四则运算1

一、设计思想：

1.通过Java可视化界面实现对是否有乘除法、是否有负数、是否支持分数以及取值范围等条件的选择。

2.将选择后的真值调用到生成题目的函数中。

3.生成题目的函数中，每个限制条件的子函数通过if语句判断真值，确定是否进入此子函数。

4.子函数的实现：

取值范围：分别为生成随机数的上限和下限。

是否有负数：通过生成随机数的奇偶性来判断是否为负数。

是否有乘除法：若有，则生成随机数对4取余。否则，对2取余。

（注：取余后的值为1、2、3、4分别代表加减乘除）

是否有分数：对分子分母分别去随机值。

（注：若令分数的值在取值范围内，则分子或分母的值可能过大，极难计算。所以，此处将分子和分母的值控制在取值范围内）

注：打印方式没有函数实现。

5.打印题目。

注：用string的二维数组进行记录每个题目的两个值和运算符号。每个题目与它之前记录的所有题目进行比较，如果两个值和运算符号都相同，则题目重出。

     点击“生成题目”按钮进行题目打印。如果未输入或未以数字输入取值范围和打印数量、输入的取值下限大于等于上限或者输入的范围小于0，则提示重新输入。

二、源代码

package 四则运算;

import java.awt.Font;
import java.awt.Container;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;

import javax.swing.ButtonGroup;
import javax.swing.JComboBox;
import javax.swing.JLabel;
import javax.swing.JButton;
import javax.swing.JOptionPane;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JRadioButton;
import javax.swing.JScrollPane;
import javax.swing.JTextArea;
import javax.swing.JTextField;

public class Main extends JFrame{
    /**
     * 
     */
    private static final long serialVersionUID = 3243154827578985972L;

    public Main(){
        super("四则运算题目生成器");
        setResizable(false);
        setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        setBounds(100,100,500,400);
        setVisible(true);
        setLayout(null);
        DrawMenu();
        Update();
    }
    // 申请控件变量
    JLabel cc_Label = new JLabel("是否有乘除法:");
    ButtonGroup bg1 = new ButtonGroup();
    JRadioButton cc_RB_Yes = new JRadioButton("有");
    JRadioButton cc_RB_No = new JRadioButton("无");
    
    JLabel fu_Label = new JLabel("是否有负数:");
    ButtonGroup bg2 = new ButtonGroup();
    JRadioButton fu_RB_Yes = new JRadioButton("有");
    JRadioButton fu_RB_No = new JRadioButton("无");
    
    JLabel fen_Label = new JLabel("是否有分数:");
    ButtonGroup bg3 = new ButtonGroup();
    JRadioButton fen_RB_Yes = new JRadioButton("有");
    JRadioButton fen_RB_No = new JRadioButton("无");
    
    JLabel sz_Label = new JLabel("数值范围:");
    JTextField tf1 = new JTextField("0");
    JLabel xx = new JLabel("~");
    JTextField tf2 = new JTextField("100");
    
    JLabel num_JLabel = new JLabel("打印数量：");
    JTextField num_tf = new JTextField("10");
    JLabel plan_JLabel = new JLabel("打印方式");
    public String[] plan_choice = {"1","2","3"}; 
    JComboBox plan_cb = new JComboBox(plan_choice);
    ;
    Container con = getContentPane();
    JButton ok_button = new JButton("生成题目");
    
    // 出题区域
    JTextArea question_area = new JTextArea();
    JScrollPane sp = new JScrollPane();

    // 申请数值变量
    public int num_s = 0,num_b = 0,num_print = 0; // 数值范围和打印数量
    public int leftNumber = 0,rightNumber = 0; // 生成题目左右的两个数
    public boolean cc_flag = false,fu_flag = false,fen_flag = false; // 对于条件的判断
    public int flag = 0; // 用来随机计算运用+ - × ÷
    public String qt[][] = new String[10000][3];
    public String leftNumber_string = "",rightNumber_string = "",sign_string = "";  // 将生成题目的数转换为String类型
    
    // 更新数值范围和打印数量
    public void Update(){
        num_s = Integer.parseInt(tf1.getText());
        num_b = Integer.parseInt(tf2.getText());
        num_print = Integer.parseInt(num_tf.getText());
        cc_flag = cc_RB_Yes.isSelected();
        fu_flag = fu_RB_Yes.isSelected();
        fen_flag = fen_RB_Yes.isSelected();
    }
    
    public void DrawMenu(){                
        
        // 添加是否有乘除法内容
        cc_Label.setBounds(10, 10, 100, 20);
        cc_RB_Yes.setBounds(100, 10, 40, 20);
        cc_RB_No.setSelected(true);
        cc_RB_No.setBounds(140,10,40,20);
        bg1.add(cc_RB_No);
        bg1.add(cc_RB_Yes);
        con.add(cc_Label);
        con.add(cc_RB_No);
        con.add(cc_RB_Yes);
        
