结对项目

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我的项目地址：https://github.com/lhmm2b2b/1

结对伙伴：廖浩仁  3118005099    软工4班

开发环境 ：VC6.0     语言：C语言

一. 项目目的

     实现一个自动生成小学四则运算题目的命令行程序。

二. 项目说明  

     自然数：0, 1, 2, …。

• 真分数：1/2, 1/3, 2/3, 1/4, 1’1/2, …。
• 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。

三. 项目需求

1. 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。

2. 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。

3. 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。
4. 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. 每道题目中出现的运算符个数不超过3个。
6. 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：

1. 四则运算题目1
2. 四则运算题目2
3. .........

　　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。

7. 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：

1. 答案1
2. 答案2

　　特别的，真分数的运算如下例所示：1/6 + 1/8 = 7/24。

8. 程序应能支持一万道题目的生成。
9. 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 <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)

　　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. 项目思路

　　1.先取出运算数和运算符保存到结构体中的相应数组中（num[ ]，char[ ])

　　2.判断取出的运算数和运算符组成的表达式的结果是否符合要求（非负，非假分数），如不符合，删除再取；如符合，存入结构体中

　　3.直到取完符合要求的运算数和运算符，然后按顺序遍历num[ ]，char[ ]写入表达式到exercisefile.txt中，将正确结果写入answer.txt中。

       4.接着一行一行地读出exercisefile.txt中的表达式，然后输入回答（存入q[ ])，通过对比回答和结构体中正确答案，记录相关数据（Correct和Wrong）写入到文件Grade.txt中。

　　5.检测相同表达式：当结果相同，检测运算数，当运算数相同，检测运算符，如运算符也相同，则判断为相同表达式。

五. 项目代码

　　#include<stdio.h>
　　#include<stdlib.h>
　　#include<string.h>
　　#include<time.h>

　　建立结构体count保存运算数以及运算符

　　struct count
　　{
　　int num[4]; //运算数
　　char sign[3];//运算符
　　int amount;//运算符个数
　　double answer;//表达式的结果
　　}count[10000];

　　double q[10000];

1.生成随机数函数（所有运算数<=n)

int random(int n)
{
int a;
a=rand()%n+1;
return a;
}

2.生成随即符号函数　　

char symbol( )
{
char fh[4]={‘+‘,‘-‘,‘x‘,‘/‘};
return fh[rand()%4];
}

3.计算表达式结果并判断合法要求(项目主要函数：算出表达式正确结果（小数形式），判断结果非负并结果不为假分数（若不符合条件则返回-1并重新取数取符号））

double solution(int j)
{
int a=count[j-1].amount;
int num0=count[j-1].num[0],num1=count[j-1].num[1],num2=count[j-1].num[2],num3=count[j-1].num[3];
char sign0=count[j-1].sign[0],sign1=count[j-1].sign[1],sign2=count[j-1].sign[2];
double x=-1,y =0;

if(a==1)
{
if(sign0==‘/‘&&num0>=num1) return -1;//判断

switch (sign0)
{
case ‘+‘ : x=num0+num1;break;
case ‘-‘ : x=num0-num1;break;
case ‘x‘ : x=num0*num1;break;
case ‘/‘ : x=(double)num0/num1;break;
default : return -1;
}
}

else if(a==2)
{
if(((sign1==‘x‘)||(sign1==‘/‘))&&((sign0==‘+‘)||(sign0==‘-‘)))
{
if(sign1==‘/‘&&num1>=num2) return -1;//判断

switch (sign1)
{
case ‘x‘ : x=num1*num2;break;
case ‘/‘ : x=(double)num1/num2;break;
default : return -1;
}
switch (sign0)
{
case ‘+‘ : x=x+num0;break;
case ‘-‘ : x=num0-x;break;
default : return -1;
}
}
else
{
if(sign0==‘/‘)//判断
{
if((sign1==‘+‘||sign1==‘-‘)&&num0>=num1) return -1;
if(sign1==‘x‘&&num0*num2>=num1) return -1;
if(sign1==‘/‘&&num0>=num1*num2) return -1;
}
if(sign0==‘x‘&&sign1==‘/‘&&num0*num1>=num2) return -1;

switch (sign0)
{
case ‘+‘ : x=num0+num1;break;
case ‘-‘ : x=num0-num1;break;
case ‘x‘ : x=num0*num1;break;
case ‘/‘ : x=(double)num0/num1;break;
default : return -1;
}
switch (sign1)
{
case ‘+‘ : x=x+num2;break;
case ‘-‘ : x=x-num2;break;
case ‘x‘ : x=x*num2;break;
case ‘/‘ : x=(double)x/num2;break;
default : return -1;
}
}
}

