Software Engineering-HW2
题目描述
从《构建之法》第一章的 “程序” 例子出发，完成一个能自动生成小学四则运算题目的命令行 “软件”，满足以下需求：
1.参与运算的操作数(operands)除了100以内的整数以外，还要支持真分数的四则运算，例如：1/6 + 1/8 = 7/24。操作数必须随机生成。
2.运算符(operators)为 +, −, ×, ÷ （如运算符个数固定，则不得小于3）运算符的种类和顺序必须随机生成。
3.要求能处理用户的输入，并判断对错，打分统计正确率。
4.使用 -n 参数控制生成题目的个数，例如执行下面命令将生成5个题目
- (以C/C++/C#为例) calgen.exe -n 5
- (以python为例) python3 calgen.py -n 5
附加功能（算附加分）
- 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1~10）
项目地址
https://github.com/lishiyuwhu/Homework/tree/master/SE/HW2
PSP
| PSP2.1 | Personal Software Process Stages | 预估耗时（分钟） | 实际耗时（分钟） |
|---|---|---|---|
| Planning | 计划 | ||
| · Estimate | · 估计这个任务需要多少时间 | 5 | 10 |
| Development | 开发 | ||
| · Analysis | · 需求分析 (包括学习新技术) | 20 | 15 |
| · Design Spec | · 生成设计文档 | 20 | 0 |
| · Design Review | · 设计复审 (和同事审核设计文档) | 0 | 0 |
| · Coding Standard | · 代码规范 (为目前的开发制定合适的规范) | 0 | 0 |
| · Design | · 具体设计 | 20 | 15 |
| · Coding | · 具体编码 | 180 | 190 |
| · Code Review | · 代码复审 | 20 | 10 |
| · Test | · 测试（自我测试，修改代码，提交修改） | 60 | 40+30 |
| Reporting | 报告 | ||
| · Test Report | · 测试报告 | 10 | 5 |
| · Size Measurement | · 计算工作量 | 10 | 1 |
| · Postmortem & Process Improvement Plan | · 事后总结, 并提出过程改进计划 | 30 | 30 |
| 合计 | 340 | 316+30 |
合着干完了才发现还有设计文档这事
解题思路
先找找python有没有分数类型, 没的话找个包, 实在没有就自己写个虽然感觉不可能没有.
具体算符随机和计算就用密码学作业 上刚写的压栈计算器, 大致改改.
再写个前缀表达式转中缀带括号形式的输出函数.
python获取命令行参数的函数也要找一下.
注意除0.
还有:
参与运算的操作数(operands)除了100以内的整数以外
看例子的数据范围, 真的不是0~10吗? 100以内真的好难做.
设计实现过程
+-*/四个算符属于一个oper类,
class oper(object):
f = 0
n = 0
name = ''
def __init__(self, func, num, name, output):
self.f = func#计算入口
self.n = num#算符目数
self.name = name#字母名字
self.output = output#输出用的符号名字
def __str__(self):
return self.output
计算用的cal()通过修改得到
一个输出函数, 把OpListwithNumList转换为中序并输出.
match()判断表达式是否成立, 能够计算
代码说明
def cal(OpList, NumList): #计算栈函数
s = [] # 清空计算用的stack
s = copy.copy(NumList[::-1])
flag = 0 # 值若为1, 说明此OpList错误, 就舍弃
for op in OpList[::-1]: # 前缀, 所以倒过来压栈
if (op.n > len(s)): # 栈中, 操作符需要的数不足
flag = 1
break
if (op.n == 0):
s.append(op.f())
elif (op.n == 1):
temp = s.pop() # 栈顶退栈写入temp
s.append(op.f(temp)) # 操作后压栈
elif (op.n == 2):
temp1 = s.pop()
temp2 = s.pop() # 退栈2个
if (op in [OpDiv]) and temp2==0 :#处理除0模0情形
flag = 1
break
else:
s.append(op.f(temp1, temp2)) # 计算后压栈
elif (op.n == 3):
tempx = s.pop()
tempy = s.pop()
tempz = s.pop()
if op==OpPD and tempz==0:
flag = 1
break
s.append(op.f(tempx, tempy, tempz)) # 计算后压栈
# 这部分其实应该用dict来写, 这么多的if一点也不pythonic, 但真的懒得写了
if (len(s) != 1): # 栈里面的数字没用完
flag = 1
if flag==1:
return 'False'
else:
return s[0]
(后记: 现在想想其实这里也不算画蛇添足写的'False', 当时我还是有着一颗判断前缀式合法的心的)
测试运行
项目小结
有个问题直到最后写文书才看出来: 预计的match()没用上. 那么问题来了, 为什么没用上呢? 因为当时直接想的是既然+-/*都是双目运算符, 直接数字个数比算符个数多1就好了. 那这个错误想法为啥直到最后最后也没出错呢? 错在使用的cal()上面.
