四则运算题目生成程序

Posted 2020-10-29 Aero、酷

一、题目描述：

       实践能力的提高当然就是得多动手了，那么就从第一个个人项目开始吧，用一周的时间完成一个基于控制台的四则运算程序，实现一个自动生成小学四则运算题目的命令行程序。

从《构建之法》第一章的 “程序” 例子出发，像阿超那样，花二十分钟写一个能自动生成小学四则运算题目的命令行 “软件”，满足以下需求：

（以下参考博客链接：http://www.cnblogs.com/jiel/p/4810756.html）

 

1. 使用 -n 参数控制生成题目的个数，例如

       Myapp.exe -n 10 -o Exercise.txt

将生成10个题目。

2. 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。

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. 每道题目中出现的运算符个数不超过3个。

5. 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：

     1. 四则运算题目1

     2. 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。

6. 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：

    1. 答案1

    2. 答案2

 

    特别的，真分数的运算如下例所示：1/6 + 1/8 = 7/24。

7. 程序应能支持一万道题目的生成。

8. 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，并会输出所有题目中重复的题目，输入参数如下：

     Myapp.exe -e <exercisefile>.txt -a <answerfile>.txt -o Grade.txt

 

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)

Repeat:2

RepeatDetail:

(1)   2,45+32  Repeat 3,32+45                    

(2)   5,3+(2+1)  Repeat 7,1+2+3

 

解释：

Correct: 5 ----5道题目正确，正确的题号 1,3,5,7,9

Wrong:5 -----5道题目错误，错误的题号 2,4,6,8,10

Repeat:2   2---组题目重复

(1) 第一组 题号2，题目 45+32  与题号3的题目重复，题号3为 32+45

(2)第二组  题号5，题目 3+(2+1) 与题号7的题目重复，题号7为 1+2+3

 

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。

二、个人软件过程：

(以下参考博客链接：http://www.cnblogs.com/happyzm/p/6472120.html)

1. 在开始实现程序之前，理解下Personal Software Process Stages(http://www.cnblogs.com/xinz/archive/2011/10/22/2220872.html)

2. 开始实现程序之前，请使用以下PSP表格，在第3列填上自己对每个环节的估计时间（单位：分钟）。

3. 在做每个环节的过程中，请在第4列填上对应环节的实际消耗时间（单位：分钟）在软件开发中，掌握估计时间是一项重要的技能，请通过PSP表格做到：

• 厘清开发的完整环节，争取在每个环节都有实际的工作，一开始边界不清楚是正常的，但请尝试按自己的理解去努力在对应环节做实际的工作。

• 预估每个环节的时间，并真实统计这些环节的耗时，在完成后输出完整的PSP耗时估计表。

• 注意：该表格是给自己看的，不要伪造数据！
• PSP模版表格如下，第3列和第4列分别对应第2列条目的估计时间和真实时间，模版表格里的时间只是示意。

• PSP2.1	Personal Software Process Stages	Time Senior Student	Time
  Planning	计划	8	15
  · Estimate	估计这个任务需要多少时间	8	600
  Development	开发	82	300
  · Analysis	需求分析 (包括学习新技术)	6	100
  · Design Spec	生成设计文档	5	65
  · Design Review	设计复审	4	65
  · Coding Standard	代码规范	3	30
  · Design	具体设计	10	12
  · Coding	具体编码	36	21
  · Code Review	代码复审	7	30
  · Test	测试（自我测试，修改代码，提交修改）	13	210
  Reporting	报告	9	20
  ·	测试报告	3	2
  ·	计算工作量	2	1
  ·	并提出过程改进计划	3	3

   

  代码说明

  点击确定按钮生成表达式，并在页面显示

   btn.onclick = function(){
          var strLi = \'\',
          strInput = \'\';
          getCount = document.getElementsByClassName(\'inputer\')[0].getElementsByTagName(\'input\')[0].value,
          getRange = document.getElementsByClassName(\'inputer\')[0].getElementsByTagName(\'input\')[1].value;
          console.log(getCount+getRange);
          for( var i = 0; i < getCount; i++){
              detailArr.push(deepClone(obj));
              expreArr.push(createExpression(getRange));
              detailArr[i].expression = expreArr[i];
          }
          for(var i = 0; i < detailArr.length; i++){
              answerArr.push(calculate(detailArr[i].expression));
              detailArr[i].answer = answerArr[i];
          }
          count = getCount;
          range = getRange;
          if(getCount != null && getRange != null){
              for(var i = 0; i < getCount; i++){
                  strLi += \'<li>\'+(i+1)+\'、    \'+ detailArr[i].expression + \'= <input type="text"></li>\';
                  strInput +=\'\';
              }
          $(\'#content\').append(strLi);
          $(\'.response\').append(strInput);
          }
  
