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50道100以内的加减法口算习题及它的模块化改造
目录
50道100以内的加减法口算习题及它的模块化改造前言一、未经过模块化设计的基础代码1.代码示例2.存在的问题
二、分解与模块化1.分解思想2.代码示例
三、选择与设计算法1、习题与算式的分离2、算式产生与其约束条件的分离3、加减法算式的分离
四、模块化改造后的完整代码
前言
对50道100以内的加减法口算习题的代码进行模块化改造，使其运用模块化技术进行分解和细化，设由函数组成的、具有一定结构的程序来分离不同的专注点，管理和控制程序的复杂性，使其便亍维护、更新和扩展。
提示：以下是本篇文章正文内容 一、未经过模块化设计的基础代码 1.代码示例 /**/ import java.util.Random; public class BinaryOperation_0 { public static void main(String[] args) { int m = 0, n = 0, value = 0; char o = '+'; Random random = new Random(); int ov = random.nextInt(2); // 0：加号； 1：减号 for (int i = 0; i o = '+'; do { m = random.nextInt(101); n = random.nextInt(101); value = m + n; }while(value > 100); }else { o = '-'; do { m = random.nextInt(101); n = random.nextInt(101); value = m - n; }while(value printHeader(); //打印说明 generateEquations(); // 产生加减法算式，并存储在数组里 printExercise(); //打印输出习题 printCalculations(); //打印计算结果 } public static void printHeader() { System.out.println("----------------------------------------------"); System.out.println("--程序输出50道100以内的加减法算式习题---"); System.out.println("--每次运行可得到一套习题和答案---"); System.out.println("----------------------------------------------"); } public static void generateEquations() { int m = 0, n = 0, value = 0; char o = '+'; Random random = new Random(); int ov = random.nextInt(2); // 0：加号； 1：减号 for (int i = 0; i o = '+'; do { m = random.nextInt(101); n = random.nextInt(101); value = m + n; }while(value > 100); }else { o = '-'; do { m = random.nextInt(101); n = random.nextInt(101); value = m - n; }while(value System.out.println((i+1) + ":\t" + equs[i]); } } public static void printCalculations() { System.out.println("\n-----以下是习题的答案-------"); for(int i = 0; i int m, n, v; int e[] = new int[] {0,0,0,0}; do { m = generateOperand(max_oprt_value); // 产生一个不超过max_oprt_value的操作数 n = generateOperand(max_oprt_value); // 产生一个不超过max_oprt_value的操作数 v = m + n; }while(v > add_max_value); e[0] = m; //第一个操作数 e[1] = n; //第二个操作数 e[2] = 0; //操作符：0--加法；1--减法 e[3] = v; // 计算结果 return e; }习题： /** * 产生加法算式习题集 */ public static int[][] generateExerciseOfAdditionEquations(int equ_num, int add_max_value, int max_oprt_value){ int m, n; //操作数 int e[]; // 算式 //[操作数1，操作数2，操作符，结果] int[][] exercise = new int[equ_num][4]; int e_index = 0; //目前习题中算式的个数 for(int i = 0; i e = generateAnAddEquation(add_max_value, max_oprt_value); //产生一个加法算式 }while(occursIn(e, exercise, e_index)); //判断算式e是否出现在习题exercise中 exercise[e_index++] = e; // 把算式e存放在习题exercise中，游标加1 } return exercise; } 2、算式产生与其约束条件的分离• 考虑到程序的可扩展性、可修改性，例如，允许不止一个加法或减法运算，或者将算式数值范围扩大到500、1000等。 • 分别定义运算数生成函数不约束条件检测函数，对满足一定条件的运算数才生成算式。 •满足100 以内整数”的条件不仅适合两个运算数，也适用于其结果。 代码如下： final int EQUATION_NUM = 50; // 习题中等式的数量 final int ADD_MAX_VALUE = 100; // 加法算式约束：加法结果的最大值 . final int MAX_OPRT_VALUE = 99; // 算式约束：操作数的最大值 final int SUB_MIN_VALUE = 0; //减法算式约束：减法结果的最小值 final int NUM_PER_LINE = 5; //打印格式：每行算式个数 int[][] exercise; // 习题集二维数组 3、加减法算式的分离为了能够产生全加、全减和混合三种类型的习题，应当分别编写加法算式和减法算式函数，然后随机地选择这两种算式，就能生成混合运算的习题。 