第二次结对编程—四则运算自动生成程序
一、题目要求
我们在刚开始上课的时候介绍过一个小学四则运算自动生成程序的例子，请实现它，要求：
能够自动生成四则运算练习题
可以定制题目数量
用户可以选择运算符
用户设置最大数（如十以内、百以内等）
用户选择是否有括号、是否有小数
用户选择输出方式（如输出到文件、打印机等）
最好能提供图形用户界面（根据自己能力选做，以完成上述功能为主）
二、任务分配
驾驶员：王旭
领航员：张昊辰
驾驶员负责写代码，浏览文件，还有基础实现方法。
领航员则着眼更长远的考虑并且检查错误。进行代码测试和检查错误。
三、代码测试
1、四则运算式的生成：
#include <time.h>
#include <cstdio>
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
#include <string.h>
#include <stack>
int problem_num; //题目总数
int problem_operate; //运算符
int back_operate; //备份运算符
int if_decimal; //是否有小数
int if_bracket; //是否有括号
int number_min; //数字下界
int number_max; //数字上界
char subject_operator[4][2] = { "+","-","*","/" }; //运算符
void Subject_Output_Screen()
{
//printf("题目列表：\n");
for (int i = 0; i < problem_num; ++i) {
int id = 0;
int num;
int num_opera;
int N = rand() % 4 + 2;
bool f = true, flag = true;
double number;
printf("(%d)", i + 1);
for (int j = 0; j < N; ++j) {
if (rand() % 2 && N > 2 && flag && if_bracket) {
printf("(");
flag = false;
id = j;
//str += "(";
}
num = (rand() % abs(number_max - number_min)) + number_min;
number = num + (double)(rand() % 100) / 100;
num_opera = rand() % problem_operate;
if (back_operate == 2) {
num_opera += 2;
}
//不是小数
if (!if_decimal) {
//str += to_string(num);
printf("%d", num);
}
//是小数
else {
//str += to_string(number);
printf("%.2f", number);
}
if (id != j && rand() % 2 && !flag && f) {
printf(")");
f = false;
//str += ")";
}
//str += subject_operator[num_opera];
printf("%s", subject_operator[num_opera]);
}
num = (rand() % (number_max - number_min)) + number_min;
number = num + (double)(rand() % 100) / 100;
if (!if_decimal) {
//str += to_string(num);
printf("%d", num);
}
else {
//str += to_string(number);
printf("%.2f", number);
}
if (f && !flag) {
printf(")");
//str += ")";
}
printf("=\n");
}
}
测试结果：
2、四则运算式的计算：
void Subject_Answer()
{
//printf("参考答案:\n");
char s[200];
FILE *fp = fopen("question.txt", "r");
FILE *_fp = fopen("answer.txt", "w");
int i = 0;
while (!feof(fp)) {
i++;
if (i == problem_num + 1) break;
printf("(%d)", i);
memset(s, 0, sizeof(s));
fgets(s, sizeof(s) - 2, fp); // 包含了换行符和‘=’
double ans = Evaluate(s);
printf("%.2f\n", ans);
fprintf(_fp, "%.2f\n", ans);
}
}
测试结果：
四、代码审查表
代码地址：点击这里
| 功能模块名称 | 四则运算自动生成程序 | ||
| 审查人 | 张昊辰 | 审查日期 | 2019/5/5 |
| 代码名称 | ruanjiangongcheng | 代码作者 | 王旭 |
| 文件结构 | |||
| 重要性 | 审查项 | 结论 | |
| 头文件和定义文件的名称是否合理？ | 是 | ||
| 头文件和定义文件的目录结构是否合理？ | 是 | ||
