结对对对项目

结对对对项目

这个作业属于哪个课程	软件工程课程
这个作业要求在哪里	个人项目 - 作业 - 计科22级34班 - 班级博客 - 博客园 (cnblogs.com)
这个作业的目标	按照要求写一个四则运算生成器
成员一	3122004883许億驰
成员二	3122004515陈恺麟

任务列表

• 1 实现命令行程序：创建一个命令行程序，能够生成小学四则运算题目。
• 2 支持参数控制：使用 -n 参数控制生成题目的个数。使用 -r 参数控制题目中数值的范围。该参数必须给定，否则程序报错并给出帮助信息。
• 3 确保计算过程无负数：生成的题目中计算过程不能产生负数。如果存在形如 e1 - e2 的子表达式，那么 e1 ≥ e2。
• 4 确保除法结果为真分数：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 限制运算符个数：每道题目中出现的运算符个数不超过3个。
• 6 确保题目不重复：程序一次运行生成的题目不能重复。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。
• 7 生成题目文件：生成的题目存入执行程序的当前目录下的 Exercises.txt 文件。真分数在输入输出时采用特定格式（如 3/5 和 2’3/8）。
• 8 生成答案文件：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。真分数的运算结果应符合规范。
• 9 支持题目数量：程序应能支持一万道题目的生成。
• 10 支持答案校验：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。输入参数为 -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)

作业正文

作业仓库地址

效能分析

性能分析中，代码执行时间最长的是

function generateQuestions() {
    const numQuestions = parseInt(document.getElementById('numQuestions').value, 10);


    questions = [];
    answers = [];
    const questionsDiv = document.getElementById('questions');
    questionsDiv.innerHTML = '';


    for (let i = 0; i < numQuestions; i++) {
      let question, answer;

      // 随机选择是否包含括号
      const hasBrackets = Math.random() > 0.5;

      if (hasBrackets) {
        question = generateExpressionWithBrackets();
      } else {
        question = generateSimpleExpression();
      }

      questions.push(question);

      // 计算答案
      answer = calculateAnswer(question);
      answers.push(answer);



      const questionElement = document.createElement('p');
      questionElement.innerText = `${i + 1}. ${question} =`;
      questionsDiv.appendChild(questionElement);
    }
  }

设计思路

设计思路是通过一个前端网页来生成、下载、上传和校验小学四则运算题目。以下是对你设计思路的详细解释：

• 用户界面：
  创建一个包含输入框和按钮的网页界面，用户可以通过输入框设置生成题目的数量和数值范围。
  提供文件上传功能，用户可以上传包含答案和题目的文本文件。
  提供按钮用于生成题目、下载题目和答案、以及计算正确率。

• 生成题目：
  用户输入生成题目的数量和数值范围。
  程序根据用户输入生成指定数量的四则运算题目，并显示在页面上。
  生成的题目可能包含括号和带分数。

• 下载题目和答案：
  用户可以点击按钮下载生成的题目和答案，分别保存为 questions.txt 和 answers.txt 文件。
  上传答案和题目文件：
  用户可以上传包含答案和题目的文本文件。
  程序解析上传的文件，提取题目和答案，并显示在页面上。
  计算正确率：
  用户上传答案文件后，程序可以计算上传答案的正确率。
  程序将正确率和正确/错误的题目编号输出到 grade.txt 文件中。

• 具体实现步骤
  生成题目：
  使用 generateQuestions 函数生成题目，根据用户输入的数量和数值范围生成题目。
  使用 generateSimpleExpression 和 generateExpressionWithBrackets 函数生成简单的和带括号的表达式。
  使用 generateNumber 函数生成自然数或带分数。
  计算答案：
  使用 calculateAnswer 函数计算表达式的答案。
  使用 convertToMathExpression 函数将带分数转换为浮点数以便计算。
  下载题目和答案：
  使用 downloadQuestions 和 downloadAnswers 函数将生成的题目和答案下载为文本文件。
  上传答案和题目文件：
  使用 parseAnswersFile 和 parseQuestionsFile 函数解析上传的答案和题目文件。
  提取文件内容并显示在页面上。
  计算正确率：
  使用 calculateAccuracy 函数计算上传答案的正确率。
  将正确率和正确/错误的题目编号输出到 grade.txt 文件中。
  代码结构
  HTML部分：
  包含输入框和按钮，用于设置生成题目的数量和数值范围，以及上传和下载文件。
  包含一个显示题目的容器。
  JavaScript部分：
  包含生成题目、计算答案、下载文件、上传文件和计算正确率的函数。
  使用 document.getElementById 获取页面元素，使用 FileReader 读取上传的文件。

