结对项目

这个作业属于哪个课程	这个作业要求在哪里	这个作业的目标
软件工程导论	结对项目	熟悉PSP流程，学习项目协作开发过程

作者：薛考瑶3223004258 苏雨童3223004255

GiuHub：https://github.com/XueKaoyao/pairproject

PSP表格

PSP2.1	Personal Software Process Stages	预估耗时（分钟）	实际耗时（分钟）
Planning	计划	30	60
· Estimate	·估计这个任务需要多少开发时间	350	540
Development	开发	360	540
· Analysis	·需求分析（包括学习新技术）	30	30
· Design Spec	·生成设计文档	30	60
· Design Review	·设计复审	10	20
· Coding Standard	·代码规范（为目前的开发制定合适的规范）	10	10
·Design	·具体设计	50	70
· Coding	·具体编码	110	140
· Code Review	·代码复审	20	40
· Test	·测试（自我测试，修改代码，提交代码）	20	60
Reporting	报告	40	40
·Test Repor	测试报告	50	20
· Size Measurement	·计算工作量	5	10
· Postmortem & Process Improvement Plan	·事后总结	20	30
	·合计	1135	1670

效能分析

生成题目和答案文件：

• 性能总体良好：所有关键操作如随机数生成、字符串操作、文件操作等都非常高效，几乎没有时间开销。
• 函数调用高效：即使某些函数调用了多次（如随机数生成函数等），它们的执行时间依然非常短，未对性能造成影响。
• exec 函数略微慢：exec 方法的调用时间为 0.001 秒，虽然时间消耗较小，但它通常较慢，还需考虑优化或避免在频繁调用的地方使用。

统计对错结果：

• 整体来看，性能分析结果显示程序中的函数调用没有显著的时间消耗。

设计实现过程

各函数功能

generate_fraction：生成真分数，保证分母不为1
generate_expression：生成四则运算表达式
evaluate_expression：计算表达式的结果
generate_questions_and_answers：生成题目和答案
write_to_files：把题目和答案写入文件中
grade_answers：统计答案对错结果

函数调用流程图

main 函数调用：

generate_questions_and_answers 函数内部调用：

代码说明

展示出项目关键代码，并解释思路与注释说明。（4分）

生成四则运算表达式函数

使用一个 for 循环迭代 num_operations 次，每次循环执行以下操作：

• 从 operators 列表中随机选择一个运算符 operator。
• 如果选择的运算符是 '/'（除法），则调用函数 generate_fraction 来生成一个表示真分数的表达式。
• 如果选择的运算符不是 '/'，则直接在 expression 后面添加一个由空格分隔的运算符和一个新的随机操作数。

def generate_expression(range_limit, num_operations):
    # 生成四则运算表达式
    operators = ['+', '-', '*', '/']
    expression = str(random.randint(0, range_limit - 1))  # 起始为一个自然数

    for _ in range(num_operations):
        operator = random.choice(operators)
        if operator == '/':
            # 生成除法表达式时，需要确保其结果是一个真分数
            expression += generate_fraction(operator, range_limit - 1, range_limit - 1)
        else:
            expression += f" {operator} {random.randint(0, range_limit - 1)}"

    return expression

统计答案对错结果函数

• 使用 with open 语句同时打开 exercise_file 和 answer_file，分别以只读模式读取其内容。
• 初始化结果列表
• 使用 enumerate 结合 zip(questions, answers) 遍历题目和答案的每一对，同时获取索引 i。
• 使用 strip() 去除题目字符串的前后空白，并使用 replace(" =", "") 去除题目中的等号，以便进行表达式求值。接着调用函数 evaluate_expression 来计算题目的正确答案。比较计算出的正确答案与所提供的答案，如果两者匹配，将题目编号添加到 correct 列表；如果不匹配，将题目编号添加到 wrong 列表。

def grade_answers(exercise_file, answer_file):
    # 根据给定的题目文件和答案文件检查正确答案
    with open(exercise_file, "r") as f_questions, open(answer_file, "r") as f_answers:
        questions = f_questions.readlines()
        answers = f_answers.readlines()

    correct = []
    wrong = []

    for i, (question, answer) in enumerate(zip(questions, answers)):
        question = question.strip().replace(" =", "")
        correct_answer = evaluate_expression(question)
        if correct_answer == answer.strip():
            correct.append(i + 1)
        else:
            wrong.append(i + 1)

    with open("Grade.txt", "w") as f_grade:
        f_grade.write(f"Correct: {len(correct)} ({', '.join(map(str, correct))})\n")
        f_grade.write(f"Wrong: {len(wrong)} ({', '.join(map(str, wrong))})\n")

测试运行

题目	正确答案	所提供答案	评分结果

项目小结

薛考瑶：完成本次结对项目过程中遇到不少分歧，包括对编程语言的选择、程序的设计等等，但是通过借鉴大量网上的项目实现以及我们二人的头脑风暴之后，最终意见达成一致，并且很快地完成任务。队友很有自己的想法，表达沟通能力和思维能力都很强，和她合作十分愉快！！
苏雨童：本次结对项目让我认识到了队友之间沟通的重要性，项目的每一个环节都需要双方的参与。结对编程或设计可以减少错误，因为两个人一起审查代码或设计方案时更容易发现问题。队友非常负责非常可靠，人美心善好说话，专业能力十分过硬，业务能力十分优秀，我要和她做一辈子软件！