| 版权和版本声明是否完整？ | 是 | ||
| 重要 | 头文件是否使用了 ifndef/define/endif 预处理块? | 否 | |
| 头文件中是否只存放“声明”而不存放“定义” | 否 | ||
| 程序的版式 | |||
| 重要性 | 审查项 | 结论 | |
| 空行是否得体？ | 是 | ||
| 代码行内的空格是否得体？ | 是 | ||
| 长行拆分是否得体？ | 是 | ||
| “{” 和 “}” 是否各占一行并且对齐于同一列？ | 否 | ||
| 重要 | 一行代码是否只做一件事？如只定义一个变量，只写一条语句。 | 是 | |
| 重要 | If、for、while、do等语句自占一行，不论执行语句多少都要加 “{}”。 | 是 | |
| 重要 | 在定义变量（或参数）时，是否将修饰符 * 和 ＆ 紧靠变量名？注释是否清晰并且必要？ | 是 | |
| 重要 | 注释是否有错误或者可能导致误解？ | 否 | |
| 重要 | 类结构的public, protected, private顺序是否在所有的程序中保持一致？ | 未涉及 | |
| 命名规则 | |||
| 重要性 | 审查项 | 结论 | |
| 重要 | 命名规则是否与所采用的操作系统或开发工具的风格保持一致？ | 是 | |
| 标识符是否直观且可以拼读？ | 是 | ||
| 标识符的长度应当符合“min-length && max-information”原则？ | 是 | ||
| 重要 | 程序中是否出现相同的局部变量和全部变量？ | 否 | |
| 类名、函数名、变量和参数、常量的书写格式是否遵循一定的规则？ | 是 | ||
| 静态变量、全局变量、类的成员变量是否加前缀？ | 否 | ||
| 表达式与基本语句 | |||
| 重要性 | 审查项 | 结论 | |
| 重要 | 如果代码行中的运算符比较多，是否已经用括号清楚地确定表达式的操作顺序？ | 是 | |
| 是否编写太复杂或者多用途的复合表达式？ | 否 | ||
| 重要 | 是否将复合表达式与“真正的数学表达式”混淆？ | 否 | |
| 重要 | 是否用隐含错误的方式写if语句? 例如 | ||
| （1）将布尔变量直接与TRUE、FALSE或者1、0进行比较。 | 是 | ||
| （2）将浮点变量用“==”或“！=”与任何数字比较。 | 是 | ||
| （3）将指针变量用“==”或“！=”与NULL比较。 | 是 | ||
| 如果循环体内存在逻辑判断，并且循环次数很大，是否已经将逻辑判断移到循环体的外面？ | 否 | ||
| 重要 | Case语句的结尾是否忘了加break？ | 否 | |
| 重要 | 是否忘记写switch的default分支？ | 否 | |
| 重要 | 使用goto 语句时是否留下隐患? 例如跳过了某些对象的构造、变量的初始化、重要的计算等。 | 否 | |
| 常量 | |||
| 重要性 | 审查项 | 结论 | |
| 是否使用含义直观的常量来表示那些将在程序中多次出现的数字或字符串？ | 是 | ||
| 在C++ 程序中，是否用const常量取代宏常量？ | 否 | ||
| 重要 | 如果某一常量与其它常量密切相关，是否在定义中包含了这种关系？ | 是 | |
| 是否误解了类中的const数据成员？因为const数据成员只在某个对象 | 否 | ||
| 生存期内是常量，而对于整个类而言却是可变的。 | |||
| 函数设计 | |||
| 重要性 | 审查项 | 结论 | |
| 参数的书写是否完整？不要贪图省事只写参数的类型而省略参数名字。 | 是 | ||
| 参数命名、顺序是否合理？ | 是 | ||
| 参数的个数是否太多？ | 否 | ||
| 是否使用类型和数目不确定的参数？ | 否 | ||
| 是否省略了函数返回值的类型？ | 否 | ||
| 函数名字与返回值类型在语义上是否冲突？ | 否 | ||
| 重要 | 是否将正常值和错误标志混在一起返回？正常值应当用输出参数获得，而错误标志用return语句返回。 | 否 | |
| 重要 | 在函数体的“入口处”，是否用assert对参数的有效性进行检查？ | 否 | |
| 重要 | 使用滥用了assert？ 例如混淆非法情况与错误情况，后者是必然存在的并且是一定要作出处理的。 | 否 | |
| 重要 | return语句是否返回指向“栈内存”的“指针”或者“引用”？ | 是 | |
| 是否使用const提高函数的健壮性？const可以强制保护函数的参数、返回值，甚至函数的定义体。“Use const whenever you need” | 否 | ||
| 内存管理 | |||
| 重要性 | 审查项 | 结论 | |
| 重要 | 用malloc或new申请内存之后，是否立即检查指针值是否为NULL？（防止使用指针值为NULL的内存） | 未涉及 | |
| 重要 | 是否忘记为数组和动态内存赋初值？（防止将未被初始化的内存作为右值使用） | 否 | |
| 重要 | 数组或指针的下标是否越界？ | 否 | |
| 重要 | 动态内存的申请与释放是否配对？（防止内存泄漏） | 否 | |
| 重要 | 是否有效地处理了“内存耗尽”问题？ | 否 | |
| 重要 | 是否修改“指向常量的指针”的内容？ | 否 | |
| 重要 | 是否出现野指针？例如（1）指针变量没有被初始化;（2）用free或delete释放了内存之后，忘记将指针设置为NULL。 | 否 | |
