四则运算问题

1.题目要求

我们在刚开始上课的时候介绍过一个小学四则运算自动生成程序的例子，请实现它。
要求：
1）能够自动生成四则运算练习题
2）可以定制题目数量
3）用户可以选择运算符
4）用户设置最大数（如十以内、百以内等）
5）用户选择是否有括号、是否有小数
6）用户选择输出方式（如输出到文件、打印机等）
7）最好能提供图形用户界面（根据自己能力选做，以完成上述功能为主）

2.工作分配

本次任务分配：
驾驶员：赵一霖（负责编写代码）
领航员：林天成（负责编写代码的协助工作以及代码测试工作）

3.审查表

</style> <!--[if gte mso 9]><xml> <x:ExcelWorkbook> <x:ExcelWorksheets> <x:ExcelWorksheet> <x:Name>Sheet1</x:Name> <x:WorksheetOptions> <x:DefaultRowHeight>285</x:DefaultRowHeight> <x:Selected/> <x:Panes> <x:Pane> <x:Number>3</x:Number> <x:ActiveRow>100</x:ActiveRow> <x:ActiveCol>4</x:ActiveCol> <x:RangeSelection>$E$101:$E$105</x:RangeSelection> </x:Pane> </x:Panes> <x:ProtectContents>False</x:ProtectContents> <x:ProtectObjects>False</x:ProtectObjects> <x:ProtectScenarios>False</x:ProtectScenarios> </x:WorksheetOptions> </x:ExcelWorksheet> <x:ExcelWorksheet> <x:Name>Sheet2</x:Name> <x:WorksheetOptions> <x:DefaultRowHeight>285</x:DefaultRowHeight> <x:ProtectContents>False</x:ProtectContents> <x:ProtectObjects>False</x:ProtectObjects> <x:ProtectScenarios>False</x:ProtectScenarios> </x:WorksheetOptions> </x:ExcelWorksheet> <x:ExcelWorksheet> <x:Name>Sheet3</x:Name> <x:WorksheetOptions> <x:DefaultRowHeight>285</x:DefaultRowHeight> <x:ProtectContents>False</x:ProtectContents> <x:ProtectObjects>False</x:ProtectObjects> <x:ProtectScenarios>False</x:ProtectScenarios> </x:WorksheetOptions> </x:ExcelWorksheet> </x:ExcelWorksheets> <x:WindowHeight>8970</x:WindowHeight> <x:WindowWidth>17235</x:WindowWidth> <x:WindowTopX>120</x:WindowTopX> <x:WindowTopY>75</x:WindowTopY> <x:ProtectStructure>False</x:ProtectStructure> <x:ProtectWindows>False</x:ProtectWindows> </x:ExcelWorkbook> </xml><![endif]--> </head>

