结对项目：四则运算题目生成器（C）

一、Github项目地址：https://github.com/Spartaright/myapp（合作人：梁天龙、赖佑铭）

二、PSP表格（如下图）

1.项目地址

PSP表格

PSP2.1	Personal Software Process Stages	预估耗时（分钟）	实际耗时（分钟）
Planning	计划	30	60
· Estimate	· 估计这个任务需要多少时间	70	80
Development	开发	2100	2430
· Analysis	· 需求分析 (包括学习新技术)	120	300
· Design Spec	· 生成设计文档	200	250
· Design Review	· 设计复审 (和同事审核设计文档)	30	30
· Coding Standard	· 代码规范 (为目前的开发制定合适的规范)	10	15
· Design	· 具体设计	120	90
· Coding	· 具体编码	1500	2000
· Code Review	· 代码复审	20	40
· Test	· 测试（自我测试，修改代码，提交修改）	30	50
Reporting	报告	45	40
· Test Report	· 测试报告	20	30
· Size Measurement	· 计算工作量	15	20
· Postmortem & Process Improvement Plan	· 事后总结, 并提出过程改进计划	30	20
合计		2140	2885

三、题目要求

（1）题目数字以及运算符要求：

真分数：1/2, 1/3, 2/3, 1/4, 1’1/2, …。

自然数：0, 1, 2, …。

运算符：+, −, ×, ÷。

括号：(, )。

等号：=。

分隔符：空格（用于四则运算符和等号前后）。

算术表达式：

　　　　e = n | e1 + e2 | e1 − e2 | e1 × e2 | e1 ÷ e2 | (e),

　　　　其中e, e1和e2为表达式，n为自然数或真分数。

四则运算题目：e = ，其中e为算术表达式。

（2）、生成题目具体操作过程及格式：

使用 -n 参数控制生成题目的个数，例如： Myapp.exe -n 10 将生成10个题目。

使用 -r 参数控制题目中数值（自然数、真分数和真分数分母）的范围，例如 ：Myapp.exe -r 10 将生成10以内（不包括10）的四则运算题目。该参数可以设置为1或其他自然数。该参数必须给定，否则程序报错并给出帮助信息。

生成的题目中计算过程不能产生负数，也就是说算术表达式中如果存在形如e1− e2的子表达式，那么e1≥ e2。

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。

每道题目中出现的运算符个数不超过3个。

程序一次运行生成的题目不能重复，即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。例如，23 + 45 = 和45 + 23 = 是重复的题目，6 × 8 = 和8 × 6 = 也是重复的题目。3+(2+1)和1+2+3这两个题目是重复的，由于+是左结合的，1+2+3等价于(1+2)+3，也就是3+(1+2)，也就是3+(2+1)。但是1+2+3和3+2+1是不重复的两道题，因为1+2+3等价于(1+2)+3，而3+2+1等价于(3+2)+1，它们之间不能通过有限次交换变成同一个题目。

生成的题目存入执行程序的当前目录下的Exercises.txt文件，格式如下：

四则运算题目1

四则运算题目2

　　　……

　　其中真分数在输入输出时采用如下格式，真分数五分之三表示为3/5，真分数二又八分之三表示为2’3/8。

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，格式如下：

　　　　答案1

　　　　 答案2

真分数的运算如下例所示：1/6 + 1/8 = 7/24。

程序应能支持一万道题目的生成。

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，输入参数如下：

　　 Myapp.exe -e .txt -a .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)

　　其中“:”后面的数字5表示对/错的题目的数量，括号内的是对/错题目的编号。为简单起见，假设输入的题目都是按照顺序编号的符合规范的题目。

四、具体代码与解题注释

···

pragma warning(disable:4996)

include<stdio.h>

include<math.h>

include<windows.h>

int gcd(int a, int b)//求最大公约数的算法

{

if (a%b == 0)

return b;

else;

return gcd(b, a%b);

}

void add()//加法运算

{

FILE *fp1 = fopen("exercises.txt", "w");

FILE *fp2 = fopen("answer.txt","w");

int a, b, answer,n,r;

srand(time(NULL));

printf("请输入题目数量：");

scanf("%d", &n);

printf("请输入数值范围：");

scanf("%d", &r);

for (int i = 0; i < n; i++) {

a = rand() % r ; //获取随机数

b = rand() % r;

answer = a + b;

fprintf(fp1, "%d . %d + %d = \n",i+1, a, b);

fprintf(fp2, "%d . %d\n", i+1,answer);

printf("\n\t\t %d + %d = ", a, b);

