‌用Java任务构造3.1和3.2 构造任务3.1：实现BinaryOperation及其子类。 构造任务3.2：实现 Exercise 和 ExerciseSheet。 ‍‌内容：在构造任务2.5基础上用面向对象构造技术，实现运算数、运算结果值的范围都在[0.100]的加法、减法、加减混合50道题 ‌用junit验证：分别输出符合要求的50道加法、减法、加减混合题个2套，美观输出。

任务3.1：实现BinaryOperation及其子类

首先，我们需要定义一个BinaryOperation抽象类，它代表二元运算：

public abstract class BinaryOperation {
    protected double operand1;
    protected double operand2;
    protected double result;

    public BinaryOperation(double operand1, double operand2) {
        this.operand1 = operand1;
        this.operand2 = operand2;
    }

    public abstract void calculate();

    public double getOperand1() {
        return operand1;
    }

    public double getOperand2() {
        return operand2;
    }

    public double getResult() {
        return result;
    }
}

我们定义了三个属性，分别代表两个运算数和运算结果。我们还定义了一个抽象的calculate方法，子类需要实现该方法来完成具体的运算。

接下来，我们定义三个子类，分别代表加法、减法和加减混合运算：

public class Addition extends BinaryOperation {
    public Addition(double operand1, double operand2) {
        super(operand1, operand2);
    }

    @Override
    public void calculate() {
        result = operand1 + operand2;
    }
}

public class Subtraction extends BinaryOperation {
    public Subtraction(double operand1, double operand2) {
        super(operand1, operand2);
    }

    @Override
    public void calculate() {
        result = operand1 - operand2;
    }
}

public class MixedOperation extends BinaryOperation {
    private boolean isAddition;

    public MixedOperation(double operand1, double operand2, boolean isAddition) {
        super(operand1, operand2);
        this.isAddition = isAddition;
    }

    @Override
    public void calculate() {
        if (isAddition) {
            result = operand1 + operand2;
        } else {
            result = operand1 - operand2;
        }
    }
}

Addition和Subtraction类分别实现了加法和减法运算，而MixedOperation类则实现了加减混合运算。我们在MixedOperation类中添加了一个boolean类型的isAddition属性，用于标记当前运算是加法还是减法。

任务3.2：实现Exercise和ExerciseSheet

现在我们需要实现Exercise和ExerciseSheet类，以便生成50道题目。

首先，我们定义一个Exercise类，表示一道练习题：

public class Exercise {
    private String expression;
    private double answer;

    public Exercise(String expression, double answer) {
        this.expression = expression;
        this.answer = answer;
    }

    public String getExpression() {
        return expression;
    }

    public double getAnswer() {
        return answer;
    }
}

我们定义了两个属性，分别代表题目表达式和答案。

接下来，我们定义ExerciseSheet类，表示练习题集合：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Random;

public class ExerciseSheet {
    private List<Exercise> exercises;

    public ExerciseSheet() {
        exercises = new ArrayList<>();
    }

    public void generateExercises(int count) {
        Random random = new Random();
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            int type = random.nextInt(3); // 随机生成加法、减法、加减混合运算
            double operand1 = random.nextDouble() * 100; // 随机生成第一个运算数
            double operand2 = random.nextDouble() * 100; // 随机生成第二个运算数
            BinaryOperation operation;
            if (type == 0) {
                operation = new Addition(operand1, operand2);
            } else if (type == 1) {
                operation = new Subtraction(operand1, operand2);
            } else {
                boolean isAddition = random.nextBoolean(); // 随机生成加减混合运算是加法还是减法
                operation = new MixedOperation(operand1, operand2, isAddition);
            }
            operation.calculate();
            Exercise exercise = new Exercise(operation.getOperand1() + " " + (type == 0 ? "+" : "-") + " " + operation.getOperand2() + " =", operation.getResult());
            exercises.add(exercise);
        }
    }

    public List<Exercise> getExercises() {
        return exercises;
    }
}

我们定义了一个List类型的exercises属性，用于存储练习题。generateExercises方法用于生成指定数量的练习题，它先随机生成加法、减法、加减混合运算类型，然后随机生成两个运算数，并根据运算类型创建相应的BinaryOperation对象进行计算，最后将表达式和答案封装成Exercise对象并添加到exercises中。

验证代码：

import org.junit.Test;

public class ExerciseSheetTest {
    @Test
    public void testGenerateExercises() {
        ExerciseSheet sheet = new ExerciseSheet();
        sheet.generateExercises(50);
        for (int i = 0; i < 50; i++) {
            System.out.println(sheet.getExercises().get(i).getExpression() + " " + sheet.getExercises().get(i).getAnswer());
        }
    }
}

这段代码会生成一套50道练习题，并将其输出到控制台上。

美观输出：

为了实现美观输出，我们需要使用表格。这里我们使用第三方库apache poi。

我们需要在pom.xml中添加以下依赖：

<dependency>
    <groupId>org.apache.poi</groupId>
    <artifactId>poi</artifactId>
    <version>4.1.2</version>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>org.apache.poi</groupId>
    <artifactId>poi-ooxml</artifactId>
    <version>4.1.2</version>
</dependency>

然后，我们可以在ExerciseSheet类中添加以下方法：

public void exportToExcel(String fileName) throws IOException {
    XSSFWorkbook workbook = new XSSFWorkbook();
    XSSFSheet sheet = workbook.createSheet("练习题");

    // 设置表头
    XSSFRow header = sheet.createRow(0);
    header.createCell(0).setCellValue("序号");
    header.createCell(1).setCellValue("题目");
    header.createCell(2).setCellValue("答案");

    // 填充数据
    for (int i = 0; i < exercises.size(); i++) {
        Exercise exercise = exercises.get(i);
        XSSFRow row = sheet.createRow(i + 1);
        row.createCell(0).setCellValue(i + 1);
        row.createCell(1).setCellValue(exercise.getExpression());
        row.createCell(2).setCellValue(exercise.getAnswer());
    }

    // 自动调整列宽
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        sheet.autoSizeColumn(i);
    }

    // 输出到文件
    FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream(fileName);
    workbook.write(outputStream);
    workbook.close();
    outputStream.close();
}

这个方法会将练习题导出到一个Excel文件中，并设置表头、序号、题目和答案三列。我们还调用了autoSizeColumn方法来自动调整列宽。

最后，我们可以在测试代码中添加以下代码，将练习题导出到一个Excel文件中：

@Test
public void testExportToExcel() throws IOException {
    ExerciseSheet sheet = new ExerciseSheet();
    sheet.generateExercises(50);
    sheet.exportToExcel("exercise.xlsx");
}

这段代码会生成一套50道练习题，并将其导出到当前目录下的exercise.xlsx文件中。