教程：向数学测验 WinForms 应用添加数学问题

2025-02-10

在此系列教程中，你将生成一个数学测验。测验包含四个随机数学问题，测验者尝试在指定时间内回答。

控件使用 C# 或 Visual Basic 代码。在本第二个教程中，通过添加基于随机数的数学问题代码，使测验具有挑战性。还会创建一个名为 StartTheQuiz() 的方法来填充问题。

在本第二个教程中，你将了解如何：

编写代码以创建随机对象以用于数学问题。
为“开始”按钮添加事件处理程序。
编写代码以启动测验。

先决条件

本教程基于前面的教程，创建数学测验 WinForms 应用。如果尚未完成该教程，请先完成该教程。

创建随机加法问题

在 Visual Studio 项目中，选择 Windows 窗体设计器。
选择窗体“Form1”。
在菜单栏上，选择“视图”>“代码”。将显示 Form1.cs 或 Form1.vb，具体取决于使用的编程语言，以便可以查看表单背后的代码。

通过在 Form1.cs 或 Form1.vb中的代码顶部附近添加 new 语句来创建 Random 对象。

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

可以像这样使用 new 语句来创建按钮、标签、面板、OpenFileDialogs、ColorDialogs、SoundPlayers、Randoms，甚至窗体。这些项被称为对象。

运行程序时，窗体将启动。其背后的代码将创建一个 Random 对象，并将其命名为 randomizer。

测验需要变量来存储它为每个问题创建的随机数。在使用变量之前，请声明它们，这意味着列出它们的名称和数据类型。

将两个整型变量添加到窗体，并在 Form1.cs 或 Form1.vb 中将它们分别命名为“addend1”和“addend2”。

说明

整数变量称为 C# 中的 int 或 Visual Basic 中的整数。这种变量存储从 -2147483648 到 2147483647 的正数或负数，并且只能存储整数，不能存储小数。

使用类似的语法添加整数变量，就像添加 Random 对象一样，如以下代码所示。

// 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

添加名为 StartTheQuiz()Form1.cs 或 Form1.vb的方法。此方法使用 Random 对象的 Next() 方法为标签生成随机数。 StartTheQuiz() 最终将填写所有问题，然后启动计时器，因此请将此信息添加到摘要注释。该函数应类似于以下代码。

/// <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

将 Next() 方法用于 Random 对象（例如调用 randomizer.Next(51)时），将获得小于 51 或介于 0 和 50 之间的随机数。此代码调用 randomizer.Next(51)，使两个随机数相加的结果介于 0 到 100 之间。

仔细看看这些语句。

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()

这些语句设置 plusLeftLabel 和 plusRightLabel 的 Text 属性，以便它们显示两个随机数。标签控件以文本格式显示值，在编程中，字符串保存文本。每个整数的 ToString() 方法将整数转换为标签可以显示的文本。

创建随机减法、乘法和除法问题

下一步是声明变量并为其他数学问题提供随机值。

在加法题变量后，向窗体中添加其余数学题的整数变量。 Form1.cs 或 Form1.vb 中的代码应如以下示例所示。

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

通过添加以下代码，从“填写减法问题”注释开始，修改 Form1.cs 或 Form1.vb 中的 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

此代码在 Random 类的 Next() 方法的使用方式上与加法题略有不同。为 Next() 方法两个值提供时，它会选取一个大于或等于第一个值的随机数，小于第二个值。

通过使用具有两个参数的 Next() 方法，可以确保减法问题有正答案，乘法答案最多为 100，除法答案不是分数。

将事件处理程序添加到“开始”按钮

在本部分中，将添加代码，以在选择“开始”按钮时启动测验。响应按钮选择之类的事件时运行的代码称为事件处理程序。

在 Windows 窗体设计器中，双击 启动测验 按钮，或选中它，然后选择输入。此时将显示窗体的代码，并显示新方法。

这些操作将向“开始”按钮添加一个 Click 事件处理程序。当测验参与者选择此按钮时，应用将运行您将添加到此新方法中的代码。

添加以下两个语句，以便事件处理程序启动测验。

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

第一个语句调用新的 StartTheQuiz() 方法。第二个语句将 startButton 控件的 Enabled 属性设置为 false，以便测验接受者无法在测验过程中选择按钮。

运行应用

保存代码。
运行应用，然后选择 开始测验。将显示随机数学问题，如以下屏幕截图所示。

$屏幕截图，显示所有四个数学问题中的随机值。“开始测验”按钮显示为灰色。$

后续步骤

转到下一教程，将计时器添加到数学测验并检查用户答案。

教程第 3 部分：将计时器控件添加到数学测验 WinForms 应用

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