}

}

void minu()//减法运算

{

FILE *fp1 = fopen("exercises.txt", "w");

FILE *fp2 = fopen("answer.txt", "w");

int a, b, answer, n,r;

srand(time(NULL));

printf("请输入题目数量：");

scanf("%d", &n);

printf("请输入数值范围：");

scanf("%d", &r);

for (int i = 0; i < n; i++) {

a = rand() % r; //被减数

b = rand() % r; //减数

if (a < b) {

a = a ^ b;

b = a ^ b;

a = a ^ b;

}//防止出现被减数小于减数的情况

answer = a - b;

fprintf(fp1, "%d . %d - %d = \n", i + 1, a, b);

fprintf(fp2, "%d . %d\n", i + 1, answer);

printf("\n\t\t %d - %d = ", a, b);

}

}

void mul()//乘法运算

{

FILE *fp1 = fopen("exercises.txt", "w");

FILE *fp2 = fopen("answer.txt", "w");

int a, b, answer,n,r;

srand(time(NULL));

printf("请输入题目数量：");

scanf("%d", &n);

printf("请输入数值范围：");

scanf("%d", &r);

for (int i = 0; i < n; i++) {

a = rand() % r;

b = rand() % r;

answer = a * b;

fprintf(fp1, "%d . %d * %d = \n", i + 1, a, b);

fprintf(fp2, "%d . %d\n", i + 1, answer);

printf("\n\t\t %d * %d = ", a, b);

}

}

void di()//除法运算

{

FILE *fp1 = fopen("exercises.txt", "w");

FILE *fp2 = fopen("answer.txt", "w");

int r,n;

float a, b, answer;

srand(time(NULL));

printf("请输入题目数量：");

scanf("%d", &n);

printf("请输入数值范围：");

scanf("%d", &r);

for (int i = 0; i < n; i++) {

a = rand() % r+1; //被除数

b = rand() % r+1; //除数

answer = a / b;

fprintf(fp1, "%d . %f / %f = \n", i + 1, a, b);

fprintf(fp2, "%d . %.1f\n", i + 1,answer );//保留一位小数

printf("\n\t\t %d / %d = ", a, b);

}

}

void fra_add()//分数的加法运算

{

FILE *fp1 = fopen("exercises.txt", "w");

FILE *fp2 = fopen("answer.txt", "w");

int a, b, c, d, n, r, numerator,denominator,x;//x为最大公约数

srand(time(NULL));

printf("请输入题目数量：");

scanf("%d", &n);

printf("请输入数值范围：");

scanf("%d", &r);

int i = n;

for (int i = 0; i < n; i++) {

a = rand() % r + 1; //第一个数的分子

b = rand() % r + 1; //第一个数的分母

c = rand() % r + 1; //第二个数的分子

d = rand() % r + 1; //第二个数的分母

if (a > b) {

a = a ^ b;

b = a ^ b;

a = a ^ b;

}

if (c > d) {

c = c ^ d;

d = c ^ d;

c = c ^ d;

}//确保得到真分数

numerator = a * d+ b * c;

denominator = b * d;

x = gcd(numerator, denominator);

fprintf(fp1, "%d . %d/%d + %d/%d = \n", i + 1, a, b, c, d);

fprintf(fp2, "%d . %d/%d\n", i + 1, numerator/x, denominator/x);

printf("\n\t\t %d/%d + %d/%d = ", a, b, c, d);

}

}

void fra_minu() //分数减法运算

{

FILE *fp1 = fopen("exercises.txt", "w");

FILE *fp2 = fopen("answer.txt", "w");

int a, b, c, d, n, r, numerator, denominator, x;//x为最大公约数

srand(time(NULL));

printf("请输入题目数量：");

scanf("%d", &n);

printf("请输入数值范围：");

scanf("%d", &r);

int i = n;

for (int i = 0; i < n; i++) {

a = rand() % r + 1; //第一个数的分子

b = rand() % r + 1; //第一个数的分母

c = rand() % r + 1; //第二个数的分子

d = rand() % r + 1; //第二个数的分母

	if (a > b) {
		a = a ^ b;
		b = a ^ b;
		a = a ^ b;
	}
	if (c > d) {
		c = c ^ d;
		d = c ^ d;
		c = c ^ d;
	}//确保得到真分数
	if (a * c - b * d < 0) {	//如果运算出现负数，则两个分数互换
		a = a ^ c;
		c = a ^ c;
		a = a ^ c;
		b = b ^ d;
		d = b ^ d;
		b = b ^ d;
	}
	numerator = a * d - b * c;
	denominator = b * d;
	x = gcd(numerator, denominator);
	fprintf(fp1, "%d . %d/%d - %d/%d = \n", i + 1, a, b, c, d);
	fprintf(fp2, "%d . %d/%d\n", i + 1, numerator / x, denominator / x);
	printf("\n\t\t %d/%d - %d/%d = ", a, b, c, d);
}