        // 添加是否有负数法内容
        fu_Label.setBounds(10, 50, 100, 20);
        fu_RB_Yes.setBounds(100, 50, 40, 20);
        fu_RB_No.setSelected(true);
        fu_RB_No.setBounds(140,50,40,20);
        bg2.add(fu_RB_No);
        bg2.add(fu_RB_Yes);
        con.add(fu_Label);
        con.add(fu_RB_No);
        con.add(fu_RB_Yes);
        
        // 是否支持分数内容
        fen_Label.setBounds(10, 90, 100, 20);
        fen_RB_Yes.setBounds(100, 90, 40, 20);
        fen_RB_No.setSelected(true);
        fen_RB_No.setBounds(140,90,40,20);
        bg3.add(fen_RB_No);
        bg3.add(fen_RB_Yes);
        con.add(fen_Label);
        con.add(fen_RB_No);
        con.add(fen_RB_Yes);
        
        // 数值范围
        sz_Label.setBounds(10, 130, 100, 20);
        con.add(sz_Label);
        tf1.setBounds(100, 130, 30, 20);
        con.add(tf1);
        xx.setBounds(140, 130, 20, 20);
        con.add(xx);
        tf2.setBounds(160, 130, 30, 20);
        con.add(tf2);
        
        // 打印数量
        num_JLabel.setBounds(10, 170, 100, 20);
        con.add(num_JLabel);
        num_tf.setBounds(100, 170, 30, 20);
        con.add(num_tf);
        
        // 打印方式
        plan_JLabel.setBounds(10, 210, 100, 20);
        plan_cb.setBounds(100,210,100,20);
        con.add(plan_JLabel);
        con.add(plan_cb);
        
        // 生成题目
        ok_button.setBounds(10, 280, 100, 30);
        ok_button.addActionListener(new ok_click());
        con.add(ok_button);
        
        // 出题区域
        question_area.setEditable(false);
        question_area.setLineWrap(true);
        sp.setViewportView(question_area);
        sp.setBounds(220, 10, 250, 350);
        // 设置显示字体
        Font font=new Font("宋体",Font.PLAIN,18);
        question_area.setFont(font);
        con.add(sp);
    }
    
    public void Output(){
        int f0 = 0,f1 = 0;  // 判断两个值是否是负数
        for(int i = 1;i <= num_print;i++){
            leftNumber_string = "";
            rightNumber_string = "";
            
            leftNumber = num_s + (int)(Math.random() * (num_b + 1 - num_s));
            rightNumber = num_s + (int)(Math.random()*(num_b + 1 - num_s));
            
            if(fu_flag){  // 如果支持负数,随机生成原来数的负数
                f0 = (int)(Math.random()*5);
                if(f0 % 2 == 0 && leftNumber != 0)
                    leftNumber_string = "(-";
                f1 = (int)(Math.random()*5);
                if(f1 % 2 == 0 && rightNumber != 0)
                    rightNumber_string = "(-";
            }
                    
            flag = (int)(Math.random()*100);
            if(cc_flag)  // 如果支持乘除法            
                flag = flag % 4; // 当flag = 0,1,2,3时，分别进行+,-,×,÷
            else
                flag = flag % 2;
            
            switch(flag){
            case 0: sign_string = "+";break;
            case 1: sign_string = "-";break;
            case 2: sign_string = "×";break;
            case 3: sign_string = "÷";break;
            }            
            
            if(fen_flag){ // 如果支持分数(注：分数的分子和分母均在取值范围之内)
                int leftNumber_up = 0,leftNumber_down = 0,rightNumber_up = 0,rightNumber_down = 0;
                do{
                    leftNumber_up = num_s + (int)(Math.random()*(num_b + 1 - num_s));
                    leftNumber_down = num_s + (int)(Math.random()*(num_b  + 1- num_s));
                    rightNumber_up = num_s + (int)(Math.random()*(num_b + 1 - num_s));
                    rightNumber_down = num_s + (int)(Math.random()*(num_b + 1 - num_s));
                }while( leftNumber_down == 0 || rightNumber_down == 0 /* || leftNumber_up / leftNumber_down > num_b ||
                        leftNumber_up / leftNumber_down < num_s || rightNumber_up / rightNumber_down > num_b ||
                        rightNumber_up / rightNumber_down < num_s */);            
                                            