项目名称	有向图的深度和广度优先遍历
审查人	林天成	审查日期	2019/4/29
代码名称	源.cpp	代码作者	赵一霖
文件结构
序号	审查项目	重要性	结论	备注
1	头文件和定义文件的名称是否合理？		是	在一个函数中把所有头文件定义
2	头文件和定义文件的目录结构是否合理？		是	emm，应该把头文件放到标头里
3	版权和版本声明是否完整？		否	无版权信息
4	头文件是否使用了 ifndef/define/endif 预处理块?	重要	是	使用了
5	头文件中是否只存放“声明”而不存放“定义”？		否	并没有
程序版式
序号	审查项目	重要性	结论	备注
6	代码段间的空行是否得体？		是	正式代码空行得体
7	代码行内的空格是否得体？		是	代码内空格清晰
8	长行拆分是否得体？		是
9	“{” 和 “}” 是否各占一行并且对齐于同一列？		是
10	一行代码是否只做一件事？如只定义一个变量，只写一条语句。	重要	否	部分语句定义了多个变量
11	If、for、while、do等语句自占一行，不论执行语句多少都要加 “{}”。	重要	否	有些只有一句有效语句的判断
12	在定义变量（或参数）时，是否将修饰符 * 和 ＆ 紧靠变量名？	重要	否	语句得体
13	注释是否清晰并且必要？	重要	是	这次注释很清晰
14	注释是否没有错误且不会导致误解？	重要	是	不会误解
15	类结构的public, protected, private顺序是否在所有的程序中保持一致？	重要	是	使用类顺序保持一致
命名规则
序号	审查项目	重要性	结论	备注
16	命名规则是否与所采用的操作系统或开发工具的风格保持一致？	重要	是
17	标识符是否直观且可以拼读？		是	标识符直观，可读性强。
18	标识符的长度应当符合“min-length && max-information”原则？		是
19	程序中是否出现相同的局部变量和全部变量？	重要	否	部分变量命名重复
20	类名、函数名、变量和参数、常量的书写格式是否遵循一定的规则？		是
21	静态变量、全局变量、类的成员变量是否加前缀？		否	并未有前缀的声明
表达式与基本语句
序号	审查项目	重要性	结论	备注
22	如果代码行中的运算符比较多，是否已经用括号清楚地确定表达式的操作顺	重要	是	未出现较为复杂的运算
23	是否未编写太复杂或者多用途的复合表达式？		是
24	是否未将复合表达式与“真正的数学表达式”混淆？	重要	是
25	是否用正确的方式写if语句? 例如	重要
	1) 不将布尔变量直接与TRUE、FALSE或者1、0进行比较。		是	使用bool型变量
	2) 不将浮点变量用“==”或“！=”与任何数字比较。		是
	3) 不将指针变量用“==”或“！=”与NULL比较。		是
26	如果循环体内存在逻辑判断，并且循环次数很大，是否已经将逻辑判断移到断移到循环体的外面？		是	循环体内的逻辑判断简单清晰
27	Case语句的结尾是加了break？	重要	是
28	是否写了switch的default分支？	重要	是
29	使用goto 语句时是否留下隐患? 例如跳过了某些对象的构造、变量的初始化	重要	否	未使用goto语句
常量
序号	审查项目	重要性	结论	备注
30	是否使用含义直观的常量来表示那些将在程序中多次出现的数字或字符串？		是
31	是否误解了类中的const数据成员？因为const数据成员只在某个对象		否	未使用类
32	如果某一常量与其它常量密切相关，是否在定义中包含了这种关系？	重要	是
33	生存期内是常量，而对于整个类而言却是可变的。		是
函数设计
序号	审查项目	重要性	结论	备注
34	参数的书写是否完整？不要贪图省事只写参数的类型而省略参数名字。		是
35	参数命名、顺序是否合理？		是	参数命名逻辑性强可读性充分
36	参数的个数是否太多？		否
37	是否使用类型和数目不确定的参数？		否
38	是否省略了函数返回值的类型？		否
39	函数名字与返回值类型在语义上是否冲突？		否
40	是否将正常值和错误标志混在一起返回？正常值应当用输出参数获得，而错	重要	否
41	在函数体的“入口处”，是否用assert对参数的有效性进行检查？	重要	否	并未声明检查函数
42	使用滥用了assert？ 例如混淆非法情况与错误情况，后者是必然存在的并且	重要	否	未使用assert
43	return语句是否返回指向“栈内存”的“指针”或者“引用”？	重要	是
44	是否使用const提高函数的健壮性？const可以强制保护函数的参数、返回值，		否
内存管理
序号	审查项目	重要性	结论	备注
45	用malloc或new申请内存之后，是否立即检查指针值是否为NULL？	重要	否	未使用malloc
46	是否忘记为数组和动态内存赋初值？	重要	否	数组未赋初值，未使用动态内
47	数组或指针的下标是否越界？	重要	否
48	动态内存的申请与释放是否配对？	重要	是
49	是否有效地处理了“内存耗尽”问题？	重要	否
50	是否修改“指向常量的指针”的内容？	重要	是
51	是否出现野指针？例如	重要		未出现野指针
	1) 指针变量没有被初始化		否
	2) 用free或delete释放了内存之后，忘记将指针设置为NULL。		否
52	是否将malloc/free 和 new/delete 混淆使用？	重要	是	使用free，new
53	malloc语句是否正确无误？例如字节数是否正确？类型转换是否正 确？	重要	否	未使用malloc语句
54	在创建与释放动态对象数组时，new/delete的语句是否正确无误？	重要	否	未使用动态对象数组
其它常见问题
序号	审查项目	重要性	结论	备注
55	数据类型问题：	重要
	1) 变量的数据类型有错误吗？		否	没有错误
	2) 存在不同数据类型的赋值吗？		否	不存在
	3) 存在不同数据类型的比较吗？		否	不存在
56	变量值问题：	重要
	1) 变量的初始化或缺省值有错误吗？		是
	2) 变量发生上溢或下溢吗？		否	取决于输入的数字大小，一般
	3) 变量的精度够吗?		否	精度不够
57	逻辑判断问题：	重要
	1) 由于精度原因导致比较无效吗？		否
	2) 表达式中的优先级有误吗？		否	没有错误
	3) 逻辑判断结果颠倒吗？		否
58	循环问题：	重要
	1) 循环终止条件不正确吗？		否	正确无误
	2) 无法正常终止（死循环）吗？		否
	3) 错误地修改循环变量吗？		否
	4) 存在误差累积吗？		否	没有误差的积累
59	错误处理问题：	重要
	1) 忘记进行错误处理吗？		否	进行了充分的错误处理并且验证结果
	2) 错误处理程序块一直没有机会被运行？		否	有机会被运行
	3) 错误处理程序块本身就有毛病吗？		否	没有毛病
	4) 错误处理程序块是“马后炮”吗？如在被它被调用之前软件已经出错。		否	并没有在之前出错
60	文件I/O问题：	重要		未对文件进行操作，直接在输出界面输出。
	1) 对不存在的或者错误的文件进行操作吗？		否
	2) 文件以不正确的方式打开吗？		否
	3) 文件结束判断不正确吗？		否
	4) 没有正确地关闭文件吗?		否

