四則運算。為了軟體工程實驗中的小學生，我決定搞個四則運算讓他做題

一、運行流程

• 程式分為兩個部分，主程式和四則運算程式，
• 命令列運行方式：

1. javac Main.java 這是第一個程式編譯
2. javac Cal.java這是第二個程式編譯
3. 然后運行，java Main 30// 30為要生成的題目數，你可以換成其他的
   
   

二、程式代碼部分

4. 這是main函式，保存至Main.java檔案夾即可

import java.io.PrintStream;
public class Main{
	public static void main(String[] args){
		int n=Integer.parseInt(args[0]);// 命令列輸入引數	
		if(n<1||n>1000){
		    System.out.println("輸入失敗，請輸入小于1000的正整數！");
		}else{
			System.out.println("輸入成功！");
		try {
			PrintStream ps = new PrintStream("../result.txt");//可以自己添加存放該檔案的路徑，要用/或者\\來區分層級
			System.setOut(ps);
		}catch(Exception e){
			System.out.println("創建result檔案失敗！");
		}
		System.out.println("小學森，就決定是你了");
		Cal.QuesFunc(n);
		}
	}
}

2. 這是四則運算程式，保存至Cal.java即可

import java.util.Random;


public class Cal {
	public static void Integer(){
		String arith1 = null;//運算式
		char[]optCom = {'+','-','*','÷'}; //加減乘除操作集
		Random random = new Random();
		int optIdx = random.nextInt(4);
		int sum1 = 0;//每步運算結果
	    int optNum = random.nextInt(3) + 3; //3-5個運算子
		int a = random.nextInt(100);//隨機生成0-100內的整數a
		int b = random.nextInt(100);//隨機生成0-100內的整數b
		if(optCom[optIdx] == '+')  sum1 = a + b;
        if(optCom[optIdx] == '*')  sum1 = a * b;
        if(optCom[optIdx] == '-'){//若a-b為負數，則重新隨機產生a b
			while(a-b < 0)
			{
				a = random.nextInt(100);
				b = random.nextInt(100);
			}
			sum1 = a - b;
		}
        if(optCom[optIdx] == '÷'){//若a÷b不能整除，則重新隨機產生a b
			if (b == 0)
				b = random.nextInt(100);
			while (a%b != 0) {
				a = random.nextInt(100);
				b = random.nextInt(100);
			}
			sum1 = a/b;
		}
        arith1 = a + "" + optCom[optIdx] + "" + b;//將算式更新
        
        for(int j = 1; j < optNum; j++){//隨機生成余下的運算子
    		int optIdx1 = random.nextInt(4);//隨機生成下一個運算子號
    		int c = random.nextInt(100);//隨機生成0-100內的整數c
    		if(optCom[optIdx1] == '+'){
    			sum1 += c;
    			arith1 = arith1 + "" + optCom[optIdx1] + "" + c;
    		}
    		if(optCom[optIdx1] == '-'){
    			while(sum1-c<0)
    			{
    				c=random.nextInt(100);
    			}
    			sum1 += c;
    			arith1 = arith1 + "" + optCom[optIdx1] + "" + c;
    		}
    		if(optCom[optIdx1] == '*'){//若下一個運算子號為乘號，判斷前后兩個運算子的優先級
    			if(optCom[optIdx] == '+' || optCom[optIdx] == '-')
    			{
    				arith1 = "(" + arith1 + ")" + optCom[optIdx1] + c;
    			}
    			else
    			{
    				arith1 = arith1 + "" + optCom[optIdx1] + "" + c;
    			} 
    		    sum1 = sum1*c;
    		}	
    		if(optCom[optIdx1] == '÷'){//若下一個運算子號為除號，判斷前后兩個運算子的優先級
    			while (c == 0 || sum1%c != 0) {
    				c=random.nextInt(100);
    			}
    			if(optCom[optIdx] == '+' || optCom[optIdx] == '-')
    			{
    				arith1= "(" + arith1 + ")" + optCom[optIdx1] + c;
    			}
    			else
    			{
    				arith1 = arith1 + "" + optCom[optIdx1] + "" + c;
    			} 
    		    sum1 = sum1/c;
    		}	
//    		optIdx = optIdx1;//更新運算子
    	}	
        System.out.println(arith1 + "=" + sum1);//輸出運算式及結果
	}
	public static void Fraction(){
		String arith2 = null;//運算式
		//String sum2 = null;
		char[]optSim = {'+','-'}; //分數加減操作集
		Random random = new Random();
		int mole = 0;
		int deno = 0; //初始化分子分母
		int optNum = random.nextInt(3) + 3; //3-5個運算子
		int mole1 = random.nextInt(20)+1;//隨機生成分子1
		int deno1 = random.nextInt(20)+1;//隨機生成分母1
		if (mole1 != 0 && deno1 != 0) {
			if (mole1 > deno1) {// 如果分子大于分母，也就是不是真分數時，交換分子分母，使其變成真分數
				int temp = mole1;
				mole1 = deno1;
				deno1 = temp;
			}
			if (mole1 == deno1) {// 如果分子剛好等于分母，重新生成分子
				mole1 = random.nextInt(20);
			}
			int gcd1 = gcd(mole1, deno1);// 求分子分母最大公因數，保證分數形式最簡
			deno1 = deno1 / gcd1;// 化簡
			mole1 = mole1 / gcd1;// 化簡
		}
		arith2 = mole1 + "/" + deno1;// 存盤題目
		for (int k = 0; k < optNum; k++) {// 小于運算子數量時不斷產生分數，不斷計算
			int deno2 = random.nextInt(20);// 生成分母
			int mole2 = random.nextInt(20);// 生成分子
			if (mole2 != 0 && deno2 != 0) {
				if (mole2 > deno2) {// 避免不是真分數
					int temp = mole2;
					mole2 = deno2;
					deno2 = temp;

