结对项目

这个作业属于哪个课程	22级计科12班
这个作业要求在哪里	作业要求
这个作业的目标	实现一个自动生成小学四则运算题目的命令行程序

姓名	学号
陈祥意	3122004821
肖商	3122004837
GitHub地址

PSP表格

PSP2.1	Personal Software Process Stages	预估耗时（分钟）	实际耗时（分钟）
Planning	计划	40	50
Estimate	估计这个任务需要多少时间	1460	1290
Development	开发	600	540
Analysis	需求分析 (包括学习新技术)	40	35
Design Spec	生成设计文档	60	60
Design Review	设计复审 (和同事审核设计文档)	50	45
Coding Standard	代码规范 (为目前的开发制定合适的规范	30	20
Design	具体设计	80	70
Coding	具体编码	200	160
Code Review	代码复审	80	60
Test	测试（自我测试，修改代码，提交修改）	100	80
Reporting	报告	60	60
Test Report	测试报告	60	40
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	40	50
	合计	1460	1290

3.性能分析

可知，生成计算式时，耗时最多的函数为：generate_problems_and_answers(n,r)

可知，在对比两文件答案时，耗时最多的函数为：compile(pattern, flags=0)

4.设计实现过程

5.代码说明

生成表达式关键代码

点击查看代码

def generate_problem(r):
    # 确保不产生负数和符合真分数要求
    operators = {
        '+': operator.add,
        '-': operator.sub,
        '*': operator.mul,
        '/': operator.truediv
    }

    # 随机生成运算符个数（1到3个）
    num_operators = random.randint(1, 3)
    terms = []

    for _ in range(num_operators + 1):  # 生成操作数
        if random.choice([True, False]):  # 50%概率选择自然数
            term = random.randint(1, r)
        else:  # 50%概率选择分数
            numerator = random.randint(1, r)
            denominator = random.randint(1, r) + 1  # 确保分母不为0
            term = Fraction(numerator, denominator)
        terms.append(term)

    # 随机选择运算符
    expression = str(terms[0])
    for i in range(num_operators):
        op = random.choice(list(operators.keys()))
        expression += f" {op} {terms[i + 1]}"

    # 计算结果
    try:
        result = problem_eval(expression) 
    except ZeroDivisionError:
        return generate_problem(r)  # 重新生成题目以避免除以零

    # 检查结果
    if result < 0 or (result.denominator != 1 and result.numerator < 0):
        return generate_problem(r)  # 重新生成题目以避免负数

    # 格式化结果为真分数形式
    formatted_result = format_fraction(result)
    expression = expression.replace('*', '×')
    if re.search(r'\s/\s', expression):
        expression = re.sub(r'\s/\s', ' ÷ ', expression)

    return expression, formatted_result

判断答案关键代码

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def calculate_answer(exercise):
    exercise = exercise.strip().split('. ')[1]  # 移除题号

    # 匹配分数或整数
    elements = re.findall(r'\d+/\d+|\d+', exercise)  # 匹配分数或整数
    operators = re.findall(r'\s[+\-*/]\s', exercise)  # 匹配运算符

    # 将匹配的数字或分数转换为 Fraction 对象
    fractions = [Fraction(e) for e in elements]

    # 使用两个栈来处理运算符优先级
    values = []
    ops = []

    for i in range(len(fractions)):
        values.append(fractions[i])

        if i < len(operators):
            op = operators[i].strip()
            while ops and precedence(op) <= precedence(ops[-1]):
                # if len(values) < 2:  # 确保有足够的值进行运算
                #     break
                right = values.pop()
                left = values.pop()
                operator = ops.pop()
                values.append(apply_operator(left, right, operator))
            ops.append(op)

    # 处理剩余的运算符
    while ops:
        right = values.pop()
        left = values.pop()
        operator = ops.pop()
        values.append(apply_operator(left, right, operator))

    return values[0]  # 返回格式化后的结果

6.测试运行

1. 随机生成Exercises.txt和Answer.txt
2. 随机更改Answer.txt中的答案
3. 运行python main.py -e Exercises.txt -a Answers.txt
4. 查看Grade.txt的结果可以简单验证程序正确
   

项目小结

通过两人合作，分工完成一个小项目，可以体验多人合作，完成任务的乐趣。
两人各有所长，所幸都很好地发挥了自己的长处，使得这个结对项目顺利完成。