、题目描述：
1.使用-n参数控制生成题目的个数，例如
Myapp.exe -n 10 -o Exercise.txt
将生成10个题目。
2.使用-r参数控制题目中数值(自然数、真分数和真分数分母)的范围，例如
Myapp.exe -r 10
将生成10以内(不包括10)的四则运算题目。该参数可以设置为1或其他自然数。该参数必须给定，否则程序报错并给出帮助信息。
3.生成的题目中如果存在形如e1÷e2的子表达式，那么其结果应是真分数。
4.每道题目中出现的运算符个数不超过3个。
5.程序一次运行生成的题目不能重复，即任何两道题目不能通过有限次交换+和×左右的算术表达式变换为同一道题目。例如，23 + 45 =和45 + 23 =是重复的题目，6×8 =和8×6 =也是重复的题目。3+(2+1)和1+2+3这两个题目是重复的，由于+是左结合的，1+2+3等价于(1+2)+3，也就是3+(1+2)，也就是3+(2+1)。但是1+2+3和3+2+1是不重复的两道题，因为1+2+3等价于(1+2)+3，而3+2+1等价于(3+2)+1，它们之间不能通过有限次交换变成同一个题目。
生成的题目存入执行程序的当前目录下的Exercises.txt文件，格式如下：
1.四则运算题目1
2.四则运算题目2
……
其中真分数在输入输出时采用如下格式，真分数五分之三表示为3/5，真分数二又八分之三表示为2’3/8。
6.在生成题目的同时，计算出所有题目的答案，并存入执行程序的当前目录下的Answers.txt文件，格式如下：
1.答案1
2.答案2
特别的，真分数的运算如下例所示：1/6 + 1/8 = 7/24。
7.程序应能支持一万道题目的生成。
8.程序支持对给定的题目文件和答案文件，判定答案中的对错并进行数量统计，并会输出所有题目中重复的题目，输入参数如下：
Myapp.exe -e .txt -a .txt -o Grade.txt
统计结果输出到文件Grade.txt，格式如下：
Correct: 5 (1, 3, 5, 7, 9)
Wrong: 5 (2, 4, 6, 8, 10)
Repeat:2
RepeatDetail:
(1) 2,45+32 Repeat 3,32+45
(2) 5,3+(2+1) Repeat 7,1+2+3
解释：
Correct: 5 ----5道题目正确，正确的题号1,3,5,7,9
Wrong:5 -----5道题目错误，错误的题号2,4,6,8,10
Repeat:2 2---组题目重复
(1)第一组 题号2，题目45+32 与题号3的题目重复，题号3为32+45
(2)第二组 题号5，题目3+(2+1)与题号7的题目重复，题号7为1+2+3
二、需求分析
一个基于java控制台的四则运算，要求能够实现生成并计算含有真,假分数,整数的不超过三个运算符带有括号的四则运算表达式，并且能根据用户所提交的答案生成答题报告，答题报告中主要包括，本次答题的正确，错误，和重复表达式出现的情况。生成的表达式和答案要存入文件中。
从整个需求来看，大致可以分为三个模块，生成表达式，表达式计算(包括将表达式和答案写入文件)，答题报告的生成(包括表达式的查重和根据输入完成的校验)。
生成表达式模块：通过随机数可以生成运算数，但需要通过字符串和数字的结合生成运算符号；
表达式计算：可采用将随机生成的表达式转换为后缀，在对后缀表达式进行计算完成。
答题报告的生成：关键在于查重的实现，通过二叉树可以实现
三、功能设计
通过控制台进行选择要执行的操作，生成四则运算表达式，并进行查重，然后进行批改，最后生成批改报告
四、设计实现
1.测试类(test.java)
2.分数类(fen.java)//对分数的定义，用于实现分数的运算。
主函数：
public static voidmain(String[] args) {
String corr= "";
String wro= "";//String s = "";
String[] repeat = null;int re = 0;
Scanner scanner= newScanner(System.in);while (true) {
System.out.println("********四则运算程序********");
System.out.println("请选择操作");
System.out.println("1.生成题目");
System.out.println("2.进行批改(需要进入txt中答题)");
System.out.println("3.退出");int choice =scanner.nextInt();if (choice == 1) {//生成题目
System.out.print("请输入生成题目的个数为：");
String s1=getScannerStr();while (!isInt(s1)) {//判断是否为整型
System.out.println("输入错误，不是整数类型，请重新输入！");
s1=getScannerStr();
}
String[] strr= new String[Integer.parseInt(s1) + 1];
String[] strr2= new String[Integer.parseInt(s1) + 1];
repeat= new String[Integer.parseInt(s1) + 1];
re= 0;
System.out.print("请输入生成题目中数值的范围：");
String s2=getScannerStr();while (!isInt(s2)) {//判断是否为整型
System.out.println("输入错误，不是整数类型，请重新输入！");
s2=getScannerStr();
}char[] ch = { '+', '-', '*', '÷'};//清除之前的文件内容
try{
FileWriter fw= newFileWriter("G:/test/Exercises.txt");
fw.write("");
fw.close();
}catch (IOException e) {//异常处理
System.out.println("文件写入失败！" +e);
}try{
FileWriter fw= newFileWriter("G:/test/Answers.txt");
fw.write("");
fw.close();
}catch (IOException e) {//异常处理
System.out.println("文件写入失败！" +e);
}//生成表达式
for (int i = 1; i <= Integer.parseInt(s1); i++) {
str= "";int x = (int) (Math.random() * 2);//随机数
int y = (int) (Math.random() * 3);//随机数
int t1 = 0;int t2 = 0;
String num= "";
String opera= "";
String ex= "";for (int j = 0; j <= x; j++) {int a = (int) (Math.random() * 2);//表达式符号
if (a == 0) {
num= (1 + (int) (Math.random() * (Integer.parseInt(s2) - 1))) + "";
}else if (a == 1) {int b = (int) (Math.random() *(Integer.parseInt(s2)));int q = 2 + (int) (Math.random() * (Integer.parseInt(s2) - 1));if (b == 0) {
num= (1 + (int) (Math.random() * (q - 1)))+ "/" +q;
}else{
num= b + "'"
+ (1 + (int) (Math.random() * (q - 1)))+ "/" +q;
}
}
opera= ch[(int) (Math.random() * 4)] + "";if (t1 != 0) {if ((int) (Math.random() * 2) == 1) {