代码说明

let questions = [];
  let answers = [];
  let userAnswers = [];
  function generateQuestions() {
    const numQuestions = parseInt(document.getElementById('numQuestions').value, 10);


    questions = [];
    answers = [];
    const questionsDiv = document.getElementById('questions');
    questionsDiv.innerHTML = '';


    for (let i = 0; i < numQuestions; i++) {
      let question, answer;

      // 随机选择是否包含括号
      const hasBrackets = Math.random() > 0.5;

      if (hasBrackets) {
        question = generateExpressionWithBrackets();
      } else {
        question = generateSimpleExpression();
      }

      questions.push(question);

      // 计算答案
      answer = calculateAnswer(question);
      answers.push(answer);



      const questionElement = document.createElement('p');
      questionElement.innerText = `${i + 1}. ${question} =`;
      questionsDiv.appendChild(questionElement);
    }
  }

  function generateSimpleExpression() {
    const num1 = generateNumber();
    const num2 = generateNumber();
    const operator = ['+', '-', '*', '/'][Math.floor(Math.random() * 4)];
    return `${num1} ${operator} ${num2}`;
  }

  function generateExpressionWithBrackets() {
    const num1 = generateNumber();
    const num2 = generateNumber();
    const num3 = generateNumber();
    const operator1 = ['+', '-', '*', '/'][Math.floor(Math.random() * 4)];
    const operator2 = ['+', '-', '*', '/'][Math.floor(Math.random() * 4)];
    return `(${num1} ${operator1} ${num2}) ${operator2} ${num3}`;
  }

  function generateNumber() {

    const numSetUp = parseInt(document.getElementById('numSetUp').value, 10);

    const isFraction = Math.random() > 0.5;
    if (isFraction) {
      const numerator = Math.floor(Math.random() * 10) + 1;
      const denominator = Math.floor(Math.random() * 10) + 1;
      return convertToMixedNumber(`${numerator}/${denominator}`);
    } else {
      return Math.floor(Math.random() * numSetUp).toString();
    }
  }

  function convertToMixedNumber(fraction) {
    const [numerator, denominator] = fraction.split('/').map(Number);
    const integerPart = Math.floor(numerator / denominator);
    const remainder = numerator % denominator;

    if (integerPart === 0) {
      return fraction;
    }else if (remainder ===0){
      return integerPart;
    } else {
      return `${integerPart}'${remainder}/${denominator}`;
    }
  }

  function calculateAnswer(expression) {
    // 使用 eval 计算表达式，注意 eval 的安全性问题
    try {
      return eval(convertToMathExpression(expression));
    } catch (e) {
      return 'Error';
    }
  }

  function convertToMathExpression(expression) {
    // 将带分数转换为浮点数
    return expression.replace(/(\d+)'(\d+)\/(\d+)/g, (match, p1, p2, p3) => parseFloat(p1) + parseFloat(p2) / parseFloat(p3));
  }

  function downloadQuestions() {
    if (questions.length === 0) {
      alert('请先生成题目！');
      return;
    }

    const questionsText = questions.map((q, i) => `${i + 1}. ${q}`).join('\n');
    const allText = `题目：\n${questionsText}\n`;

    const blob = new Blob([allText], { type: 'text/plain' });
    const url = URL.createObjectURL(blob);
    const a = document.createElement('a');
    a.href = url;
    a.download = 'questions.txt';
    document.body.appendChild(a);
    a.click();
    document.body.removeChild(a);
    URL.revokeObjectURL(url);
  }

  function downloadAnswers() {
    if (answers.length === 0) {
      alert('请先生成题目！');
      return;
    }

    const answersText = answers.map((a, i) => `${i + 1}. ${a}`).join('\n');
    const allText = `答案：\n${answersText}\n`;

