约数
      if(a==0) return 1;
      if(a<b) {
         double c=a;
         a=b;
         b=c;
      }
      double r=a%b;
      while(r!=0) { //辗转相除
         a=b;
         b=r;
         r=a%b;
      }
      return b;
   }
   Rational add(Rational r) {  //加法运算
      double a=r.getNumerator();
      double b=r.getDenominator();
      double newNumerator=numerator*b+denominator*a; //计算出新分子
      double newDenominator=denominator*b;           //计算出新分母
      Rational result=new Rational();
      result.setNumerator(newNumerator);
      result.setDenominator(newDenominator);
      return result;
   }
   Rational sub(Rational r) {  //减法运算
      double a=r.getNumerator();
      double b=r.getDenominator();
      double newNumerator=numerator*b-denominator*a;
      double newDenominator=denominator*b;
      Rational result=new Rational();
      result.setNumerator(newNumerator);
      result.setDenominator(newDenominator);
      return result;
   }
   Rational muti(Rational r) { //乘法运算
      double a=r.getNumerator();
      double b=r.getDenominator();
      double newNumerator=numerator*a;
      double newDenominator=denominator*b;
      Rational result=new Rational();
      result.setNumerator(newNumerator);
      result.setDenominator(newDenominator);
      return result;
   }
   Rational div(Rational r)  { //除法运算
      double a=r.getNumerator();
      double b=r.getDenominator();
      double newNumerator=numerator*b;
      double newDenominator=denominator*a;
      Rational result=new Rational();
      result.setNumerator(newNumerator);
      result.setDenominator(newDenominator);
      return result;
   }
   static boolean judge(Rational a,Rational b) {//判断是否正确
	   if(a.numerator==b.numerator && a.denominator==b.denominator)
		   return true;
	   else
		   return false;
   }
}

四、遇到的困难及解决办法

问题1：不会栈的使用

问题1解决办法：参考网上的博客：《栈详解及Java实现》 https://www.cnblogs.com/fzz9/p/8167546.html，然后对于一些细节不懂的地方再请教学长

问题2：没有分数运算的思路，无从下手

问题2解决办法：参考网上的博客：《Java-分数运算》https://blog.csdn.net/slyslyme/article/details/80032526。

五、对小伙伴鑫浩的评价：

搭档是一个非常有责任心的伙伴，也是一个很热情的人，在我们开发项目之前，他就已经进行了一些关于项目所需函数的了解，并且在设计时他也非常积极，在共同工作时总能给与我很大的帮助。

六、P2P图

原文地址：https://www.cnblogs.com/apollooo/p/10645536.html