简单的四则运算题目生成及求值小程序

程序发布至github

题目要求

除了整数以外，还要支持真分数的四则运算，真分数的运算，例如：1/6 + 1/8 = 7/24
运算符为 +, −, ×, ÷
并且要求能处理用户的输入，并判断对错，打分统计正确率。
要求能处理用户输入的真分数， 如 1/2, 5/12 等
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10个题目
Myapp.exe -n 10

需求分析

• 通过-n参数控制题目个数，通过-s参数执行对错检验输出正确率
• 生成max=10以内的随机的整数或真分数（分母比分子大），随机的 +, −, ×, ÷符号，组合成四则运算运算题目，输出到文本文件
• 读入文本文件，解析表达式求值，对比用户的答案，统计正确率
• 学习新技术
  • 栈
  • 文件的读写
  • markdown
  • string流，string与int的相互转换

设计文档

用户输入命令行，程序根据命令行执行相应功能，Myapp.exe -n 10生成10道随机四则运算题目并输出到文本，Myapp.exe -s读入文本统计正确率并输出到控制台。

具体定义：

• 运算符号只包含+, −, ×, ÷，=。没有括号。
• 题目类型：[整数][符号][整数][符号][整数] 和 [真分数][符号][真分数][符号][真分数]
  操作数+运算符+操作数
• 运算：n1/d1+ (-)n2/d2 通分
  n1/d1* (/)n2/d2 分子分母相乘
  所得结果r统一化简

程序架构：

• 解析用户输入的命令行。Myapp.exe -n 10，Myapp.exe -s
• Myapp.exe -n 10 ,返回题目个数
• 循环生成题目直到满足题目数n
• 随机生成整数或真分数，运算符，组成一道题目string
• 一道题目加上 ’=’ 一行，输出到文本文件
• Myapp.exe -s ，表达式求值并统计正确率
• 从文本中逐行读入题目和答案string
• bool result(string one) 将string中算术表达式部分压入optr和opnd栈中计算出结果res，最后从string中解析出答案ans，比对答案，正确返回true，错误返回false。
  -函数返回true则tc+1,false则fc+1。
• 统计结果tc/(tc+fc)并输出到控制台

代码规范

-随机生成low到high之间的数字的函数int random(int low ,int high)
-随机生成整数，分数，运算符的函数int rNat(low ,high),string rFra(int x),string rOpe(void)
-表达式比对并进行答案比对bool result(string one)

代码说明

//表达式求值并返回正确与否
bool result(string one) {
	istringstream sin(one);
	string ch;
	string e1, e2, theta;
	stack<string> optr, opnd;
	optr.push("=");
	sin >> ch;
	while (ch!="=" || optr.top()!="=") {
		if (!in(ch)) {
			opnd.push(ch);
			sin >> ch;
		}
		else {
			switch (precede(optr.top(), ch)) {
			case '>':
				theta = optr.top(); optr.pop();
				e2 = opnd.top(); opnd.pop();
				e1 = opnd.top(); opnd.pop();
				opnd.push(operate(e1, theta, e2));
				break;
			case '<':
				optr.push(ch);
				sin >> ch;
				break;
			case '=':
				optr.pop();
				sin >> ch;
				break;
			}
		}
	}
	e1=opnd.top();
	if (sin >> e2) {
		if (e1 == e2)return true;
	}
	else return false;
}

软件测试

PSP

• 手动记录有错漏之处（我还是写个windows程序自动记录比较准确且轻松！）

PSP2.1	PersonalSoftwareProcessStages	Time(%)SeniorStudent	Time(%)
Planning	计划	8	0
·Estimate	估计这个任务需要多少时间	8	0
Development	开发	82	92
·Analysis	需求分析(包括学习新技术)	6	4
·DesignSpec	生成设计文档	5	8
·DesignReview	设计复审	4	0
·CodingStandard	代码规范	3	2
·Design	具体设计	10	11
·Coding	具体编码	36	61
·CodeReview	代码复审	7	8
·Test	测试（自我测试，修改代码，提交修改）	13	8
Reporting	报告	9	8
·	测试报告	3	0
·	计算工作量	2	0
·	并提出过程改进计划	3	0

总结

• 前期需求分析及设计文档 做的越详细越正确后期写代码就会越轻松。因为程序架构与流程有了，写代码时只需特定的地方写详细就好。如果一开始就写代码，没有架构后期调试就会很麻烦且代码臃肿。当然写好架构的前提是先学好一门语言。
• 学习看和查英文帮助文档。毕竟网上的大多个人博客写不是很详细（写这个小程序就有这种感觉了）。
• 认真学习C++一门。在各门语言之间转来转去实在混乱，通晓一门足以知晓其他语言的大体情况了。