#

4.代码

##

4.1代码地址：

[Coding.net](https://dev.tencent.com/u/dtid_def3549b0648c226/p/daimaxixixi/git) ##

4.2代码列表：


4.3函数模块：

4.3.1类的声明

class Solve 
{
	private:
		char *cst;
		float *fst;
		int cp, fp;
		static int table[7][7];  //算数优先符号表
	protected:
		int compare(char a, char b);
		/* 在这里比较运算符的优先次序如a 为新输入操作符， b 为后输入操作符, 如果 a > b
		 返回 1， 如果 a = b 返回0; 如果 a < b, 返回 1 */
		void computer(char c);
		/* 从操作数栈里取出两数进行 c 运算，并把结果入栈*/
		int getodr(char c);  //获取操作符在table表中的下标;
	public:
		Solve();
		void isolve();
		~Solve();
		void getNum(float c);     //获取相应长度
		void getCh(char c);		//获取相应字符压入栈
		float getRes();
};

4.3.2TABLE表的声明

int Solve::table[7][7] = {// +， -， *， /， （， ）， #，
	{ -1, -1, -1, -1, 1, 0, 1 },
	{ -1, -1, -1, -1, 1, 0, 1 },
	{ 1,  1, -1, -1, 1, 0, 1 },
	{ 1,  1, -1, -1, 1, 0, 1 },
	{ 1,  1, 1,  1, 1, 0, 1 },
	{ -1, -1, -1, -1, 0, 0 ,0 },
	{-1, -1, -1, -1, 0, 0, 0}
};

