结对作业
结队项目
| 这个作业属于哪个课程 | 信安1912-软件工程 (广东工业大学 - 计算机学院) |
|---|---|
| 这个作业要求在哪里 | 结对项目作业 |
| 这个作业的目标 | <实现一个自动生成小学四则运算题目的命令行程序> |
| 项目成员1 | 梁梓恩 3219005491 |
| 项目成员2 | 唐正奇 3219005495 |
一、Github项目地址（合作人：梁梓恩、唐正奇）
二、题目叙述
2.1题目数字以及运算符要求：
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。
2.2 生成题目具体操作过程及格式：
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 每道题目中出现的运算符个数不超过3个。
- 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。 - 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。 - 程序应能支持一万道题目的生成。
- 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.txt -a .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)
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。
三、解题思路
- 运用eval函数和join函数，实现识别（字符型）运算符和把数和运算符都用字符型表示从而最终整合成整个式子，完成运算。
- 因为随机浮点数的话会因为精度问题而不好化为分数，所以采用了分子分母分开用随机整数，再让它们相除，从而得到分数，使得分数更好的进行运算。
- 为了让三个运算符的时候能按照优先度进行运算，我们最终经过挑选，采取了穷举法。
- 使用Fraction来代表每个需要运算的数，使得计算后可以得到整数和分数。更好实现运算功能和化为带分数功能。
- 实现化为带分数的功能，将结果进行求余1来判断是否为整数，然后再读取分数的分子和分母。已。index能识别字符串中的符号，并返回所在序列号，然后通过配合，将结果转为str型。然后识别‘/’来读取分子位数，通过len得到整个分数的位数，从而得到分母的位数，并进行读取得到。最终判断分子与分母的大小即可。
四、代码说明
文件Interger.py为整数计算。
文件Fractional.py为分数计算。
文件Write.py为将四则运算题目和答案分别写入相对应文件中。其中在每一次的第一次录入之前，会自动将文件进行清空。
五、测试运行
结果显示：
在控制台生成题目，同时会自动生成questions.txt和answers.txt
生成的文件如下：
六、PSP表格
| PSP2.1 | Personal Software Process Stages | 预估耗时（分钟） | 实际耗时（分钟） |
|---|---|---|---|
| Planning | 计划 | 1140 | 1190 |
| · Estimate | · 估计这个任务需要多少时间 | 1140 | 1190 |
| Development | 开发 | 1040 | 1090 |
| · Analysis | · 需求分析 (包括学习新技术) | 240 | 300 |
| · Design Spec | · 生成设计文档 | 30 | 30 |
| · Design Review | · 设计复审(和同事审核设计文档) | 30 | 20 |
| · Coding Standard | · 代码规范 (为目前的开发制定合适的规范) | 60 | 40 |
| · Design | · 具体设计 | 200 | 180 |
| · Coding | · 具体编码 | 300 | 240 |
| · Code Review | · 代码复审 | 120 | 200 |
| · Test | · 测试（自我测试，修改代码，提交修改） | 60 | 80 |
| Reporting | 报告 | 100 | 100 |
| · Test Repor | · 测试报告 | 60 | 80 |
| · Size Measurement | · 计算工作量 | 20 | 10 |
| · Postmortem & Process Improvement Plan | · 事后总结, 并提出过程改进计划 | 20 | 10 |
| 合计 | · | 1140 | 1190 |
七 、项目小结
梁梓恩：
- 通过这次结队项目作业，我们学会了在开始做项目时，要先想明白需要构建什么功能，代码要怎么写，需要运用到什么样的函数等等问题。
- 结对编程还是比个人编程效率要高。两个人一起讨论交流自己的想法，可以结合其中好的部分，改进不足的地方，从而得到一个更好的解决方法，在代码复审时也可以更快的发现问题。
唐正奇：
合作编程可以按各自擅长的部分进行分工，从而达到提高效率的目的。相比一个人完成项目，结对项目的两个人思路不同，往往更能发现一些习惯性忽略的小问题。
