软件工程——四则运算py（我小学的时候怎么没用过这东西？）

Posted 2021-01-09 pygive

题目：实现一个自动生成小学四则运算题目的命令行程序

github地址：https://github.com/ILTHEW/wc.git

主编：黄晖朝3116005178

助手：朱健栋3116005209

说明：

自然数：0, 1, 2, …。

? 真分数：1/2, 1/3, 2/3, 1/4, 1’1/2, …。

? 运算符：+, ?, ×, ÷。

? 括号：(, )。

? 等号：=。

? 分隔符：空格（用于四则运算符和等号前后）。

? 算术表达式：

e = n | e1 + e2 | e1 ? e2 | e1 × e2 | e1 ÷ e2 | (e),
其中e, e1和e2为表达式，n为自然数或真分数。

? 四则运算题目：e = ，其中e为算术表达式。

3需求：

1. 使用 -n 参数控制生成题目的个数，例如

Myapp.exe -n 10

将生成10个题目。

1. 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。

1. 生成的题目中计算过程不能产生负数，也就是说算术表达式中如果存在形如e1 ? e2的子表达式，那么e1 ≥ e2。
2. 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。
3. 每道题目中出现的运算符个数不超过3个。

4. 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：

5. 四则运算题目1

6. 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。

1. 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：

2. 答案1

3. 答案2

特别的，真分数的运算如下例所示：1/6 + 1/8 = 7/24。

1. 程序应能支持一万道题目的生成。
2. 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，输入参数如下：

Myapp.exe -e

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)

其中“:”后面的数字5表示对/错的题目的数量，括号内的是对/错题目的编号。为简单起见，假设输入的题目都是按照顺序编号的符合规范的题目。

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未实现的功能

1. 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
2. 生成的题目中计算过程不能产生负数，也就是说算术表达式中如果存在形如e1 ? e2的子表达式，那么e1 ≥ e2
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. 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

   遇到的问题

   和我合作的小伙伴是用python的，而我比较偏向java，最终由于我技术不过硬，就用了python.
   起初在思考怎么样随机生成运算符，生成运算符后怎么生成该种运算符的答案，后来上网发现，python的函数库中有这个函数，只要方便地调用就可以了。后来不知道怎么生成文档，后来上网查了一下，发现又是调用函数就可以了。就这样两个人慢慢地做了出来。

PSP表

效能分析

算法运行过程比较慢，没有使用数据结构进行优化，大量使用库函数，导致结果运行缓慢

设计实现过程

首先就是实现整数的四则运算，

然后就考虑分数的四则运算，

最后生成题目和答案到两个文件中。

代码说明

测试运行

一般

一万道题目

小结

两个人在一起探讨比一个人快很多，有效率很多，有时候一个人看不到的问题，另一个人可以看出来并及时地提醒。有什么不懂的地方就可以找度娘。两个人都从没有头绪开始，慢慢地找到了方向。这个看起来很简单的项目，对于我来说，是个不小的挑战，这也证明了我的水平还有待提高。一直害怕这个自己不熟悉的东西，不愿意去挑战它，最后只能在deadline前彻夜奋战，这种感觉不怎么好。还有就是，拖延症害死人。