4.3.3GetCh()函数

void Solve::getCh(char c)			// c 为新得到的字符;
{   
	if (cp == 0 && c == '#')		//接受第一个字符 '#'
	{ 
		cst[cp++] = c;
	}
	else							//若输入的是加减乘除'#'；
	{ 
		char u = cst[cp - 1];		// u 栈顶字符
		if (compare(c, u) == 1)		//新输入的优先级大于栈顶
		{ 
			cst[cp++] = c;
		}
		else if (compare(c, u) == 0) // 新输入优先级小于栈顶
		{ 
			if (u == '(' && c == ')' || u == '#' && c == '#') 
			{
				cp--; //将左括号移出去;
			}
			else 
			{
				printf("priority 0 error");
			}
		}
		else if (compare(c, u) == -1) //新输入优先级等于小于栈顶
		{ 
			do 
			{
				cp--;
				computer(u);			//拿出栈顶符号去计算
				u = cst[cp - 1];	//新的栈顶符号
			} while (compare(c, u) == -1);
			//直到栈顶符号优先级不高于 最新输入的操作符优先级，跳出循环
			if (u == '(' && c == ')' || u == '#' && c == '#') //如果优先级相等，就拿出去;
			{
				cp--; //将左括号移出去;
			}
			else					 //如果新输入操作符优先级高，则放入;
			{
				cst[cp++] = c;
			}
		}
		else 
		{
			printf("error\n");
		}
	}
}

4.3.4computer()函数（计算）

void Solve::computer(char c) 
{
	float a, b;
	float res;
	b = fst[--fp];
	a = fst[--fp];
	if (c == '*') 
	{
		res = a * b;
	}
	else if (c == '/') //除数为0是不被允许的,这里当除数为时当1处理，防止程序崩溃;
	{   
		if (b == 0)
		{
			res = a;
		}
		else 
		{
			res = 1.0 * a / b;
		}
	}
	else if (c == '+') 
	{
		res = a + b;
	}
	else if (c == '-') 
	{
		res = a - b;
	}
	else 
	{
		printf("computer error having excepted opr");
	}
	fst[fp++] = res; //将计算成功的结果返回堆栈；
}

5.测试样例结果

我们通过依次输入最大题目数，所选择的运算符，以及所输入数据的最大值，选择有无括号以及小数，依据运算符分类结果如下：

5.1加法

5.2减法

5.3乘法

5.4除法

5.5混合运算

6.单元测试

6.1单元测试对象（函数）

我们对主体函数computer（）（一个计算的函数）进行单元测试（语句覆盖），由于一开始设置函数有误，导致测试结果错误

6.2单元测试结果

经过百度后，明白了定义以及声明的必不可少性！最后三组从测试用例全部正确！

7.总结（500字）

emmm，说点啥好呢，做了好几天，中间出现各种情况。一开始想用C#做（这样可以出现Form1一个很具有特色（但并不炫酷）的调试界面），可是中间过程太艰巨，因为对C#不熟悉，以及生成函数有问题（改了好久还不改出来的以至于想砸电脑的那种！），同时在类库中新建类库以及添加引用也让我找了好久！！！所以我俩就放弃这种方法！

然后C++入手她写的代码，发给我之后检查错误，以及画流程图（实现了最简单的语句覆盖）！这次比较快，基本一天搞定，顺便把随笔也写了（为了不耽误线代的复习，毕竟还有7个半月就考试了）。然后说一下这个代码的不足吧，比如没有办法生成小数与整数混合的运算，而且因为是随机生成的数字所以乘除法会出现特别难算的情况，目前虽然想到了几种解决方法但由于太过麻烦还没有实施。所以赵一霖同学的代码还有很大的改进空间！优点则有很多，比如格式清晰，代码风格高，而且格式好，还有很多很多，审查表里已经有叙述了，在此就不多说！
再谈谈自己的收获吧。通过这次作业，我也意识到自己对编程掌握的还不是很深，对发现问题的处理还不是很全面，对编程还没有形成系统的计划，随着学习的继续和对编程的进一步熟悉，我也希望能够在今后的学习中更加迅速的提升自己的编程能力，而不是当一个领航员，驾驶员的身份也要切换自如！（还有很多美妙的算法，可惜此处空白太小...写不下）——————来自费马的肯定！