之前说cal()是从密码学作业改过来的, 本体是
def cal(OpList, pair):# 计算栈函数, 输入一列操作符OpList, 明文密文pair. 返回flag=1说明错误,flag=1正确
这个pair类似于[1,5]明文1密文5, 这样cal()运算的数字只有一个, 形如OpList+OneNum. 而又想当然的把OneNum改成NumList, 导致:
+*-/59874 #可以生成的都是形如OpList+NumList
+/*23-21*3-41 #运算符嵌在数字中形式的无法生成
还是挺可怕的, 一直都没发现.
不过, 就结果上说, 这也凑合算是
支持带括号的多元复合运算
了吧😀.
update:
2017/9/24 23:20:10
忘了加上0, 然后不要忘了处理frac{}{0}的情形, 得闲再说
2017/9/25 9:45:14
处理了一票带0情形
2017/9/26 20:03:30
其实我做的时候完全忘了要做单元测试. 刚才试着做了一下单元测试, 有个问题:
正常来讲是自行构造正确的输入输出, 去测试某一个函数. 那对于项目小结里提到的这个问题, 如果我当时编写的时候使用了match(), 可能到最后我都没发现. 所有函数都正确, 而最后生成结果又是随机生成难以用测试用例去比照, 该怎么通过测试发现这种错误?
2017/9/27 18:03:54
因为HW3一样要用这个, 重写了cal和输出函数, 这回的效果就很棒了
def cal(equList):#逆波兰计算栈 返回flag+答案
list = equList[::-1]#倒序方便pop
s = []#计算栈
flag = 0 # 值若不为0, 说明此OpList错误, 就舍弃
for i in range(len(list)):
try:
op = list.pop()
except IndexError:
flag = 1
break
if op not in AllOpList:
s.append(op)
else:
try:
temp1 = s.pop()
temp2 = s.pop()
s.append(op.f(temp2, temp1))
except IndexError:
flag = 2
break
except ZeroDivisionError:
flag = 3
break
if len(s) != 1:
flag = 4
return [flag, s]
def convAndPrint(equList):#转换为中序输出
s =[] #输出栈 格式为[内容, 优先级]
list = equList[::-1]
for i in range(len(list)):
op = list.pop()
if op not in AllOpList:
s.append([[op], 0])
else:
temp1 = s.pop()
temp2 = s.pop()
#temp1[0] = [temp1[0]]
# temp2[0] = [temp2[0]]
if op.prec>temp1[1] and op.prec>temp2[1]:
m_return = [temp2[0] + [op] + temp1[0], op.prec]
elif op.prec>temp1[1] and op.prec<=temp2[1]:
m_return = [temp2[0] + [op] + ['('] + temp1[0] + [')'], op.prec]
elif op.prec<=temp1[1] and op.prec>temp2[1]:
m_return = [['('] + temp2[0] + [')']+ [op] + temp1[0], op.prec]
elif op.prec<=temp1[1] and op.prec<=temp2[1]:
m_return = [['('] + temp2[0] + [')']+ [op] + ['('] + temp1[0] + [')'], op.prec]
s.append(m_return)
#return s[0][0]
j=0
try:
while True:
print(s[0][0][j], end='')
j += 1
except:
print('\n')