代码如下： /* 打印加法算式习题 */ printHeader("--程序输出加法算式的习题--"); // 打印输出信息头 exercise = generateExerciseOfAdditionEquations(EQUATION_NUM, ADD_MAX_VALUE,MAX_OPRT_VALUE); // 产生加法算式习题 formatAndDisplayExercise(exercise, NUM_PER_LINE); //打印习题 /* 打印减法算式习题 */ printHeader("--程序输出减法算式的习题--"); // 打印输出信息头 exercise = generateExerciseOfSubtractionEquations(EQUATION_NUM, SUB_MIN_VALUE,MAX_OPRT_VALUE); // 产生加法算式习题 formatAndDisplayExercise(exercise, NUM_PER_LINE); //打印习题 /* 打印加减法混合算式习题 */ printHeader("--程序输出加减法混合算式的习题--"); // 打印输出信息头 exercise = generateExerciseOfAddAndSubEquations(EQUATION_NUM, ADD_MAX_VALUE,SUB_MIN_VALUE,MAX_OPRT_VALUE); // 产生加法算式习题 formatAndDisplayExercise(exercise, NUM_PER_LINE); //打印习题 四、模块化改造后的完整代码 import java.util.Random; /** * 产生加法、减法、混合算式习题 * （1）采用4元素一维数组存放算式，[操作数1，操作数2，操作符，结果]，操作符：0--加法；1--减法 * （2）采用二维数组存放习题[equation_num][4] * （3）产生算式功能模块化 * （4）打印功能模块化 * @author lenovo * */ public class ExerciseGenerator_task3 { public static void main(String[] args) { final int EQUATION_NUM = 50; // 习题中等式的数量 final int ADD_MAX_VALUE = 100; // 加法算式约束：加法结果的最大值 . final int MAX_OPRT_VALUE = 99; // 算式约束：操作数的最大值 final int SUB_MIN_VALUE = 0; //减法算式约束：减法结果的最小值 final int NUM_PER_LINE = 5; //打印格式：每行算式个数 int[][] exercise; // 习题集二维数组 /* 打印加法算式习题 */ printHeader("--程序输出加法算式的习题--"); // 打印输出信息头 exercise = generateExerciseOfAdditionEquations(EQUATION_NUM, ADD_MAX_VALUE,MAX_OPRT_VALUE); // 产生加法算式习题 formatAndDisplayExercise(exercise, NUM_PER_LINE); //打印习题 /* 打印减法算式习题 */ printHeader("--程序输出减法算式的习题--"); // 打印输出信息头 exercise = generateExerciseOfSubtractionEquations(EQUATION_NUM, SUB_MIN_VALUE,MAX_OPRT_VALUE); // 产生加法算式习题 formatAndDisplayExercise(exercise, NUM_PER_LINE); //打印习题 /* 打印加减法混合算式习题 */ printHeader("--程序输出加减法混合算式的习题--"); // 打印输出信息头 exercise = generateExerciseOfAddAndSubEquations(EQUATION_NUM, ADD_MAX_VALUE,SUB_MIN_VALUE,MAX_OPRT_VALUE); // 产生加法算式习题 formatAndDisplayExercise(exercise, NUM_PER_LINE); //打印习题 } /** * 产生加法算式习题集 * @param equ_num：习题集中算式的数量 * @param add_max_value：加法结果的最大值 * @param max_oprt_value：操作数的最大值 * @return：返回习题二维数组[equation_num][4] */ public static int[][] generateExerciseOfAdditionEquations(int equ_num, int add_max_value, int max_oprt_value){ int m, n; //操作数 int e[]; // 算式 //[操作数1，操作数2，操作符，结果] int[][] exercise = new int[equ_num][4]; int e_index = 0; //目前习题中算式的个数 for(int i = 0; i e = generateAnAddEquation(add_max_value, max_oprt_value); //产生一个加法算式 }while(occursIn(e, exercise, e_index)); //判断算式e是否出现在习题exercise中 exercise[e_index++] = e; // 把算式e存放在习题exercise中，游标加1 } return exercise; } /** * 产生减法算式习题集 * @param equ_num：习题集中算式的数量 * @param sub_min_value：减法结果的最小值 * @param max_oprt_value：操作数的最大值 * @return:返回习题二维数组[equation_num][4] */ public static int[][] generateExerciseOfSubtractionEquations( int equ_num, int sub_min_value, int max_oprt_value){ int m, n; //操作数 int e[]; // 算式 //[操作数1，操作数2，操作符，结果] int[][] exercise = new int[equ_num][4]; int e_index = 0; //目前习题中算式的个数 for(int i = 0; i e = generateAnSubtractEquation(sub_min_value, max_oprt_value); //产生一个减法算式 }while(occursIn(e, exercise, e_index)); //判断算式e是否出现在习题exercise中 