四则运算生成器

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一、总体项目PSP表格

二、需求分析

三、概要设计

分数类：用于处理分数之间的计算，是整个程序中数的最基本单位。

算式类：以树状结构存储一个算式。

用户界面模块：解析用户输入，负责与用户相关的交互等。

随机出题模块：负责不重复地生成一定数量的题目。

四、测试用例

(1)整体测试

case 1:

直接运行Myapp.exe，测试无参数状态下能否正常输出提示。

case 2:

Myapp.exe -n 10，测试无-r是否输出提示。

case 3:

Myapp.exe -n -1 -r 10

Myapp.exe -n 10 -r -1 

Myapp.exe -n 2t -r 10

Myapp.exe -n 10 -r ttt

测试-n和-r参数有误时能否正确输出提示。

case 4:

Myapp.exe -n 10 -r 10

测试正确输入下，能否按照需求正确生成不重复的式子。

case 5:

Myapp.exe -n 10000 -r 10

测试正确的大数据量输入下，能否按照需求正确生成不重复的式子。

case 6:

Myapp.exe -e Exercises.txt -a Answers.txt

测试正确输入下能否正确进行判卷工作。

case 7:

修改之前的Answer.txt，将部分答案改成错误的。

Myapp.exe -e Exercises.txt -a Answers.txt

测试正确输入下能否正确进行判卷工作。

case 8:

修改之前的Answers.txt，将部分答案改成错误的格式。

Myapp.exe -e Exercises.txt -a Answers.txt

测试错误输入下能否正确输出相应的提示。

case 9:

生成10000个的同时进行要求程序判断Exercises.txt和Answers.txt中的答案是否正确。

Myapp.exe -n 10000 -r 10 -e Exercises.txt -a Answers.txt

多次运行，确保每次的Grade.txt中的结果均为正确10000道。

(2)单元测试

在开发的过程中，我首先进行了单元测试，以保证关键模块的正确性。

对于Fraction类，我进行了以下几组测试：

1. 检验构造函数及化简是否正确，比对(i*j)/j和i是否相等(i,j在1-100之间枚举)，若相等则说明Fraction的构造函数及相关的自动化简等功能正确。
2. 枚举所有i/j，其中i，j在100的范围内，将该分数写入到文件，再从文件读出，若二者相等，则说明Fraction类对于输入输出流的重载正确。
3. 测试文件中的数据若是格式错误的，能否正确设置流的badbit。

对于Equation类，我进行了以下几组测试：

1. 测试Equation类相等的实现是否正确。采用了老师在个人项目的描述中所使用的几个例子。
2. 同Fraction类一样，测试了输入输出流相关重载是否正确。（共选用了4组较为具有代表性的用例）

由于这两个类十分核心，因此，这两个类的单元测试通过，基本可以确保程序整体上是正确的。

根据VS给出的代码覆盖率分析，我进行的测试可以覆盖70%以上的代码，余下的部分主要是拷贝构造函数、getter/setter、分数的四则运算等极其不易出错的短代码。

而位于核心部分的输入输出流的解析等都覆盖得相对较为完整。

 五、性能分析

整个程序常调用的一个路径是维护分数的最简的代码。同时VS的分析也指出了，去重部分占据了相当大的一段时间。我的去重是采用set完成的。set内部的红黑树也许是一个值得改进的地方。

因此，我认为，如果将set改为unodered_set，即采用hash来实现set也许可以加快程序的速度。

四则运算生成器

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