结对编程：简单四则运算软件

Posted 2021-02-13 torrero

在软件工程综合实现专题课上，杨雨婷与邻宿舍的雨晨同学约定结对写程序。经过一个忙碌的周末，我们于周日晚上正式开始讨论。

项目要求与背景

小学老师要每周给同学出三百道四则运算练习题。要求算式包含两个运算符，数字在100以内，答案在0～100之间。后续有了新的要求：1.题目避免重复。2.可拓展性。3.可定制（数量/打印方式）4.具体定制（是否有乘除法，是否有括号，数值范围，加减有负数，除法是否有余数，是否支持分数，打印每行的间隔可调整。）

项目编程过程

 

最初我们写了一个简单代码，也就是317版本，之后在它的基础上增删改，依次完善了一下细节功能：

 

1.可定制算式数量

 

2.可选择是否有乘除法

 

3.换行打印

 

4.题目不重复

 

5.打印用户做题的正确率

 

项目完成时间

	估计时间	实际完成时间
不需要写运算答案时	10分钟	30分钟
需要写答案时	1小时	2小时
有新的要求时	3小时	4小时

 

角色分工

	驾驶员	领航员
前期	雨晨	杨雨婷
中期	杨雨婷	雨晨
后期	雨晨	杨雨婷

 

 

3个版本的代码区别

	功能
3.17版本	随机生成两个100以内的数字，分别进行加减乘除，算式换行打印。
3.18版本	随机生成定制的数量的算式，可以选择是否有乘除法，算式可以换行打印，算式可能重复。
3.19版本	随机生成定制的数量的算式，可以选择是否有乘除法，算式可以换行打印，算式不会重复，打印用户做题的正确率。

 

项目代码

#include<iostream>
using namespace std;
#include<stdlib.h>
#include<time.h>
#include<cstdlib>
 #define random(x) (rand()%x)
int main()
{
    int a,b,e,f,g,h;
    srand((int)time(0));
    a=random(100);
    b=random(100);
    while((a+b>100)||(a-b<0)||(a*b>100)||(a%b!=0))
    {    
        a=random(100);
        b=random(100);
    } 
    cout<<a<<"+"<<b<<"=
";
    cin>>e;
    cout<<a<<"-"<<b<<"=
";
    cin>>f;
    cout<<a<<"x"<<b<<"=
";
    cin>>g;
    cout<<a<<"/"<<b<<"=
";
    cin>>h;
    if(e==a+b)
        cout<<"第1题正确！
";
    else
        cout<<"第1题错误！
" ; 
    if(f==a-b)
        cout<<"第2题正确！
";
    else
        cout<<"第2题错误！
" ;
    if(g==a*b)
        cout<<"第3题正确！
";
    else
        cout<<"第3题错误！
" ; 
    if(h==a/b)
        cout<<"第4题正确！
";
    else
        cout<<"第4题错误！
" ; 
}

View Code（3.17被淘汰的旧版本1）

#include<iostream>
using namespace std;
#include<stdlib.h>
#include<time.h>
#define random(x) (rand()%x)
int main()
{
int a[1000],b[1000],e[1000],k[1000],n,m,o,t,i,j;
double l=0;
srand((int)time(0));
cout<<"请输入生成题目数量:";
cin>>o;
cout<<"请问是否有乘除法(1为有，0为无):";
cin>>t;
cout<<"
";
if(t==1)
{
m=o%4;
n=o/4;
for(i=0;i<n+m;i++)               
{
a[i]=random(100);
b[i]=random(100);
while((a[i]+b[i]>100))
{ 
a[i]=random(100);
b[i]=random(100);
} 
e[i]=a[i]+b[i];
}
for(i=n+m;i<2*n+m;i++)        
{
a[i]=random(100);
b[i]=random(100);
while((a[i]-b[i]<0))
{ 
a[i]=random(100);
b[i]=random(100);
} 
e[i]=a[i]-b[i];
} 
for(i=2*n+m;i<3*n+m;i++)         
{
a[i]=random(100);
b[i]=random(100);
while((a[i]*b[i]>100))
{ 
a[i]=random(100);
b[i]=random(100);
} 
e[i]=a[i]*b[i];
}
for(i=3*n+m;i<4*n+m;i++)            
{
a[i]=random(100);
b[i]=random(100);
while((a[i]%b[i]!=0)||a[i]==0||b[i]==0)
{ 
a[i]=random(100);
b[i]=random(100);
} 
e[i]=a[i]/b[i];
}
for(i=0;i<n+m;i++)                       
{
cout<<a[i]<<"+"<<b[i]<<"=   ";
if((i+1)%4==0)
cout<<"
"; 
} 
if(o<16&&o!=7)
cout<<"

";
else
cout<<"
";
for(i=n+m;i<2*n+m;i++)
{
cout<<a[i]<<"-"<<b[i]<<"=  ";
if((i-n-m+1)%4==0)
cout<<"
"; 
}
if(o<16)
cout<<"