exercise[e_index++] = e; // 把算式e存放在习题exercise中，游标加1 } return exercise; } /** * 产生加减法算式习题集 * @param equ_num：习题集中算式的数量 * @param add_max_value：加法结果的最大值 * @param sub_min_value：减法结果的最小值 * @param max_oprt_value：操作数的最大值 * @return：返回习题二维数组[equation_num][4] */ public static int[][] generateExerciseOfAddAndSubEquations(int equ_num, int add_max_value, int sub_min_value, int max_oprt_value){ int m, n; //操作数 int e[]; // 算式 //[操作数1，操作数2，操作符，结果] int[][] exercise = new int[equ_num][4]; int e_index = 0; //目前习题中算式的个数 int operator; //操作符（随机产生） Random random = new Random(); for(int i = 0; i if(operator == 0) { //加法 e = generateAnAddEquation(add_max_value, max_oprt_value); //产生一个加法算式 }else { //减法 e = generateAnSubtractEquation(sub_min_value, max_oprt_value); //产生一个减法算式 } }while(occursIn(e, exercise, e_index)); //判断算式e是否出现在习题exercise中 exercise[e_index++] = e; // 把算式e存放在习题exercise中，游标加1 } return exercise; } /** * 产生一个加法算式 * @param add_max_value：加法结果的最大值 * @param max_oprt_value： 操作数的最大值 * @return： 返回一个数组表示的算式[操作数1，操作数2，操作符，结果]，操作符：0--加法；1--减法 */ public static int[] generateAnAddEquation(int add_max_value, int max_oprt_value) { int m, n, v; int e[] = new int[] {0,0,0,0}; do { m = generateOperand(max_oprt_value); // 产生一个不超过max_oprt_value的操作数 n = generateOperand(max_oprt_value); // 产生一个不超过max_oprt_value的操作数 v = m + n; }while(v > add_max_value); e[0] = m; //第一个操作数 e[1] = n; //第二个操作数 e[2] = 0; //操作符：0--加法；1--减法 e[3] = v; // 计算结果 return e; } /** * 产生一个减法算式 * @param sub_min_value：减法结果的最小值 * @param max_oprt_value： 操作数的最大值 * @return： 返回一个数组表示的算式[操作数1，操作数2，操作符，结果]，操作符：0--加法；1--减法 */ public static int[] generateAnSubtractEquation(int sub_min_value, int max_oprt_value) { int m, n, v; int e[] = new int[] {0,0,0,0}; do { m = generateOperand(max_oprt_value); // 产生一个不超过max_oprt_value的操作数 n = generateOperand(max_oprt_value); // 产生一个不超过max_oprt_value的操作数 v = m - n; }while(v boolean found = false; for(int i = 0; i found = true; break; } } return found; } /** * 判断两个算式是否相等 * @param eq1：第一个算式 [操作数1，操作数2，操作符，结果] * @param eq2：第二个算式 [操作数1，操作数2，操作符，结果] * @return：如果相等，返回1；如果不相等，返回0 */ public static boolean isEqual(int[] eq1, int[] eq2) { return (eq1[0] == eq2[0] && eq1[1] == eq2[1] && eq1[2] == eq2[2]) || (eq1[0] == eq2[1] && eq1[1] == eq2[0] && eq1[2] == eq2[2]); } /** * 按格式打印习题集 * @param exercise： 习题集二维数组[equation_num][4] * @param num_per_line： 每行显示的算式个数 */ public static void formatAndDisplayExercise(int[][] exercise, int num_per_line) { int i, m, n, o, v; int e[]; //算式数组[操作数1，操作数2，操作符，结果] for(i = 0; i System.out.println(); System.out.printf("%2d ~ %2d: ", i+1, i+5); } if(o == 0) { //加法算式,操作符：0--加法；1--减法 System.out.printf("%2d + %2d = %3d ", m, n, v); }else { System.out.printf("%2d - %2d = %3d ", m, n, v); } } } /** * 打印输出提示信息 * * @param str: 要打印的提示信息 */ public static void printHeader(String str) { System.out.println("\n\n------------------------------------"); System.out.println(str); System.out.println("------------------------------------"); } } |
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