ex= ex + num + ")" +opera;
t1--;
}
}if (y == 0) {
ex= ex + num +opera;
}else if (y == 1) {
ex= ex + "(" + num +opera;
t1++;
}else if (y == 2) {
ex= "(" + ex + num +opera;
t1++;
}
}
ex= ex + (1 + (int) (Math.random() * (Integer.parseInt(s2) - 1)));while (true) {if (t1 == 0)break;
ex= ex + ")";
t1--;
}for (int u = 0; u <= x; u++) {if (ex.substring(0, 1).equals("(")) {
t2++;for (int k = 1; k < ex.length(); k++) {if (ex.substring(k, k + 1).equals("("))
t2++;if (ex.substring(k, k + 1).equals(")")) {
t2--;if (k != ex.length() - 1) {if (t2 == 0)break;
}else{
ex= ex.substring(1, ex.length());
ex= ex.substring(0, ex.length() - 1);
}
}
}
}
}
String ex1=generate(ex);
suffixExpression2Tree(ex1);
strr[i]=str;
strr2[i]=ex;int xy = 1;for (int h = 1; h < i; h++) {if(strr[h].equals(str)) {
xy= 0;
repeat[re]= h + "," + strr2[h] + " Repeat " +i+ "," +ex;
re++;break;
}
}if (xy == 0) {
i--;continue;
}else{//System.out.print(i + ". ");//System.out.print(ex + "=");//String an = new String();//an=scanner.next();
String result =PRNCal(ex1);//System.out.print("......." + ex1 + "=");
String[] ary = result.split("/");int a = Integer.parseInt(ary[0].trim());int b = Integer.parseInt(ary[1].trim());if ((Math.abs(a) < Math.abs(b)) && (a != 0) && (b != 0)) {
result= a + "/" +b;
}else if (a ==b) {
result= 1 + "";
}else if (a == -b) {
result= -1 + "";
}else{intyu;intda;if (a == 0 || b == 0) {
yu= 0;
da= 0;
}else{
yu= a %b;
da= a /b;
}if (yu == 0)
result= da + "";elseresult= da + "'" + Math.abs(yu) + "/"
+Math.abs(b);
}//存入文件
try{
FileWriter fw= newFileWriter("G:/test/Exercises.txt", true);
fw.write(i+ ".");
fw.write(ex);
fw.write("=" + " " + "\r\n");
fw.close();
}catch(IOException e) {
System.out.println("文件写入失败！" +e);
}try{
FileWriter fw= newFileWriter("G:/test/Answers.txt", true);
fw.write(i+ ":");
fw.write(result);
fw.write("\r\n");
fw.close();
}catch(IOException e) {
System.out.println("文件写入失败！" +e);
}
}
}
}else if (choice == 2) {try{
System.out.print("批改结果如下：");
InputStreamReader reader= newInputStreamReader(newFileInputStream("G:/test/Answers.txt"), "gbk");
BufferedReader br= newBufferedReader(reader);
String s= null;
InputStreamReader reader1= newInputStreamReader(newFileInputStream("G:/test/Exercises.txt"),"gbk");
BufferedReader br1= newBufferedReader(reader1);
String s1= null;int i = 0;
corr= "";//正确题号
wro = "";//错误题号
int wrong = 0;//定义错误个数
int correct = 0;//定义正确个数
while (((s = br.readLine()) != null)&& (s1 = br1.readLine()) != null) {
i++;
String[] st= s.split(":");
String[] st1= s1.split("=");//System.out.println(st[1] + "......" + st1[1]);
if (st[1].trim().equals(st1[1].trim())) {
correct++;
corr= corr + i + ",";
}else{
wrong++;
wro= wro + i + ",";
}
}
System.out.print("Correct:" + correct);//输出正确格式
if (corr.length() <= 1)
System.out.println("(" + ")");elseSystem.out.println("("
+ corr.substring(0, corr.length() - 1) + ")");
System.out.print("Wrong:" + wrong);//输出错误格式
if (wro.length() <= 1)
System.out.println("(" + ")");elseSystem.out.println("("
+ wro.substring(0, wro.length() - 1) + ")");
System.out.println("Repeat:" +(re));
System.out.println("RepeatDetail:");for (int u = 0; u < re; u++) {
System.out.print("(" + (u + 1) + ")");
System.out.print(" ");
System.out.println(repeat[u]);
}
}catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}else if (choice == 3) {
System.out.println("退出成功！");break;
}else{
System.out.println("输入的命令错误，请重新输入！");
}
}
}
五、测试运行
1.运行程序
生成题目并输入相应的参数
3.题目文档
4.正确答案文档
5.答题文档
6.进行批改，批改结果
六、源代码
七、小结
此程序并未做好封装，所以函数以及排版显得杂乱无章，下次应当注意改进。