                // 分数约分
                int temp_min_left = Math.min(leftNumber_up,leftNumber_down);
                int temp_min_right= Math.min(rightNumber_up,rightNumber_down);
                
                for(int k = temp_min_left;k >= 2;k--){
                    if(leftNumber_up % k == 0 && leftNumber_down % k == 0){
                        leftNumber_up = leftNumber_up / k;
                        leftNumber_down = leftNumber_down /k;
                        break;
                    }
                }                    
                if(leftNumber_down == 1)
                    leftNumber_string = leftNumber_string + Integer.toString(leftNumber_up);
                else
                    leftNumber_string =  leftNumber_string + Integer.toString(leftNumber_up) + "/" + Integer.toString(leftNumber_down);
                
                for(int l = temp_min_right;l >= 2;l--){
                    if(rightNumber_up % l == 0 && rightNumber_down % l == 0){
                        rightNumber_up = rightNumber_up / l;
                        rightNumber_down = rightNumber_down / l;
                        break;
                    }
                }
                if(rightNumber_down == 1)
                    rightNumber_string = rightNumber_string + Integer.toString(rightNumber_up);
                else
                    rightNumber_string = rightNumber_string + Integer.toString(rightNumber_up) + "/" + Integer.toString(rightNumber_down);
                    
            }
            else{   // 如果不支持分数
                // 将生成的题目记录为String类型
                leftNumber_string = leftNumber_string + Integer.toString(leftNumber);
                rightNumber_string = rightNumber_string + Integer.toString(rightNumber);
            }
            
            // 如果是负数添加括号(注：分数无负数)
            if(f0 % 2 == 0 && fu_flag && leftNumber != 0)
                leftNumber_string = leftNumber_string + ")";
            if(f1 % 2 == 0 && fu_flag && rightNumber != 0)
                rightNumber_string = rightNumber_string + ")";
                
            
            // 判断题目是否有问题
            boolean re = false;
            for(int j = 1;j < i;j++){
                // 判断题目是否重复
                if(leftNumber_string == qt[j][0] && rightNumber_string == qt[j][1] && sign_string == qt[j][2]){
                    re = true;
                }
                // 判断除数是否为0
                if(flag == 3 && rightNumber == 0){
                    re = true;
                }
            }
            if(re){
                i = i - 1;
            }
            else{
                qt[i][0] = leftNumber_string;
                qt[i][1] = rightNumber_string;
                qt[i][2] = sign_string;
            }
            
        }
        
    }
    
    
    public void Print(){
        for(int i = 1;i <= num_print;i++){
            question_area.append(qt[i][0] + "  " + qt[i][2] + "  " + qt[i][1] + "  " +"="); 
            question_area.append("
");
        }

    }
        
    public static void main(String args[]){
        new Main();
    }
    
    class ok_click implements ActionListener{

        @Override
        public void actionPerformed(ActionEvent e) {
            // TODO 自动生成的方法存根
            question_area.setText("");  // 重新出题，进行区域清空
            // 对输入的值是否规范进行判断
            boolean isInt = true;
            for(int i = 0;i < tf1.getText().length();i++)
                if(!Character.isDigit(tf1.getText().charAt(i)))
                    isInt = false;
            for(int i = 0;i < tf2.getText().length();i++)
                if(!Character.isDigit(tf2.getText().charAt(i)))
                    isInt = false;
            for(int i = 0;i < num_tf.getText().length();i++)
                if(!Character.isDigit(num_tf.getText().charAt(i)))
                    isInt = false;
            // 判断值是否不是整型，是否为空值，取值是否超出范围
            if(tf1.getText().equalsIgnoreCase("") || tf2.getText().equalsIgnoreCase("")||
            num_tf.getText().equalsIgnoreCase(""))
                JOptionPane.showMessageDialog(null, "输入不能有空值，请重新输入!");
            else if(isInt == false)
                JOptionPane.showMessageDialog(null, "输入必须为数字，请重新输入!");
            else if(Integer.parseInt(num_tf.getText()) >= 10000)
                JOptionPane.showMessageDialog(null, "打印数量过多,请重新输入!");
            else if(Integer.parseInt(tf1.getText()) >= Integer.parseInt(tf2.getText()))
                JOptionPane.showMessageDialog(null, "取值范围的下限不能大于等于上限，请重新输入!");
            else if(Integer.parseInt(tf1.getText()) < 0 ||     Integer.parseInt(tf2.getText()) < 0)
                JOptionPane.showMessageDialog(null, "取值范围不能为负数，请重新输入!");
            else{
                Update();
                Output();
                Print();
            }
        }
    }
}

三、运行结果

运行界面：

所有条件均满足时，打印界面：

四、时间记录日志

日期	时间	进度	净时
3/18	13:00~14:00	实现初步界面	60
	14:00~15:30	实现初步算法	90
	15:30~17:00	算法完善	90
	19:00~21:00	算法完善与界面优化	120

五、个人总结：
1.做出更加详细的设计思想，尽量不要摸着石头过河。
2.灵活运用一些全局变量。