else if(a==3)
{
if((sign0==‘+‘)||(sign0==‘-‘))
{
if(((sign1==‘x‘)||(sign1==‘/‘))&&((sign2==‘x‘)||(sign2==‘/‘)))
{
if(sign1==‘/‘)//判断
{
if(sign2==‘x‘&&num1*num3>=num2) return -1;
if(sign2==‘/‘&&num1>=num2*num3) return -1;
}
if(sign1==‘x‘&&sign2==‘/‘&&num1*num2>=num3) return -1;

switch (sign1)
{
case ‘x‘ : x=num1*num2;break;
case ‘/‘ : x=(double)num1/num2;break;
default : return -1;
}
switch (sign2)
{
case ‘x‘ : x=x*num3;break;
case ‘/‘ : x=(double)x/num3;break;
default : return -1;
}
switch (sign0)
{
case ‘+‘ : x=num0+x;break;
case ‘-‘ : x=num0-x;break;
default : return -1;
}
}
else if(((sign1==‘x‘)||(sign1==‘/‘))&&((sign2==‘+‘)||(sign2==‘-‘)))
{
if(sign1==‘/‘&&num1>=num2) return -1;//判断

switch (sign1)
{
case ‘x‘ : x=num1*num2;break;
case ‘/‘ : x=(double)num1/num2;break;
default : return -1;
}
switch (sign0)
{
case ‘+‘ : x=num0+x;break;
case ‘-‘ : x=num0-x;break;
default : return -1;
}
switch (sign2)
{
case ‘+‘ : x=x+num3;break;
case ‘-‘ : x=x-num3;break;
default : return -1;
}
}
else if(((sign1==‘+‘)||(sign1==‘-‘))&&((sign2==‘x‘)||(sign2==‘/‘)))
{
if(sign2==‘/‘&&num2>=num3) return -1;//判断

switch (sign2)
{
case ‘x‘ : y=num2*num3;break;
case ‘/‘ : y=(double)num2/num3;break;
default : return -1;
}
switch (sign0)
{
case ‘+‘ : x=num0+num1;break;
case ‘-‘ : x=num0-num1;break;
default : return -1;
}
switch (sign1)
{
case ‘+‘ : x=x+y;break;
case ‘-‘ : x=x-y;break;
default : return -1;
}
}
else
{
switch(sign0)
{
case‘+‘ : x=num0+num1;break;
case‘-‘ : x=num0-num1;break;
}
switch(sign1)
{
case‘+‘ : x=x+num2;break;
case‘-‘ : x=x-num2;break;
}
switch(sign2)
{
case‘+‘ : x=x+num3;break;
case‘-‘ : x=x-num3;break;
}
}
}
else
{
if(((sign1==‘x‘)||(sign1==‘/‘))&&((sign2==‘x‘)||(sign2==‘/‘)))
{
if(sign0==‘x‘)//判断
{
if(sign1==‘/‘)
{
if(sign2==‘x‘&&num0*num1*num3>=num2) return -1;
if(sign2==‘/‘&&num0*num1>=num2*num3) return -1;
}
if(sign1==‘x‘&&sign2==‘/‘&&num0*num1*num2>=num3) return -1;
}
else
{
if(sign1==‘/‘)
{
if(sign2==‘x‘&&num0*num3>=num1*num2) return -1;
if(sign2==‘/‘&&num0>=num1*num2*num3) return -1;
}
if(sign1==‘x‘&&sign2==‘/‘&&num0*num2>=num1*num3) return -1;
}

switch (sign0)
{
case ‘x‘ : x=num0*num1;break;
case ‘/‘ : x=(double)num0/num1;break;
default : return -1;
}
switch (sign1)
{
case ‘x‘ : x=x*num2;break;
case ‘/‘ : x=(double)x/num2;break;
default : return -1;
}
switch (sign2)
{
case ‘x‘ : x=x*num3;break;
case ‘/‘ : x=(double)x/num3;break;
default : return -1;
}
}
else if(((sign1==‘x‘)||(sign1==‘/‘))&&((sign2==‘+‘)||(sign2==‘-‘)))
{
if(sign0==‘/‘)//判断
{
if(sign1==‘x‘&&num0*num2>=num1) return -1;
if(sign1==‘/‘&&num0>=num1*num2) return -1;
}
if(sign0==‘x‘&&sign1==‘/‘&&num0*num1>=num2) return -1;

switch (sign0)
{
case ‘x‘ : x=num0*num1;break;
case ‘/‘ : x=(double)num0/num1;break;
default : return -1;
}
switch (sign1)
{
case ‘x‘ : x=x*num2;break;
case ‘/‘ : x=(double)x/num2;break;
default : return -1;
}
switch (sign2)
{
case ‘+‘ : x=x+num3;break;
case ‘-‘ : x=x-num3;break;
default : return -1;
}
}
else if(((sign1==‘+‘)||(sign1==‘-‘))&&((sign2==‘x‘)||(sign2==‘/‘)))
{
if(sign0==‘/‘&&num0>=num1) return -1;//判断
if(sign2==‘/‘&&num2>=num3) return -1;