";
else
cout<<"
";
for(i=2*n+m;i<3*n+m;i++)
{
cout<<a[i]<<"x"<<b[i]<<"=  ";
if((i-2*n-m+1)%4==0)
cout<<"
"; 
}
if(o<16)
cout<<"

";
else
cout<<"
";
for(i=3*n+m;i<4*n+m;i++)
{
cout<<a[i]<<"/"<<b[i]<<"=  ";
if((i-3*n-m+1)%4==0)
cout<<"
"; 
}
if(o<15)
cout<<"

";
else
cout<<"
";

}
else
{
m=o%2;
n=o/2;
for(i=0;i<n+m;i++)
{
a[i]=random(100);
b[i]=random(100);
while((a[i]+b[i]>100))
{ 
a[i]=random(100);
b[i]=random(100);
} 
e[i]=a[i]+b[i];
}
for(i=n+m;i<2*n+m;i++)
{
a[i]=random(100);
b[i]=random(100);
while((a[i]-b[i]<0))
{ 
a[i]=random(100);
b[i]=random(100);
} 
e[i]=a[i]-b[i];
}

for(i=0;i<n+m;i++)                       
{
cout<<a[i]<<"+"<<b[i]<<"=  ";
if((i+1)%4==0)
cout<<"
"; 
} 
if(o<7)
cout<<"

";
else
cout<<"
";
for(i=n+m;i<2*n+m;i++)
{
cout<<a[i]<<"-"<<b[i]<<"=  ";
if((i-n-m+1)%4==0)
cout<<"
";
}
if(o<7)
cout<<"

";
else
cout<<"
";
} 
cout<<"
"<<"请输入答案:
";
for(i=0;i<o;i++)
{
cin>>k[i];
}
for(i=0;i<o;i++)
{
if(k[i]==e[i])
{
cout<<"第"<<i+1<<"正确！
";
l++;
}

else
cout<<"第"<<i+1<<"错误！ 正确答案是："<<e[i]<<"
";
}
cout<<"正确率为"<<l/o*100<<"%
";
} 

View Code（3.18被淘汰的旧版本2）

#include<iostream>
using namespace std;
#include<stdlib.h>
#include<time.h>
#define random(x) (rand()%x)
int main()
{
int a[1000],b[1000],e[1000],k[1000],n,m,o,t,i,j;
double l=0;
srand((int)time(0));
cout<<"请输入生成题目数量:";
cin>>o;
cout<<"请问是否有乘除法(1为有，0为无):";
cin>>t;
cout<<"
";
if(t==1)
{
m=o%4;
n=o/4;
for(i=0;i<n+m;i++)               
{
a[i]=random(100);
b[i]=random(100);
while((a[i]+b[i]>100))
{ 
a[i]=random(100);
b[i]=random(100);
} 
for(j=0;j<i;j++)
{
if(a[i]==a[j]&&b[i]==b[j])
{
a[i]=random(100);
b[i]=random(100);
}
}
e[i]=a[i]+b[i];
}
for(i=n+m;i<2*n+m;i++)        
{
a[i]=random(100);
b[i]=random(100);
while((a[i]-b[i]<0))
{ 
a[i]=random(100);
b[i]=random(100);
} 
for(j=0;j<i;j++)
{
if(a[i]==a[j]&&b[i]==b[j])
{
a[i]=random(100);
b[i]=random(100);
}
}
e[i]=a[i]-b[i];
} 
for(i=2*n+m;i<3*n+m;i++)         
{
a[i]=random(100);
b[i]=random(100);
while((a[i]*b[i]>100))
{ 
a[i]=random(100);
b[i]=random(100);
} 
for(j=0;j<i;j++)
{
if(a[i]==a[j]&&b[i]==b[j])
{
a[i]=random(100);
b[i]=random(100);
}
}
e[i]=a[i]*b[i];
}
for(i=3*n+m;i<4*n+m;i++)            
{
a[i]=random(100);
b[i]=random(100);
while((a[i]%b[i]!=0)||a[i]==0||b[i]==0)
{ 
a[i]=random(100);
b[i]=random(100);
} 
for(j=0;j<i;j++)
{
if(a[i]==a[j]&&b[i]==b[j])
{
a[i]=random(100);
b[i]=random(100);
}
}
e[i]=a[i]/b[i];
}
for(i=0;i<n+m;i++)                       
{
cout<<a[i]<<"+"<<b[i]<<"=   ";
if((i+1)%4==0)
cout<<"
"; 
} 
if(o<16&&o!=7)
cout<<"

";
else
cout<<"
";
for(i=n+m;i<2*n+m;i++)
{
cout<<a[i]<<"-"<<b[i]<<"=  ";
if((i-n-m+1)%4==0)
cout<<"
"; 
}
if(o<16)
cout<<"

";
else
cout<<"
";
for(i=2*n+m;i<3*n+m;i++)
{
cout<<a[i]<<"x"<<b[i]<<"=  ";
if((i-2*n-m+1)%4==0)
cout<<"
"; 
}
if(o<16)
cout<<"