}

void fra_mul() //分数乘法运算

{

FILE *fp1 = fopen("exercises.txt", "w");

FILE *fp2 = fopen("answer.txt", "w");

int a, b, c, d,n,r, numerator, denominator,x;

srand(time(NULL));

printf("请输入题目数量：");

scanf("%d", &n);

printf("请输入数值范围：");

scanf("%d", &r);

int i = n;

for (int i = 0; i < n; i++) {

a = rand() % r+1; //第一个数的分子

b = rand() % r+1; //第一个数的分母

c = rand() % r+1; //第二个数的分子

d = rand() % r+1; //第二个数的分母

if (a > b){

a = a ^ b;

b = a ^ b;

a = a ^ b;

}

if (c > d) {

c = c ^ d;

d = c ^ d;

c = c ^ d;

}//确保得到真分数

numerator = a * c;

denominator = b * d;

x = gcd(numerator, denominator);

fprintf(fp1, "%d . %d/%d * %d/%d = \n", i + 1, a,b,c,d);

fprintf(fp2, "%d . %d/%d\n", i + 1, numerator / x, denominator / x);

printf("\n\t\t %d/%d * %d/%d = ",a ,b ,c , d);

}

}

void fra_di() //分数除法运算

{

FILE *fp1 = fopen("exercises.txt", "w");

FILE *fp2 = fopen("answer.txt", "w");

int a, b, c, d, n, r, numerator, denominator, x;

srand(time(NULL));

printf("请输入题目数量：");

scanf("%d", &n);

printf("请输入数值范围：");

scanf("%d", &r);

int i = n;

for (int i = 0; i < n; i++) {

a = rand() % r + 1; //第一个数的分子

b = rand() % r + 1; //第一个数的分母

c = rand() % r + 1; //第二个数的分子

d = rand() % r + 1; //第二个数的分母

if (a > b) {

a = a ^ b;

b = a ^ b;

a = a ^ b;

}

if (c > d) {

c = c ^ d;

d = c ^ d;

c = c ^ d;

}//确保得到真分数

numerator = a * d;

denominator = b * c;

x = gcd(numerator, denominator);

fprintf(fp1, "%d . %d/%d / %d/%d = \n", i + 1, a, b, c, d);

fprintf(fp2, "%d . %d/%d\n", i + 1, numerator / x, denominator / x);

printf("\n\t\t %d/%d / %d/%d = ", a, b, c, d);

}

}

void main()

{

FILE *fp;

int choise,answer;

while (1)

{

printf("\n请选择：\n");

printf("\t\t\t 整数加法运算（请输入1）\n");

printf("\t\t\t 整数减法运算（请输入2）\n");

printf("\t\t\t 整数乘法运算（请输入3）\n");

printf("\t\t\t 整数除法运算（请输入4）\n");

printf("\t\t\t 分数加法运算（请输入5）\n");

printf("\t\t\t 分数减法运算（请输入6）\n");

printf("\t\t\t 分数乘法运算（请输入7）\n");

printf("\t\t\t 分数除法运算（请输入8）\n");

scanf("%d", &choise);

switch (choise)

{

case 1:

add();

break;

case 2:

minu();

break;

case 3:

mul();

break;

case 4:

di();

break;

case 5:

fra_add();

break;

case 6:

fra_minu();

break;

case 7:

fra_mul();

break;

	case 8:
		fra_di();
		break;
	}
}

}

六、测试运行

七、项目总结

为了这次结对项目，我们是有一起学java语法，但实现的过程中许多功能都需要边查文档边写，且对性能没有把握，决定改用最擅长的C。但与此同时，让我们对Java有了更深的认识。这次都是是我们第一次结对做一个项目，所以我们商讨了较明确的分工，关于使用怎样的函数与调用，返回怎样的数据类型等等。这样的配合对我们来说都是新鲜且有挑战的。我们注意了代码的规范，但协作的还不够熟练，代码还有许多美中不足的地方，性能也仍需提高。正因如此让我们意识到需要提升团队意识，学会和他人协作交流规范接口和功能等等。