				}
				if (mole2 == deno2) {// 如果分子等于分母，重新生成分子
					mole2 = random.nextInt(20);
				}
				int gcd2 = gcd(mole2, deno2);// 化簡分式，使其最簡
				deno2 = deno2 / gcd2;
				mole2 = mole2 / gcd2;
			}
			int idx = random.nextInt(2);//隨機生成運算子下標
			if (optSim[idx]  == '+') {// 如果是加號，實作分數加法
				if (deno1 == deno2) {// 如果兩個分母相同，直接將分子相加
					mole = mole1 + mole2;
				} else {// 通分，相加
					deno = deno1 * deno2;
					mole = mole1 * deno2 + mole2 * deno1;
				}
				if (mole > deno) {// 如果運算結果不是真分數
					k--;// 計數的u減一，也就是重新生成重新計算
				} else {// 在給定范圍內的話，通分運算結果
					int gcd = gcd(mole, deno);
					deno = deno / gcd;
					mole = mole / gcd;
					arith2 = arith2 + optSim[idx] + mole2 + "/" + deno2;
					deno1 = deno;// 儲存通分結果
					mole1 = mole;
				}
			} else {// 如果是減號，實作減法操作
				if (deno1 == deno2) {// 分母相同直接分子相減
					mole = mole1 - mole2;
				} else {// 其他情況，先通分再相減
					deno = deno1 * deno2;
					mole = mole1 * deno2 - mole2 * deno1;
				}
				if (mole < 0) {// 如果導致結果小于0了，就重新生成
					k--;
				} else {// 通分結果化簡
					int gcd = gcd(mole, deno);
					deno = deno / gcd;
					mole = mole / gcd;
					arith2 = arith2 + optSim[idx] + mole2 + "/" + deno2;
					deno1 = deno;// 儲存通分結果
					mole1 = mole;
				}
			}
		}
		System.out.println(arith2 + " = " + mole + "/" + deno);// 輸出題目和答案
		
	}
	
	//最大公因數，每次代入,顯然有a<b
	 public static int gcd(int a, int b){
	       while(a!=0)
	             return gcd(b % a, a);
	       return b;
	}
	 
	 public static  void QuesFunc(int n) {// 實作產生n個混合四則運算的方法
		 Random random = new Random();
			for (int i = 0; i < n; i++) {
				int flag = random.nextInt(4); //隨機生成整數四則運算或真分數加減運算
				if (flag == 0 || flag == 2) {//0生成整數四則運算
					Integer();
				} else {//執行真分數加減運算
					Fraction();
				}
			}
		}
}