教學課程: 將數學問題新增至數學測驗 WinForms 應用程式

發行項
10/05/2023

在此系列的四個教學課程中，您將建置數學測驗。測驗包含四個隨機的數學問題，讓測驗者嘗試在指定的時間內回答。

控制項會使用 C# 或 Visual Basic 程式碼。在第二個教學課程中，您會為以隨機數字為基礎的數學問題新增程式碼，讓測驗更具挑戰性。您也會建立名為 StartTheQuiz() 的方法，以填入問題。

在第二個教學課程中，您將了解如何:

撰寫程式碼以建立隨機物件以用於數學問題。
新增啟動按鈕的事件處理常式。
撰寫程式碼以開始測驗。

必要條件

本教學課程是以上一個教學課程 (建立數學測驗 WinForms 應用程式) 為基礎。如果您尚未完成該教學課程，請先完成它。

建立隨機加法問題

在 Visual Studio 專案中，選取 [Windows Forms 設計工具]。
選取表單，Form1。
在功能表列中，選取 [檢視]>[程式碼]。依您使用的程式設計語言而定，會出現 Form1.cs 或 Form1.vb，如此您就可以檢視表單的後置程式碼。

在靠近程式碼頂端的位置新增 new 陳述式以建立 Random 物件。

public partial class Form1 : Form
{
    // Create a Random object called randomizer 
    // to generate random numbers.
    Random randomizer = new Random();

Public Class Form1

    ' Create a Random object called randomizer 
    ' to generate random numbers.
    Private randomizer As New Random

重要

使用此頁面右上方的程式設計語言控制項來檢視 C# 程式碼片段或 Visual Basic 程式碼片段。

Programming language control for Microsoft Learn

您可以使用類似這個的 new 陳述式建立按鈕、標籤、面板、OpenFileDialogs、ColorDialogs、SoundPlayers、Randoms，甚至表單。這些項目稱為物件。

當您執行程式時，會啟動表單。其後置的程式碼會建立一個隨機物件，並將它命名為 隨機化程式。

您的測驗需要變數來儲存針對每個問題建立的隨機數字。正確使用變數前，您必須宣告變數，這表示將它們的名稱和資料類型列出。

將兩個整數變數加入至表單，並命名為 addend1 和 addend2。

注意

整數變數在 C# 中稱為 [int]，在 Visual Basic 中則稱為 [Integer]。這類變數會儲存從 -2147483648 到 2147483647 的正數或負數，但是只能儲存整數，不包括小數。

您可以使用類似的語法來新增一個整數變數，就像您新增隨機物件一般，如下列程式碼所示。

// Create a Random object called randomizer 
// to generate random numbers.
Random randomizer = new Random();

// These integer variables store the numbers 
// for the addition problem. 
int addend1;
int addend2;

' Create a Random object called randomizer 
' to generate random numbers.
Private randomizer As New Random

' These integer variables store the numbers 
' for the addition problem. 
Private addend1 As Integer
Private addend2 As Integer

新增名為 StartTheQuiz() 的方法。這個方法會使用隨機物件的 Next() 方法來產生標籤的隨機數字。 StartTheQuiz() 最後會填入所有問題，然後啟動計時器，所以請將此資訊加入摘要註解中。函式看起來應該如下列程式碼。

/// <summary>
/// Start the quiz by filling in all of the problems
/// and starting the timer.
/// </summary>
public void StartTheQuiz()
{
    // Fill in the addition problem.
    // Generate two random numbers to add.
    // Store the values in the variables 'addend1' and 'addend2'.
    addend1 = randomizer.Next(51);
    addend2 = randomizer.Next(51);

    // Convert the two randomly generated numbers
    // into strings so that they can be displayed
    // in the label controls.
    plusLeftLabel.Text = addend1.ToString();
    plusRightLabel.Text = addend2.ToString();

    // 'sum' is the name of the NumericUpDown control.
    // This step makes sure its value is zero before
    // adding any values to it.
    sum.Value = 0;
}

''' <summary>
''' Start the quiz by filling in all of the problems
''' and starting the timer.
''' </summary>
''' <remarks></remarks>
Public Sub StartTheQuiz()
    ' Fill in the addition problem.
    ' Generate two random numbers to add.
    ' Store the values in the variables 'addend1' and 'addend2'.
    addend1 = randomizer.Next(51)
    addend2 = randomizer.Next(51)

