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GitHub项目地址：https://github.com//untitled2/blob/master/myapp.py

1.功能要求

题目：实现一个自动生成小学四则运算题目的命令行程序

使用 -n 参数控制生成题目的个数

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，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

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

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，统计结果输出到文件Grade.txt (未实现)

2.PSP

PSP2.1

Personal Software Process Stages

预估耗时(分钟)

实际耗时(分钟)

Planning

计划

60

90

· Estimate

· 估计这个任务需要多少时间

60

90

Development

开发

1720

2070

· Analysis

· 需求分析 (包括学习新技术)

200

250

· Design Spec

· 生成设计文档

50

60

· Design Review

· 设计复审 (和同事审核设计文档)

20

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

30

40

· Coding

· 具体编码

1300

1600

· Code Review

· 代码复审

50

30

· Test

· 测试(自我测试，修改代码，提交修改)

60

60

Reporting

报告

100

100

· Test Report

· 测试报告

60

60

· Size Measurement

· 计算工作量

10

10

· Postmortem & Process Improvement Plan

· 事后总结, 并提出过程改进计划

30

30

合计

1880

2260

3.设计实现过程

首先，建立命令行控制模块，然后建立一个com类来生成随机数与随机运算符，使用list表存放随机数与随机运算符，通过get_Calculate()函数判断运算符，然后通过

get_Conversion()函数进行真分数的转换，完成运算和化简后，通过test_save()将算式写入Exercise文档中并把答案写入Answers文档中，将算式写入文件时进行算式的查

重，通过重复答案的索引判断算式是否重复来实现查重功能。

4.代码说明

讯享网

1.命令控制模块

def get_Parameter():#命令行控制模块

parser =argparse.ArgumentParser()

parser.add_argument('-n', help='设定题目数量',type=int)

parser.add_argument('-r', help='设定数值范围',type=int)return parser.parse_args()

2.建立一个类用以生成随机数与运算符

classcom(object):def __init__(self, r):#初始化

self.r=rdef get_Arithmeticl(self):#获得随机数字与符号

symbol=[]

numerical=[]

syb=0

n=1m=0

i=random.randint(1, 3)for x inrange(i):

sy=random.choice(['+','-','×','÷'])if sy=='+'or sy=='-':

syb+=10(i-x-1)else:

syb+= 2 * (10 (i - x - 1))

symbol.append(sy)if self.r < 10:

n= int(10 /self.r)if n==1:while m <=i:

numerical.append(Fraction(random.randint(1, self.r), random.randint(1, self.r)))

m+=1

else:while m <=i:

nu= Fraction(random.randint(1, self.r * n), random.randint(1, self.r *n))if nu<=self.r:

numerical.append(nu)

m+= 1

return symbol,syb,numerical,i

3.识别运算符和分数的转换

def get_Calculate(a,b,c):#四则运算

if c=='+':

results=a+belif c=='-':

results=a-belif c=='×':

results=a*belse:results=a/breturnresultsdef get_Conversion(fraction):#假分数转化真分数

if fraction.numerator%fraction.denominator==0:return '%d'%(fraction.numerator/fraction.denominator)elif fraction.numerator>fraction.denominator:

a=int(fraction.numerator/fraction.denominator)

b, c= fraction.numerator - a *fraction.denominator, fraction.denominatorreturn '%d%s%d%s%d' % (a,'’',b,'/',c)else:

b, c=fraction.numerator, fraction.denominatorreturn '%d%s%d' % (b,'/',c)

4.生成算式列表和查重

ef get_Formula(n,r):#生成题目和答案列表

Exercises,Answers,Exercises1,Exercises2=[],[],[],[]

x=1

while x

symbol, syb, numerical,i=com(r).get_Arithmeticl()

results=numerical[0]

judge=Truefor y inrange(i):

calculate=get_Calculate(results,numerical[y+1],symbol[y])if calculate>=0:#判断算式是否合法

answer=calculateelse:

judge=Falsebreak

if judge:#查重

try:

num=Answers.index(answer)#判断重复答案的索引

if operator.eq(Exercises1[num],symbol) andoperator.eq(Exercises2[num],numerical):pass

except ValueError as e:#可以写入

Answers.append(answer)

Exercises1.append(symbol)

Exercises2.append(numerical)

Exercises.append('%d. %s'%(x,set_Formula(symbol,numerical,syb)))

x+=1

else:pass

return Exercises,Answers

5.写入文件

def text_save(filename, data):#filename为写入文件的路径，data为要写入数据列表.

file = open(filename,'a')

file.seek(0)

file.truncate()#清空文件

for x indata:

x='%s\n'%(x)

file.write(x)

file.close()print('%s文件保存成功'%filename)

6.main函数

defmain():

args=get_Parameter()ifargs.n:

n=args.nifargs.r:

r=args.r

Exercises, Answers=get_Formula(n, r)for x inrange(n):

Answers[x]= '%d. %s' % (x + 1, get_Conversion(Answers[x]))print('本次共生成题目%d道\n题目数值范围为0-%d' %(n, r))

text_save('Exercises.txt', Exercises)

text_save('Answers.txt', Answers)

5.测试结果分析：

程序运行：

生成文件：

生成10000道题目文件：

6.项目总结

本次项目为结对项目，这次题目比上次难了许多，一开始对项目框架的构建比较模糊，经过一段时间的查询资料与讨论后我们进行了项目分工，做项目时，一个人进行编写另一个人在旁边指导和构思，我们在设计功能时会提出各自的想法，经过讨论选择更合适的方法。其中在查重和统计答案对错的功能实现遇到了困难，之后我们决定使用通过重复答案去查找相同的式子来完成查重，由于我们的编程基础较为薄弱，未能实现对答案的统计对错功能。结对编程之后，我感受到了结对编程的优点在于，在编写代码的过程中，结对伙伴会在旁边找出编码的错误，并能较快的找到BUG，让我们能及时修改代码，这样提高了编程效率，节约时间。