2015个人项目（修改除法要求）

四则运算题目生成程序

任务：实现一个自动生成小学四则运算题目的命令行程序。

 

使用VS 2012进行开发，采用C++或者C#语言实现，可以使用.Net Framework，运行环境为32-bit Windows 7或8。

 

提交的代码要求经过Code Quality Analysis工具的分析并消除所有的警告。Code Quality Analysis工具的用法参见：

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/dd264897.aspx

 

请使用性能分析工具来找出代码中的性能瓶颈并进行改进。

 

写出至少10个测试用例确保你的程序能够正确处理各种情况。

 

作业提交：

• 提交你的源代码和可执行程序到计算机学院课程中心网站http://10.254.25.5/course/，助教将会在测试环境中检查程序的正确性（不正确的程序得0分）。

• 性能测试
• 撰写一个博客，要求参见下面的博客作业要求。
• 截止时间2015.09.22。

 

定义：

• 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。

 

需求：

1. 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。

2. 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。

3. 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。

4. 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。

5. 每道题目中出现的运算符个数不超过3个。

6. 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。

7. 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。

8. 程序应能支持一万道题目的生成。

9. 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 <exercisefile>.txt -a <answerfile>.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。

 

博客要求：

发表在你的个人博客上，也可以同时转发到你的团队博客上来增加你们团队博客的人气。具体要求如下：

1）在开始实现程序之前，使用下述PSP表格记录下你估计将在程序的各个模块的开发上耗费的时间。

2）在你实现完程序之后，使用下述PSP表格记录下你在程序的各个模块上实际花费的时间。

3）记录你在改进程序性能上花费了多少时间，描述你改进的思路，并展示一张性能分析的图（由VS2012的性能分析工具自动生成）。如果可能，展示你程序中消耗最大的函数。

4）共享你对程序进行测试的至少10个测试用例，以及说明为什么你能确定你的程序是正确的。（不正确的程序得0分，不管性能如何）

5）说明你在个人项目中学到了什么。

 

PSP2.1	Personal Software Process Stages	Time
Planning	计划
· Estimate	· 估计这个任务需要多少时间
Development	开发
· Analysis	· 需求分析 (包括学习新技术)
· Design Spec	· 生成设计文档
· Design Review	· 设计复审 (和同事审核设计文档)
· Coding Standard	· 代码规范 (为目前的开发制定合适的规范)
· Design	· 具体设计
· Coding	· 具体编码
· Code Review	· 代码复审
· Test	· 测试（自我测试，修改代码，提交修改）
Reporting	报告
· Test Report	· 测试报告
· Size Measurement	· 计算工作量
· Postmortem & Process Improvement Plan	· 事后总结, 并提出过程改进计划
	合计