    ' Convert the two randomly generated numbers
    ' into strings so that they can be displayed
    ' in the label controls.
    plusLeftLabel.Text = addend1.ToString()
    plusRightLabel.Text = addend2.ToString()

    ' 'sum' is the name of the NumericUpDown control.
    ' This step makes sure its value is zero before
    ' adding any values to it.
    sum.Value = 0
End Sub

當您使用 Next() 方法搭配隨機物件時 (例如，當您呼叫 randomizer.Next(51) 時)，您會得到小於 51 (從 0 到 50) 的隨機數字。此程式碼會呼叫 randomizer.Next(51)，讓兩個隨機數字加總到介於 0 到 100 之間的答案。

仔細查看這些陳述式。

plusLeftLabel.Text = addend1.ToString();
plusRightLabel.Text = addend2.ToString();

' Convert the two randomly generated numbers
' into strings so that they can be displayed
' in the label controls.
plusLeftLabel.Text = addend1.ToString()
plusRightLabel.Text = addend2.ToString()

這些陳述式會設定 [plusLeftLabel] 和　 [plusRightLabel] 的 [文字] 屬性，讓它們顯示兩個隨機數字。標籤控制項會以文字格式顯示值，在程式設計中，則是字串保留文字。每個整數的 ToString() 方法會將整數轉換成標籤可以顯示的文字。

建立隨機減法、乘法和除法問題

下一個步驟是宣告變數，並為其他數學問題提供隨機值。

在加法問題變數之後，將剩餘數學問題的整數變數新增至表單。程式碼看起來應該如下列樣本所示。

public partial class Form1 : Form
{
    // Create a Random object called randomizer 
    // to generate random numbers.
    Random randomizer = new Random();

    // These integer variables store the numbers 
    // for the addition problem. 
    int addend1;
    int addend2;

    // These integer variables store the numbers 
    // for the subtraction problem. 
    int minuend;
    int subtrahend;

    // These integer variables store the numbers 
    // for the multiplication problem. 
    int multiplicand;
    int multiplier;

    // These integer variables store the numbers 
    // for the division problem. 
    int dividend;
    int divisor;

Public Class Form1

    ' Create a Random object called randomizer 
    ' to generate random numbers.
    Private randomizer As New Random

    ' These integer variables store the numbers 
    ' for the addition problem. 
    Private addend1 As Integer
    Private addend2 As Integer


    ' These integer variables store the numbers 
    ' for the subtraction problem. 
    Private minuend As Integer
    Private subtrahend As Integer

    ' These integer variables store the numbers 
    ' for the multiplication problem. 
    Private multiplicand As Integer
    Private multiplier As Integer

    ' These integer variables store the numbers 
    ' for the division problem. 
    Private dividend As Integer
    Private divisor As Integer

藉由新增下列程式碼，從「填入減法問題」差集開始，修改 StartTheQuiz() 方法。

/// <summary>
/// Start the quiz by filling in all of the problem 
/// values and starting the timer. 
/// </summary>
public void StartTheQuiz()
{
    // Fill in the addition problem.
    // Generate two random numbers to add.
    // Store the values in the variables 'addend1' and 'addend2'.
    addend1 = randomizer.Next(51);
    addend2 = randomizer.Next(51);

    // Convert the two randomly generated numbers
    // into strings so that they can be displayed
    // in the label controls.
    plusLeftLabel.Text = addend1.ToString();
    plusRightLabel.Text = addend2.ToString();

    // 'sum' is the name of the NumericUpDown control.
    // This step makes sure its value is zero before
    // adding any values to it.
    sum.Value = 0;

    // Fill in the subtraction problem.
    minuend = randomizer.Next(1, 101);
    subtrahend = randomizer.Next(1, minuend);
    minusLeftLabel.Text = minuend.ToString();
    minusRightLabel.Text = subtrahend.ToString();
    difference.Value = 0;

    // Fill in the multiplication problem.
    multiplicand = randomizer.Next(2, 11);
    multiplier = randomizer.Next(2, 11);
    timesLeftLabel.Text = multiplicand.ToString();
    timesRightLabel.Text = multiplier.ToString();
    product.Value = 0;

