实现一个自动生成小学四则运算题目的命令行程序

这个作业属于哪个课程	计科22级12班
这个作业要求在哪里	结对项目
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。

一：

詹洛熙	3122004800
GitHub链接	(https://github.com/Zhannoi/-/tree/main)

二：PSP表格

PSP2.1	Personal Software Process Stages	预估耗时（分钟）	实际耗时（分钟）
Planning	计划	20	20
· Estimate	· 估计这个任务需要多少时间	300	450
Development	开发	100	150
· Analysis	· 需求分析 (包括学习新技术)	60	50
· Design Spec	· 生成设计文档	20	25
Design Review	设计复审	30	30
· 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	50	60
Coding	具体编码	150	200
Code Review	代码复审	60	50
· Test	· 测试（自我测试，修改代码，提交修改）	60	40
Reporting	报告	60	40
· Test Repor	测试报告	30	20
· Size Measurement	· 计算工作量	20	10
· Postmortem & Process Improvement Plan	事后总结, 并提出过程改进计划	20	10
	· 合计	1010	1175

三：设计思路

主要方法

• main(String[] args)：处理命令行参数，选择生成题目或检查答案。

• generateExercises(int num, int maxNum)：生成指定数量的题目并计算答案。

• generateExpression(int depth, int maxNum)：递归生成随机数学表达式。

• evaluateExpression(String expr)：计算数学表达式的值。

• formatFraction(String result)：将计算结果格式化为真分数。

• checkAnswers(String exerciseFile, String answerFile)：读取题目和答案文件，检查正确性。

• readLinesFromFile(String filename)：从文件中读取行。

• writeToFile(String filename, Set content)：将题目或答案写入文件。

• writeResults(List correct, List wrong)：输出检查结果到文件。

函数之间的关系

• main 方法是程序入口，根据输入参数选择调用 generateExercises 或 checkAnswers。

• generateExercises 方法负责生成题目，依赖于 generateExpression 来创建表达式，最终使用 evaluateExpression 来计算答案。

• checkAnswers 方法读取题目和答案，使用 evaluateExpression 计算题目的结果，比较并统计正确与错误的答案。

• 文件读写操作通过 readLinesFromFile 和 writeToFile 方法进行。

效能分析

关键代码

• 生成四则运算
  
  递归生成表达式。depth 参数控制表达式的复杂度，maxNum 控制生成的数字范围。
• 计算结果
  
  使用 Java 的 ScriptEngine 计算字符串形式的数学表达式。如果计算成功，返回结果；否则捕获异常并返回 0。
• 检查校对
  
  逐行比较题目和答案，并统计正确与错误的题目编号。如果题目数量与答案数量不匹配，输出错误提示。比较时，调用 evaluateExpression 计算每道题目的正确答案，并与用户答案进行比较。

四：测试结果

生成10以内（不包括10）的四则运算题目10道并给出答案（-n 10 -r 10)


检验答案
输入的答案：

结果：

五：项目小结

本项目为开发一个自动生成和检验小学四则运算题目的Java程序。在项目中，提升了Java编程技能，并深入理解了递归和字符串处理。同时，过程中也遇到了一些挑战，如表达式的合法性检查与格式化输出，但通过思考与调试，成功解决了问题。通过本项目，实现了功能目标，为今后类似项目的开展积累了宝贵经验