switch (sign2)
{
case ‘x‘ : y=num2*num3;break;
case ‘/‘ : y=(double)num2/num3;break;
default : return -1;
}
switch (sign0)
{
case ‘x‘ : x=num0*num1;break;
case ‘/‘ : x=(double)num0/num1;break;
default : return -1;
}
switch (sign1)
{
case ‘+‘ : x=x+y;break;
case ‘-‘ : x=x-y;break;
default : return -1;
}
}
else
{
if(sign0==‘/‘&&num0>=num1) return -1;//判断

switch(sign0)
{
case‘x‘ : x=num0*num1;break;
case‘/‘ : x=(double)num0/num1;break;
}
switch(sign1)
{
case‘+‘ : x=x+num2;break;
case‘-‘ : x=x-num2;break;
}
switch(sign2)
{
case‘+‘ : x=x+num3;break;
case‘-‘ : x=x-num3;break;
}
}
}
}
return x;
}

4.取运算数和运算符（取得的运算数和运算符暂时保存于结构体的数组中）

void judge(int m,int n)
{
int i,j,a;
for(j=1;j<=m;j++)
{
a=rand()%3+1;
count[j-1].amount=a;
for(i=0;i<a;i++)
{
count[j-1].num[i]=random(n);
count[j-1].sign[i]=symbol( );
}
count[j-1].num[i]=random(n);
if(solution(j)<0) j--;
}
}

5.生成表达式及结果（形成文件Exercises.txt和answer.txt）

void create(int m,int n)
int i,j;
judge(m,n);
FILE *tp=NULL,*hp=NULL;
if((tp=fopen("Exercises.txt","a"))==NULL)
return ;
if((hp=fopen("answer.txt","a"))==NULL)
return ;
for(j=1;j<=m;j++)
{
fprintf(tp,"%d. ",j);
fprintf(hp,"%d. ",j);
for(i=0;i<count[j-1].amount;i++)
{
fprintf(tp,"%d ",count[j-1].num[i]);
fprintf(tp,"%c ",count[j-1].sign[i]);
}
fprintf(tp,"%d = \n",count[j-1].num[i]);
count[j-1].answer=solution(j);
fprintf(hp,"%f\n",count[j-1].answer);
}
fclose(tp);
fclose(hp);
}

6.列出文件中的表达式并输入表达式答案

void you_answer(int m)
{
int i;
char p[30];
FILE* tp=NULL;
if((tp=fopen("Exercises.txt","r"))==NULL) return ;
//printf("生成的%d条表达式为：\n",m);
for(i=0;i<m;i++)
{
fgets(p,30,(FILE*)tp);
printf("%s",p);
//printf("你的答案：");
getchar();
scanf("%lf",&q[i]);
}
fclose(tp);
}

7.判断对错题目数量及序号（生成文件Grade.txt）

void result(int m)
{
int i,j=0;
int p[100];
FILE* tp=NULL;
if((tp=fopen("Grade.txt","a"))==NULL) return ;
fprintf(tp,"Correct: ");
for(i=0;i<m;i++)
{
if(q[i]==count[i].answer)
{
p[j]=i+1;
j++;
}
}
if(j==0)
fprintf(tp,"0( )\n");
else if(j==1)
fprintf(tp,"1(%d)",p[0]);
else
{
fprintf(tp,"%d(",j);
for(i=0;i<j-1;i++)
fprintf(tp,"%d,",p[i]);
fprintf(tp,"%d)\n",p[i]);
}
j=0;
fprintf(tp,"Wrong: ");
for(i=0;i<m;i++)
{
if(q[i]!=count[i].answer)
{
p[j]=i+1;
j++;
}
}
if(j==0)
fprintf(tp,"0( )\n");
else if(j==1)
fprintf(tp,"1(%d)",p[0]);
else
{
fprintf(tp,"%d(",j);
for(i=0;i<j-1;i++)
fprintf(tp,"%d,",p[i]);
fprintf(tp,"%d)",p[i]);
}
fclose(tp);
}

8.主函数

int main()//主函数
{
int m,n;
//printf("请输入需生成的题目数(n)："");
scanf("%d",&m);
printf("\n");
//printf("请输入运算数的范围(r)："");
scanf("%d",&n);
printf("\n");
create(m,n);
you_answer(m);
result(m);
return 0;
}

六. 代码测试（VC不支持中文输入）

　　1.输入需要生成的表达式数量：

 　　2.输入运算数范围（如输入20，则范围为0---20的整数）

 　　3.输入答案

 　　4.生成的文件

 七. PSP表格

八. 项目总结

　　代码缺陷：结果为double类型小数而不是类似于13/17形式，而且表达式中不带括号（），检测相同表达式这一步也没有做到位

结对项目

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