    // Fill in the division problem.
    divisor = randomizer.Next(2, 11);
    int temporaryQuotient = randomizer.Next(2, 11);
    dividend = divisor * temporaryQuotient;
    dividedLeftLabel.Text = dividend.ToString();
    dividedRightLabel.Text = divisor.ToString();
    quotient.Value = 0;

''' <summary>
''' Start the quiz by filling in all of the problem 
''' values and starting the timer. 
''' </summary>
''' <remarks></remarks>
Public Sub StartTheQuiz()

    ' Fill in the addition problem.
    ' Generate two random numbers to add.
    ' Store the values in the variables 'addend1' and 'addend2'.
    addend1 = randomizer.Next(51)
    addend2 = randomizer.Next(51)

    ' Convert the two randomly generated numbers
    ' into strings so that they can be displayed
    ' in the label controls.
    plusLeftLabel.Text = addend1.ToString()
    plusRightLabel.Text = addend2.ToString()

    ' 'sum' is the name of the NumericUpDown control.
    ' This step makes sure its value is zero before
    ' adding any values to it.
    sum.Value = 0

    ' Fill in the subtraction problem.
    minuend = randomizer.Next(1, 101)
    subtrahend = randomizer.Next(1, minuend)
    minusLeftLabel.Text = minuend.ToString()
    minusRightLabel.Text = subtrahend.ToString()
    difference.Value = 0

    ' Fill in the multiplication problem.
    multiplicand = randomizer.Next(2, 11)
    multiplier = randomizer.Next(2, 11)
    timesLeftLabel.Text = multiplicand.ToString()
    timesRightLabel.Text = multiplier.ToString()
    product.Value = 0

    ' Fill in the division problem.
    divisor = randomizer.Next(2, 11)
    Dim temporaryQuotient As Integer = randomizer.Next(2, 11)
    dividend = divisor * temporaryQuotient
    dividedLeftLabel.Text = dividend.ToString()
    dividedRightLabel.Text = divisor.ToString()
    quotient.Value = 0

這個程式碼會使用 Random 類別的 Next() 方法，與加法問題的方式稍微不同。當您為 Next() 方法指定兩個值時，它會挑選一個大於或等於第一個值且小於第二個值的隨機數字。

藉由搭配兩個引數使用 Next() 方法，您可以確保減法問題的答案是正數、乘法的答案最多為 100，而除法的答案不是分數。

新增 [開始] 按鈕的事件處理常式

在本章節中，您會新增程式碼，以在選取 [開始] 按鈕時啟動測驗。回應按鈕選取之類的事件所執行的程式碼稱為事件處理常式。

在 Windows Forms 設計工具中，按兩下 [開始測驗] 按鈕，或選取該按鈕然後選取 [Enter]。表單的程式碼隨即出現，而且可以看到新的方法。

這些動作會將 [點擊] 事件處理常式新增至 [開始] 按鈕。當接受測驗者選取此按鈕時，應用程式會執行您要新增至這個新方法的程式碼。

新增下列兩個語句，讓事件處理常式啟動測驗。

private void startButton_Click(object sender, EventArgs e)
{
    StartTheQuiz();
    startButton.Enabled = false;           
}

' Call the StartTheQuiz() method and enable
' the Start button. 
Private Sub startButton_Click() Handles startButton.Click
    StartTheQuiz()
    startButton.Enabled = False
End Sub

第一個陳述式會呼叫新的 StartTheQuiz() 方法。第二個陳述式會將 [startButton] 控制項的 [已啟用] 屬性設定為 false，如此接受測驗者就無法在測驗期間選擇該按鈕。

執行您的應用程式

儲存您的程式碼。
執行您的應用程式，然後選取 [啟動測驗]。隨機的數學問題隨即出現，如下列螢幕擷取畫面所示。

$Screenshot that shows random values in all four math problems. The Start the quiz button appears dimmed.$

下一步

前進到下一個教學課程，將計時器新增至您的數學測驗，並檢查使用者答案。

教學課程第 3 部分: 將計時器控制項新增至數學測驗 WinForms 應用程式

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