    const blob = new Blob([allText], { type: 'text/plain' });
    const url = URL.createObjectURL(blob);
    const a = document.createElement('a');
    a.href = url;
    a.download = 'answers.txt';
    document.body.appendChild(a);
    a.click();
    document.body.removeChild(a);
    URL.revokeObjectURL(url);
  }


  function parseAnswersFile(file) {

    userAnswers = [];

    const reader = new FileReader();
    reader.onload = function(event) {
      const content = event.target.result;
      const lines = content.split('\n').map(line => line.trim()).filter(line => line);
      const answersText = lines.join('\n');
      userAnswers = answersText.replace(/^答案：\n/, '').split('\n').map(line => line.trim().split('. ')[1]).filter(line => line);

    };
    reader.readAsText(file);
  }

  function parseQuestionsFile(file) {

    questions = [];

    const reader = new FileReader();
    reader.onload = function(event) {
      const content = event.target.result;
      const lines = content.split('\n').map(line => line.trim()).filter(line => line);
      const answersText = lines.join('\n');
      questions = answersText.replace(/^题目：\n/, '').split('\n').map(line => line.trim().split('. ')[1]).filter(line => line);


      const questionsDiv = document.getElementById('questions');
      questionsDiv.innerHTML = '';

      // 显示题目
      questions.forEach((question) => {
        const questionElement = document.createElement('p');
        questionElement.innerText = `${question}=`;
        questionsDiv.appendChild(questionElement);
      });

      // 计算答案
      questions.forEach((question) => {
        const answer = calculateAnswer(question);
        answers.push(answer);
      });
    };
    reader.readAsText(file);
  }

  function calculateAccuracy(userAnswers) {

    let rightGrade = [];
    let wrongGrade = [];

    if (userAnswers.length === 0) {
      alert('请先上传答案文件！');
      return;
    }
    if (answers.length === 0) {
      alert('请先生成题目！');
      return;
    }
    let correctCount = 0;
    for (let i = 0; i < answers.length; i++) {
      if (parseFloat(userAnswers[i]) === answers[i]) {
        rightGrade.push(i + 1);
        correctCount++;
      }else {
        wrongGrade.push(i + 1);
      }
    }
    const accuracy = (correctCount / answers.length) * 100;
    alert(`正确率: ${accuracy.toFixed(2)}%`);


    grade = `正确题目：${rightGrade.join(', ')}\n错误题目：${wrongGrade.join(', ')}\n正确率: ${accuracy.toFixed(2)}%\n`;

    const blob = new Blob([grade], { type: 'text/plain' });
    const url = URL.createObjectURL(blob);
    const a = document.createElement('a');
    a.href = url;
    a.download = 'grade.txt';
    document.body.appendChild(a);
    a.click();
    document.body.removeChild(a);
    URL.revokeObjectURL(url);
  }

测试运行

运行效果

PSP表格如下

2.在PSP表格[附录2]记录下你估计在程序开发各个步骤上耗费的时间

PSP2.1	Personal Software Process Stages	预估耗时（分钟）	实际耗时（分钟）
Planning	计划	60	70
· Estimate	· 估计这个任务需要多少时间	30	35
Development	开发	240	260
· Analysis	· 需求分析（包括学习新技术）	45	50
· Design Spec	· 生成设计文档	40	45
· Design Review	· 设计复审	30	35
· Coding Standard	· 代码规范（为目前的开发制定合适的规范）	20	25
· Design	· 具体设计	50	55
· Coding	· 具体编码	100	110
· Code Review	· 代码复审	25	30
· Test	· 测试（自我测试，修改代码，提交修改）	30	40
Reporting	报告	60	65
· Test Report	· 测试报告	20	25
· Size Measurement	· 计算工作量	20	20
· Postmortem & Process Improvement Plan	· 事后总结，并提出过程改进计划	20	30
合计		360	400

项目小结

• 在本次结对编程项目中，我们共同开发了一个小学四则运算生成器。该程序能够生成指定数量和数值范围的四则运算题目，支持带分数和括号的表达式，并能够下载题目和答案文件，上传答案文件进行校验，计算正确率。

• 结对编程能够提高代码质量，减少错误。两个人可以互相监督，及时发现和解决问题。

• 结对编程能够提高开发效率，两个人可以分工合作，共同完成任务。