python四则运算
源代码已上传至Github,https://github.com/chaigee/arithmetic,中的python_ari.py文件
题目：
（1）能自动生成小学四则运算题目，并且不能出现负数；
（2）能支持真分数的四则运算；
思路：
（1）四则运算加减乘除，采用两个随机数，由于不能出现负数，则对两个随机数进行比较大小再进行减法运算，除法一向特殊，所以在随机数的取值范围中设置不包括0。
（2）真分数运算在pycharm中导入fractions库，其余类似。
from fractions import Fraction
实现过程：
设计三个函数：
def newint() 生成整数四则运算
def newfra() 生成真分数四则运算
def newtest() 生成制定指定数量的四则运算题目
函数关系：
newint()与newfra()为独立的函数，负责生成随机四则运算，newtest()则随机调用上述两个函数生成题目。详细描述请看下方代码说明
代码说明：
首先说明整数的四则运算，生成两个随机数并随机运算，在减法中比较大小防止出现负数，在除法中比较大小并循环取整除的随机数组合。最后输出算式并返回正确答案。
def newint():
opr = ['＋', '－', '×', '÷']
fh = random.randint(0, 3)
n1 = random.randint(1, 20)
n2 = random.randint(1, 20)
rjg = 0
if fh == 0:
rjg = n1 + n2
elif fh == 1:
n1, n2 = max(n1, n2), min(n1, n2)
rjg = n1 - n2
elif fh == 2:
rjg = n1 * n2
elif fh == 3:
n1, n2 = max(n1, n2), min(n1, n2)
while n1 % n2 != 0:
n1 = random.randint(1, 10)
n2 = random.randint(1, 10)
n1, n2 = max(n1, n2), min(n1, n2)
rjg = int(n1 / n2)
print(n1, opr[fh], n2, '= ', end='')
return rjg
真分数四则运算类似。
def newfra():
opr = ['＋', '－', '×', '÷']
fh = random.randint(0, 3)
t1 = random.randint(1, 10)
t2 = random.randint(t1, 10)
n1 = Fraction(t1, t2)
t1 = random.randint(1, 10)
t2 = random.randint(t1, 10)
n2 = Fraction(t1, t2)
rjg = 0
if fh == 0:
rjg = n1 + n2
elif fh == 1:
n1, n2 = max(n1, n2), min(n1, n2)
rjg = n1 - n2
elif fh == 2:
rjg = n1 * n2
elif fh == 3:
n1, n2 = max(n1, n2), min(n1, n2)
rjg = n1 / n2
print(n1, opr[fh], n2, '= ', end='')
return rjg
newtest()函数是要求用户输入一个整数来输出算式的数量，采用while循环随机生成整数或者真分数运算，将答案保存在rjg列表的同时输出算式直到算式数量达到要求。最后输出rjg列表即输出答案。
def newtest():
opr = ['＋', '－', '×', '÷']
print('输入题库所需要的题目数量')
n=int(input())
rjg=[]
m=0
while m<=(n-1):
fh = random.randint(0, 4)
if fh==0:
print(m+1,end='、')
rjg.append(newfra())
print(' ')
else:
print(m+1,end='、')
rjg.append(newint())
print(' ')
m=m+1
m=0
print('答案：')
while m<=(n-1):
print(m+1,'、',rjg[m])
m=m+1
下列为主函数，第一个模式负责调用上述newint()、new函数，并获得函数返回值即算式答案，与用户输入值进行比较。第二个模式则是生成算式题目。
print('1、四则运算')
print('2、制作题库')
n=int(input())
if n==1:
print('input "0000" to Quit')
while True:
fh = random.randint(0, 4)
if fh == 0:
rjg = newfra()
jg = input()
if jg == '0000':
break;
sr = Fraction(jg)
if sr == rjg:
print('right')
else:
print('error. the Tight answer is', rjg)
else:
rjg = newint()
jg = input()
if jg == '0000':
break;
sr = int(jg)
if sr == rjg:
print('right')
else:
print('error. the Tight answer is', rjg)
if n==2:
newtest()
测试运行：
先测试运行第一个模式，如下图：
第二个模式，先输出20个算式数量：
输出1000个算式数量，运行完成且无报错，部分截图如下：
效能分析：
由于本人没有做过效能分析，在编写代码的时候尚未学习该功能，所以在修改程序的过程中没有相关记录。在改进完程序之后再进行学习效能分析才发现步骤错了，最终只能对改进后的程序直接进行分析，请谅解。本次分析采用软件pycharm内置的工具Profile，由于该工具是只对程序运行一次再输出这次运行的效能分析表格（具体功能尚未弄懂），所以根据本人程序，对newtest()函数输入10000的整数来输出10000个算式数量，结果如图（效能分析表格界面由Name、Call Count、Time(ms)、Own Time(ms) 4列组成。表头Name显示被调用的模块或者函数；Call Count显示被调用的次数；Time(ms)显示运行时间和时间百分比，时间单位为毫秒）：
PSP表格：
| 预计耗时（分钟） | 是实际耗时（分钟） | ||
| Planning | 计划 | 10 | 10 |
| Estimate | 估计这个任务需要多少时间 | / | / |
| Development | 开发 | 120 | 240 |
| Analysis | 需求分析 | 5 | 10 |
| Design Spec | 生成设计文档 | / | / |
| Design Review | 设计复审（和同事审核设计文档） | / | / |
| Coding Standerd | 代码规范（为目前的开发制定合适的规范） | / | / |
| Design | 具体设计 | 5 | 10 |
| Coding | 具体编码 | 30 | 60 |
| Code Review | 代码复审 | 5 | 10 |
| Text | 测试（自测，修改代码，提交修改） | 10 | 30 |
| Reporting | 报告 | 10 | 20 |
| Text Report | 测试报告 | 10 | 20 |
| Size Measurement | 计算工作量 | 5 | 5 |
| Postmortem & Process Improvement Plan | 事后总结，并提出过程改进计划 | 5 | 5 |
| Sum | 合计 | 215 | 420 |