";
else
cout<<"
";
for(i=3*n+m;i<4*n+m;i++)
{
cout<<a[i]<<"/"<<b[i]<<"=  ";
if((i-3*n-m+1)%4==0)
cout<<"
"; 
}
if(o<15)
cout<<"

";
else
cout<<"
";

}
else
{
m=o%2;
n=o/2;
for(i=0;i<n+m;i++)
{
a[i]=random(100);
b[i]=random(100);
while((a[i]+b[i]>100))
{ 
a[i]=random(100);
b[i]=random(100);
} 
e[i]=a[i]+b[i];
}
for(i=n+m;i<2*n+m;i++)
{
a[i]=random(100);
b[i]=random(100);
while((a[i]-b[i]<0))
{ 
a[i]=random(100);
b[i]=random(100);
} 
e[i]=a[i]-b[i];
}

for(i=0;i<n+m;i++)                       
{
cout<<a[i]<<"+"<<b[i]<<"=  ";
if((i+1)%4==0)
cout<<"
"; 
} 
if(o<7)
cout<<"

";
else
cout<<"
";
for(i=n+m;i<2*n+m;i++)
{
cout<<a[i]<<"-"<<b[i]<<"=  ";
if((i-n-m+1)%4==0)
cout<<"
";
}
if(o<7)
cout<<"

";
else
cout<<"
";
} 
cout<<"
"<<"请输入答案:
";
for(i=0;i<o;i++)
{
cin>>k[i];
}
for(i=0;i<o;i++)
{
if(k[i]==e[i])
{
cout<<"第"<<i+1<<"正确！
";
l++;
}

else
cout<<"第"<<i+1<<"错误！ 正确答案是："<<e[i]<<"
";
}
cout<<"正确率为"<<l/o*100<<"%
";
} 

View Code（3.19最新版本）

 

项目的bug与修复

这次编写程序的过程中遇到了许多问题，以下将一一列出：
1．随机数有问题
在最初的程序中，我们采用的random函数只能随机一次，之后再执行程序数据也不会改变。多次检查发现这一问题后，上网了解了有关random函数的相关资料，在开头添加了
time.h 使得random可以随机多个随机数。期间我们还考虑了rand函数，不过考虑到便利性以及程序的复杂程度，最终还是采用了random函数作为生成随机数的函数。

2．随机数的存放
起初我们建立一共建立了六个数组用于存放随机数及其计算结果，后四个数组e[1000],f[1000],g[1000],h[1000]分别存放了加减乘除四种运算的结果。后来发现这样会使得程序变得复杂且有无意义的重复，经过讨论及调试后将计算结果整合在了一个数组中，使得后续编写程序也变得相对简单。

3．随机数的限制
我们对于随机数的限制包括——相加结果不大于100，相减结果不为负数，相乘结果不大于100，相除没有余数。这些条件由一个while判断，且错误的使用了&&符号，导致随机出来的数据与我们预期的大相径庭，而且一些符合其他限制而不符合另一些限制的随机也会被排除，导致随机数数量下降。之后我们将其分开，加法有加法的随机数限制，以此类推，不光解决了出来数据不符合限制的问题，也使得数字更为丰富。

4．答案有误
在添加校对答案这一功能时，我们发现明明输入的结果正确，显示的却是“第x题错误！”这一情况，在对函数进行反复排查之后，发现是for循环中i的数据有误这一微小错误，导致输入的数据与存放的答案对不上号，将其改正后，该功能便能正常使用。

项目中有待改进的问题

在功能方面，在具体定制中只实现了其中一个功能，还有很多可以继续增加的功能。

在软件方面，我们只是编了一个C++的源代码，并没有生成一个软件可供用户使用。

在性能方面，我们的代码还需要完善，解决偶尔无法生成运算式而直接结束的问题。

运行截图

2019-03-17

3.17版本 不可定制是否有乘除法的运算：

 

 

2019-03-18

3.18版本 定制不含乘除法的运算：

 

3.18版本 定制含乘除法的运算（未实现题目避免重复）：

 

2019-03-19

3.19版本 定制含乘除法的运算（实现了避免题目重复）

心得体会

第一次与同学进行两人结对编程，感觉很新奇，合作需要二人的相互配合、理解与沟通。我在这次结对编程的过程中，通过观察队友的优点，意识到了自己的不足之处。在两个人的观察下，在代码中发现新的问题，然后解决它，完善它，一点点进步。我们的项目虽然并不完美，还有许多地方需要完善。但在结对编程的过程中，我们收获了很多比结果更重要的东西。（杨雨婷）

这是时隔多久的结对编程，和同伴一起编程能够有更多的想法，当我独自没有办法解决时，有一个很好的伙伴就能一起想办法解决问题。一起编程也更加轻松自在，独自一人对这电脑啪啪敲代码难免会有些无聊。两人一起不光效率提高，而且还能随时交流想法，使得程序更加完善。即使偶尔会出现想法相左的情况，经过讨论，便能得出一个更加完善的解决方案。在程序出现错误时，两人一起验证，也能使得错误能够尽快被修正。总而言之，结对编程是能够更好地完成工作，这也是难忘的一次编程体验。（雨晨）