四则运算

Posted 2020-10-31 lybear

GitHub地址：https://github.com/LYbear/calculate

 

PSP

 

PSP2.1	Personal Software Process Stages	预估耗时（分钟）
Planning	计划	10
· Estimate	· 估计这个任务需要多少时间	10
Development	开发	655
· Analysis	· 需求分析 (包括学习新技术)	30
· Design Spec	· 生成设计文档	30
· Design Review	· 设计复审 (和同事审核设计文档)	10
· Coding Standard	· 代码规范 (为目前的开发制定合适的规范)	5
· Design	· 具体设计	40
· Coding	· 具体编码	5h*60
· Code Review	· 代码复审	1h*60
· Test	· 测试（自我测试，修改代码，提交修改）	3h*60
Reporting	报告	290
· Test Report	· 测试报告+博客	4h*60
· Size Measurement	· 计算工作量	10
· Postmortem & Process Improvement Plan	· 事后总结, 并提出过程改进计划	40
合计		955

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项目要求

• √ 参与运算的操作数(operands)除了100以内的整数以外，还要支持真分数的四则运算。操作数必须随机生成。
• √ 运算符(operators)为 +, −, ×, ÷ 运算符的种类和顺序必须随机生成。
• √ 要求能处理用户的输入，并判断对错，打分统计正确率。
• √ 使用 -n 参数控制生成题目的个数。

附加要求

• √ 支持带括号的多元复合运算
• √ 运算符个数随机生成（考虑小学生运算复杂度，范围在2~10）

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解题思路

这个题目可以被划分为以下三个问题：

1. 运算符号和数字都要随机生成；
2. 计算所列出四则运算的结果。
3. 接受用户输入并比较结果是否正确，如不正确还要能自动给出正确结果。并在命令行中表现出来。

如何解决

问题1

• 随机操作数、随机运算符、随机括号、随机长度等随机变量可以利用random函数编写一个字函数。
• 需要考虑除数及分母为0时的情况，此时表达式不成立。
• 需要考虑随机生成括号的位置是否有意义的情况。例如：

expression:  (1+2+5)-(3*4)=

问题2

该种方法一般思路为：

1. 将中缀表达式转化成后缀表达式。
2. 通过栈计算后缀表达式的值。
   其中需要考虑运算符优先级问题以及栈的结构。查阅了网上的资料，参考了dragondove的博客以及yichudu的博客。其中都有关于该算法的的具体描述。

问题3

判断用户输入情况只需接受用户输入比较统计得分即可。由于要求采用命令行界面完成，该部分主要需要控制及美化命令行界面。

测试部分

由于四则运算的规则繁杂，随机生成的算式需要判断各种情况的产生，也就无形之中给测试部分增添了很大压力。看过了《构建之法》第二章的所有测试部分之后，利用其中单元测试的部分对项目进行了统一的测试。详细情况见后文测试部分。

#include <iostream>

 #include <stdio.h>

 #include <windows.h>

 #include <string.h>

 #include <time.h>

 

 

int  main()   //主函数

{

         int n,a,right=0;

         double percent;

         cout<<"Please enter the number of the test:";

         cin>> n >>endl;

         for(int i=0;i<n;i++)

         {

                   a=takeTest();

                   right=right+a;

         }

         cout<<"Powerful!"<<endl;

         cout<<"The number of right:%d"+right<<endl;

         percent=((double)right*100.00)/(double)n;

         cout<<"The percent of right:%0.2f %%\\n"+percent<<endl;

}

 

 

// 随机获取运算符函数

char getSignal()

{

    char signal[4]={\'+\',\'-\',\'*\',\'/\'};

    srand((unsigned)time(NULL));

    return signal[rand()%4];

}

 

 

//获取随机数函数

int random(double start, double end)

{

    return (int)(start+(end-start)*rand()/(RAND_MAX+ 1.0));

}

 

 

 

//题目生成函数

int takeTest()

{

    int get;

    int num1,num2,a;

    char signal;

 

    srand((unsigned)time(NULL));

    signal=getSignal();

    num1=random(0,1000);

    num2=random(1,1000);

if(signal==\'-\')

    {

        if(num1<num2)

        {

            int temp;

            temp=num1;

            num1=num2;

            num2=temp;

        }

    }

    if(signal==\'/\')

    {

        if(num2==0)

        {

            int temp;

            temp=num1;

            num1=num2;

            num2=temp;

        }

    }

    cout<<num1+signal+num2<<endl;

    cin>>get<<endl;

    fflush(stdin);   //清空输入缓冲区

    if(getResult(num1,num2,signal)==get)

        {

      cout<<"You\'re right!"<<endl;

        a=1;

        }

    else

    {

        cout<<"It\'s wrong!\\n"<<endl;

        cout<<getResult(num1,num2,signal)<<endl;

        a=0;

    }

    return a;

}

 

 

//获取运算结果函数

int getResult(int num1,int num2,char signal)

{

    int res;

    switch(signal)

    {

    case \'+\':

        res=num1+num2;break;

    case \'-\':

        res=num1-num2;break;

    case \'*\':

        res=num1*num2;break;

    case \'/\':

        res=num1/num2;break;

    default:

        cout<<"运算符错误！"<<endl;

    }

    return res;

}

 

 

运行结果如图：

 

 

自我测评：

   本程序由c++语言编写而成，在Visual C++6.0版本的编译器上测试执行成功。但是个人能力不够，花费时间也较多。

 

 

 

 

PSP2.1	Personal Software Process Stages	实际耗时（分钟）
Planning	计划	20
· Estimate	· 估计这个任务需要多少时间	0
Development	开发	800
· Analysis	· 需求分析 (包括学习新技术)	120
· Design Spec	· 生成设计文档	30
· Design Review	· 设计复审 (和同事审核设计文档)	15
· Coding Standard	· 代码规范 (为目前的开发制定合适的规范)	40
· Design	· 具体设计	100
· Coding	· 具体编码	7h*60
· Code Review	· 代码复审	1.5h*60
· Test	· 测试（自我测试，修改代码，提交修改）	2h*60
Reporting	报告	330
· Test Report	· 测试报告+博客	4.5h*60
· Size Measurement	· 计算工作量	10
· Postmortem & Process Improvement Plan	· 事后总结, 并提出过程改进计划	50
合计		1123

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