| 重要 | 是否将malloc/free 和 new/delete 混淆使用？ | 否 | |
| 重要 | malloc语句是否正确无误？例如字节数是否正确？类型转换是否正 确？ | 未涉及 | |
| 重要 | 在创建与释放动态对象数组时，new/delete的语句是否正确无误？ | 未涉及 | |
| C++ 函数的高级特性 | |||
| 重要性 | 审查项 | 结论 | |
| 重载函数是否有二义性？ | 否 | ||
| 重要 | 是否混淆了成员函数的重载、覆盖与隐藏？ | 否 | |
| 运算符的重载是否符合制定的编程规范？ | 是 | ||
| 是否滥用内联函数？例如函数体内的代码比较长，函数体内出现循环。 | 否 | ||
| 重要 | 是否用内联函数取代了宏代码？ | 是 | |
| 类的构造函数、析构函数和赋值函数 | |||
| 重要性 | 审查项 | 结论 | |
| 重要 | 是否违背编程规范而让C++ 编译器自动为类产生四个缺省的函数： | ||
| （1）缺省的无参数构造函数； | 否 | ||
| （2）缺省的拷贝构造函数； | 否 | ||
| （3）缺省的析构函数； | 否 | ||
| （4）缺省的赋值函数。 | 否 | ||
| 重要 | 构造函数中是否遗漏了某些初始化工作？ | 否 | |
| 重要 | 是否正确地使用构造函数的初始化表？ | 是 | |
| 重要 | 析构函数中是否遗漏了某些清除工作？ | 否 | |
| 是否错写、错用了拷贝构造函数和赋值函数？ | 否 | ||
| 重要 | 赋值函数一般分四个步骤： | ||
| （1）检查自赋值； | |||
| （2）释放原有内存资源； | |||
| （3）分配新的内存资源，并复制内容； | |||
| （4）返回 *this。是否遗漏了重要步骤？ | 否 | ||
| 重要 | 是否正确地编写了派生类的构造函数、析构函数、赋值函数？ | 是 | |
| 注意事项： | |||
| （1）派生类不可能继承基类的构造函数、析构函数、赋值函数。 | |||
| （2）派生类的构造函数应在其初始化表里调用基类的构造函数。 | |||
| （3）基类与派生类的析构函数应该为虚（即加virtual关键字）。 | |||
| （4）在编写派生类的赋值函数时，注意不要忘记对基类的数据成员重新赋值 | |||
| 类的高级特性 | |||
| 重要性 | 审查项 | 结论 | |
| 重要 | 是否违背了继承和组合的规则？ | 否 | |
| （1）若在逻辑上B是A的“一种”，并且A的所有功能和属性对B而言都有意义，则允许B继承A的功能和属性。 | |||
| （2）若在逻辑上A是B的“一部分”（a part of），则不允许B从A派生，而是要用A和其它东西组合出B。 | |||
| 其它常见问题 | |||
| 重要性 | 审查项 | 结论 | |
| 重要 | 数据类型问题： | ||
| （１）变量的数据类型有错误吗？ | 无 | ||
| （２）存在不同数据类型的赋值吗？ | 无 | ||
| （３）存在不同数据类型的比较吗？ | 无 | ||
| 重要 | 变量值问题： | ||
| （１）变量的初始化或缺省值有错误吗？ | 无 | ||
| （２）变量发生上溢或下溢吗？ | 无 | ||
| （３）变量的精度够吗？ | 够 | ||
| 重要 | 逻辑判断问题： | ||
| （１）由于精度原因导致比较无效吗？ | 无 | ||
| （２）表达式中的优先级有误吗？ | 无 | ||
| （３）逻辑判断结果颠倒吗？ | 无 | ||
| 重要 | 循环问题： | ||
| （１）循环终止条件不正确吗？ | 无 | ||
| （２）无法正常终止（死循环）吗？ | 无 | ||
| （３）错误地修改循环变量吗？ | 无 | ||
| （４）存在误差累积吗？ | 无 | ||
| 重要 | 错误处理问题： | ||
| （１）忘记进行错误处理吗？ | 无 | ||
| （２）错误处理程序块一直没有机会被运行？ | 无 | ||
| （３）错误处理程序块本身就有毛病吗？如报告的错误与实际错误不一致，处理方式不正确等等。 | 无 | ||
| （４）错误处理程序块是“马后炮”吗？如在被它被调用之前软件已经出错。 | 无 | ||
| 重要 | 文件I/O问题： | ||
| （１）对不存在的或者错误的文件进行操作吗？ | 无 | ||
| （２）文件以不正确的方式打开吗？ | 无 | ||
| （３）文件结束判断不正确吗？ | 无 | ||
| （４）没有正确地关闭文件吗? | 无 | ||
五、工作总结
就这次任务任务而言，难点主要分为以下几个方面：随机数的生成，随即符号的穿插，括号匹配的检测、随机算式答案的计算以及界面的生成。就随机数的生成而言，我们采用当前时间对（数值最大-数值最小）取余再加最小数值，这样数值方面基本不会出现很奇怪的数；在随机符号穿插方面我们同样采取与随机数相似的办法，即将符号存入数组中，而随机插入的符号以数组下标来决定；对于括号匹配检测，采取逆波兰式进行括号匹配检测；对于答案的计算则是通过直接读取文件里的字符串转化成数值再进行计算；界面，则是通过MFC项目学习完成。对于完成的代码已经最大程度的完成了任务的要求，但还有以下几点可以改：代码中若能将文件生成部分与界面输出部分分为两个函数应该会更加清晰明了，并且测试起来也会更加快捷；对于答案的计算可以直接在算式生成的同时进行计算。这其中，我作为一名领航员，虽也参与了问题的讨论，更多地是见证了王旭同学的辛苦付出。希望今后也能与王旭同学一起在学习中共同努力、共同进步！
