PSP流程下四则运算升级

PSP流程下四则运算升级

 

一、需求分析

1.输入参数n,随机产生n道加减乘除

2.数字在1-100,运算符3-5个

3.无负数和非整数

4.一个算式最少两种运算符

5.附带学号输出result.txt文件

 

二、功能设计

基本功能:四则运算,随机产生n道算式

扩展功能:能够计算括号

 

三、设计实现

1.项目目录

PSP流程下四则运算升级

我希望通过四个类来实现所有功能

Main为主函数,负责作为输入和运行的入口 dateFile为辅助,用于进行文件创建和读写 random为辅助,用于产生随机的算式 caculate为核心,用于计算随机产生的算式并返回结果 2.整体思路:

1)先生成随机生成一个运算符和两个运算数的算式,进行结果运算,查看是否符号无负数和无小数的要求。在满足要求后,将该算式结果作为下一次生成算式的因子,用连接符再进一步连接,直到组成3-5个运算符的算式(随机生成的工作结束,输出一个字符串)

2)通过逆波兰表达式,对产生的字符串进行解析计算

 

四、算法详情

1.随机生成算式

static String[] symAll = { "+", "-", "*", "÷" };// 设置操作符的集合
static String[] sym = { "+", "*" };// 连接两个简单等式时的操作符
static int flag = 0;// 标记简单等式产生减号或加号的情况,由此确定是否生成括号
   int ifsame=0;//判断符号相同
   int answer=0;//判断为非负
public static String make() {
int x = (int)(Math.random()*101);
       int y = (int)(Math.random()*101);
       int z = (int)(Math.random()*4);
       if(z==1) {
      if(x<y) {
      int temp=x;
      x=y;
      y=temp;
      }
      }
       if(z==3) {
      y = (int) (Math.random() * 20) + 1;
x = (int) (Math.random() * 6) * y;
      }
       String str = x + symAll[z] + y;
if (symAll[z].equals("-") || symAll[z].equals("+")) {// 减号时使flag等于1
flag = 1;

• }
• return str;

 

2.解答算式的算法

首先,将字符串通过substring进行逐个提取,每一个进行检验,从左到右将数字和符号分开

之后,设置两个栈,一个用于放置操作符,一个用于放置结果

Stack<String>symbolStack = new Stack<String>();//放置操作符的栈
Stack<String>numberStack = new Stack<String>();//放置最后结果的栈
Iterator<String>iter = list.iterator();
while(iter.hasNext()) {
String listItem = iter.next();//分开放置
//检测是否为符号
if(isSymbol(listItem)) {
//当检测到),需要一直出栈,直到检测到(,该过程中还需要检测栈空
if(")".equals(listItem)) {
while (!(symbolStack.isEmpty() || "(".equals(symbolStack.peek()))){
numberStack.push(symbolStack.pop());//操作符栈的栈顶元素进入结果栈
}
//当检测到(
if(!symbolStack.isEmpty() && "(".equals(symbolStack.peek())) {
symbolStack.pop();
}else {
throw new Exception("异常");
}
}
//当检测到(,直接入栈
else if("(".equals(listItem)) {
symbolStack.push(listItem);
}
//当遇到除(、)之外的运算符,则对运算符优先级进行比较,高则入栈,反之出栈并进入结果栈
else {
while (!(symbolStack.isEmpty() || "(".equals(symbolStack.peek()))) {
if(compareSymbol(listItem,symbolStack.peek())<1) {
numberStack.push(symbolStack.pop());
}else {
break;
}
}
symbolStack.push(listItem);
}
}
//非操作符,入栈操作
else {
numberStack.push(listItem);
}
}

当检测到)时,则把操作符栈弹出,并且置入最后结果的栈中,直到遇到(停止

当检测到(时,直接进入操作符栈

当检测到其他操作符,与栈顶运算符比较,如果比栈顶等级高,则进入操作符栈

否则操作符栈弹出,并且置入结果栈,再重复以上操作

 

最后,将符号栈中的元素全部置入结果栈中。因为栈是先进后出,所以还需要逆序遍历之后,得到最后的后缀表达式

对后缀表达式求值

private static int finalCalculate(List<String> finalList) {
Stack<Integer> answerStack = new Stack<Integer>();
Iterator<String>iter = finalList.iterator();
int x,y;
while(iter.hasNext()) {
String answerItem = iter.next();
if(isSymbol(answerItem)) {
x = answerStack.pop();
y = answerStack.pop();
answerStack.push(calculate(y,x,answerItem));
// System.out.println(answerStack);
}
else {
answerStack.push(Integer.parseInt(answerItem));
// System.out.println(answerStack);
}
}
// System.out.println(answerStack);
return answerStack.pop();

五、测试运行

PSP流程下四则运算升级

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