      }

  

   

  点击提交按钮显示题目答案并统计答题信息

   submit.onclick = function(){
          var strDiv = \'\',
              strAnswer = \'\',
              rightCount = 0,
              wrongCount = 0,
              score = 0;
          var respArrays = document.getElementById(\'content\');
          for( var i = 0; i < detailArr.length; i++){
              // console.log(respArray[i].value+"  "+detailArr[i].answer);
              // console.log(\'index:\'+i);
              var responseValue = respArrays.getElementsByTagName(\'li\')[i].getElementsByTagName(\'input\')[0].value;
              if(responseValue == detailArr[i].answer && responseValue!= null){
                  $(\'#content li:eq(\'+i+\')\').append(\'<div class="rightMsg"></div>\');
                  // strDiv += "<div class=\'rightMsg\'></div>" ;
                  detailArr[i].status = \'right\';
                  rightCount++;
                  console.log(1);
              }else{
                  // strDiv += "<div class=\'wrongMsg\'></div>";
                  $(\'#content li:eq(\'+i+\')\').append(\'<div class="wrongMsg"></div><input type="text" value="\'+detailArr[i].answer+\'">\');
                  detailArr[i].status = \'wrong\';
                  wrongCount++;
                  console.log(0);
              } 
              detailArr[i].response = responseValue;
              strAnswer +=\'<input type="text"value="\'+ detailArr[i].answer+\'"readonly>\';         
          }
          $(\'.status\').append(strDiv);
          $(\'.answer\').append(strAnswer);
          //打印统计结果
          var oResults = document.getElementsByClassName(\'wrapper\')[0].getElementsByClassName(\'bottom\')[0];
          //正确数
          oResults.getElementsByClassName(\'content\')[0].getElementsByTagName(\'input\')[0].value = rightCount;
          //错误数
          oResults.getElementsByClassName(\'content\')[0].getElementsByTagName(\'input\')[1].value = wrongCount;
          //得分|正确率
          oResults.getElementsByClassName(\'result\')[0].getElementsByTagName(\'input\')[0].value = Math.round(rightCount/(rightCount + wrongCount) * 100);
      }
  
  

   

  控制台显示题号

  

  点击右下角保存，通过ajax将数据发送到php后台并将题目以txt格式保存到本地

   

   

   download.click = function(){
          $ajax({
              type:\'POST\',
              url:\'./getDatas.php\',
              data:{detailArr},
              success:function(){
                  alert("保存成功！");
                  window.location.reload();
              },
              error:function(){
                  alert("保存失败");
              }
          })
      }
  

  　　后台

  <?php
  head(\'content-type:text/html;charset="utf-8"\');
  error_reporting(0);
      $dataArrays = $_Post[\'detailArr\'];
      $arrayLength = count(dataArrays);
      $myfile = fopen("result.txt", "w") or die("Unable to open file!");
      for($x = 0; $x < $arrayLength; $x++){
          $txt= $dataArrays[$x]+"\\n";
          fwrite($myfile, $txt);
      }
       fclose($myfile);
  `
  

  　　

  支持生成上万道四则运算题，但当前尚未进行优化，因此过程稍慢。

  

   

   总结：

  当前未完成分数、真分数的计算、难度的设置以及表达式的查重，在后续版本会加以改善。

   本实验代码已发布到git上，链接地址https://gitee.com/ck250/fourOpera

   

  更新：链接地址：https://github.com/Aero-ku/fourOper

  bug修复（4-9）：

  1、包含括号的表达式无法正确计算：计算结果为该表达式去掉括号时计算的结果。

  2、未输入答案提交，表达式结果为0，系统判断正确的问题

  3、当表达式出现除0时答案为NaN，但输入NaN系统判定错误的问题。

  4、点击下载按钮无法获取txt文件？  请在服务器中运行该程序，直接打开将无法保存错题集的txt文件。