小学四则运算自动生成程序

1.任务要求

小学四则运算自动生成程序

·能够自动生成四则运算练习题
·可以定制题目数量
·用户可以选择运算符
·用户设置最大数（如十以内、百以内等）
·用户选择是否有括号、是否有小数
·用户选择输出方式（如输出到文件等）

2.任务分工

驾驶员：李云辉

  ·负责四则运算自动生成算法的整体设计工作，并辅助领航员完成代码测试；

领航员：李朝帅

  ·辅助驾驶员完成四则运算自动生成算法的设计，编写单元自动测试并设计测试用例，优化代码并完成代码复审。

3.代码地址

coding.net可运行完整代码地址

4.代码模块展示

  驾驶员设计的代码结构较为清晰，尤其是在算式自动生成的模块上，思路清晰且代码高效，可以很好地完成四则运算式自动生成的目标。

int question(int A, int k, int count, int s)
{
    void set(int count);
    int h = 0;
    int x;
    int r;
    int flag1 = 1;
    int flag2 = 0;
    fp = fopen("aa.txt", "w");
    if (A == 1)
    {
        h = 10;
    }
    else if (A == 2)
    {
        h = 100;
    }
    else if (A == 3)
    {
        h = 1000;
    }
    for (int i = 0; i < count; i++)
    {
        printf("(%d) ", i + 1);
        if (a[4] == 1)
        {
            if ((fp = fopen("aa.txt", "a")) == NULL)   //将表达式写入到文件
            {
                printf("不能打开文件！\n");
                exit(0);
            }
            fprintf(fp, "(%d) ", i + 1);
            fclose(fp);
        }
        r = rand() % 7 + 2;
        for (int j = 0; j < r + 1; j++)
        {
            if (j != r)
            {
                {
                    if (k == 1 && flag2 == 0 && rand() % 2 == 1)
                    {
                        printf(" ( ");
                        if (a[4] == 1)
                        {
                            if ((fp = fopen("aa.txt", "a")) == NULL)    //将表达式写入到文件
                            {
                                printf("不能打开文件！\n");
                                exit(0);
                            }
                            fprintf(fp, " ( ");
                            fclose(fp);
                        }
                        flag2 = 1;
                        flag1 = 1;
                    }
                    if (s == 1)
                    {
                        printf("%d", rand() % h);
                        if (a[4] == 1)
                        {
                            if ((fp = fopen("aa.txt", "a")) == NULL)    //将表达式写入到文件
                            {
                                printf("不能打开文件！\n");
                                exit(0);
                            }
                            fprintf(fp, "%d", rand() % h);
                            fclose(fp);
                        }
                    }
                    else
                    {
                        printf("%.2f", rand() / (double)(RAND_MAX / h));
                        if (a[4] == 1)
                        {
                            if ((fp = fopen("aa.txt", "a")) == NULL)    //将表达式写入到文件
                            {
                                printf("不能打开文件！\n");
                                exit(0);
                            }
                            fprintf(fp, "%.2f", rand() / (double)(RAND_MAX / h));
                            fclose(fp);
                        }
                    }
                    if (k == 1 && flag2 == 1 && rand() % 2 == 1 && flag1 != 1)
                    {
                        printf(" ) ");
                        if (a[4] == 1)
                        {
                            if ((fp = fopen("aa.txt", "a")) == NULL)    //将表达式写入到文件
                            {
                                printf("不能打开文件！\n");
                                exit(0);
                            }
                            fprintf(fp, " ) ");
                            fclose(fp);
                        }
                        flag2 = 0;
                    }
                    flag1 = 0;
                    x = rand() % 5;
                    switch (x)
                    {
                    case 0:
                    case 1:
                        if (a[0] == 1)
                        {
                            printf(" + ");
                            if (a[4] == 1)
                            {
                                if ((fp = fopen("aa.txt", "a")) == NULL)    //将表达式写入到文件
                                {
                                    printf("不能打开文件！\n");
                                    exit(0);
                                }
                                fprintf(fp, " + ");
                                fclose(fp);
                            }
                            break;
                        }
                    case 2:
                        if (a[1] == 1)
                        {
                            printf(" - ");
                            if (a[4] == 1)
                            {
                                if ((fp = fopen("aa.txt", "a")) == NULL)    //将表达式写入到文件
                                {
                                    printf("不能打开文件！\n");
                                    exit(0);
                                }
                                fprintf(fp, " - ");
                                fclose(fp);
                            }
                            break;
                        }
                    case 3:
                        if (a[2] == 1)
                        {
                            printf(" * ");
                            if (a[4] == 1)
                            {
                                if ((fp = fopen("aa.txt", "a")) == NULL)    //将表达式写入到文件
                                {
                                    printf("不能打开文件！\n");
                                    exit(0);
                                }
                                fprintf(fp, " * ");
                                fclose(fp);
                            }
                            break;
                        }
                    case 4:
                        if (a[3] == 1)
                        {
                            printf(" / ");
                            if (a[4] == 1)
                            {
                                if ((fp = fopen("aa.txt", "a")) == NULL)    //将表达式写入到文件
                                {
                                    printf("不能打开文件！\n");
                                    exit(0);
                                }
                                fprintf(fp, " / ");
                                fclose(fp);
                            }
                            break;
                        }
                    }
                }
            }
            else
            {
                printf("%d ", rand() % h);
                if (a[4] == 1)
                {
                    if ((fp = fopen("aa.txt", "a")) == NULL)    //将表达式写入到文件
                    {
                        printf("不能打开文件！\n");
                        exit(0);
                    }
                    fprintf(fp, "%d ", rand() % h);
                    fclose(fp);
                }
                if (flag2 == 1)
                {
                    printf(" ) ");
                    if (a[4] == 1)
                    {
                        if ((fp = fopen("aa.txt", "a")) == NULL)    //将表达式写入到文件
                        {
                            printf("不能打开文件！\n");
                            exit(0);
                        }
                        fprintf(fp, " ) ");
                        fclose(fp);
                    }
                    flag2 = 0;
                }
                printf(" = ?\n");
                if (a[4] == 1)
                {
                    if ((fp = fopen("aa.txt", "a")) == NULL)    //将表达式写入到文件
                    {
                        printf("不能打开文件！\n");
                        exit(0);
                    }
                    fprintf(fp, " = ?\n");
                    fclose(fp);
                }
            }
        }
    }
    return 0;
}

5.代码执行结果展示

·按运算符、数值类型、是否添加括号、输出方式等依次展示

  ·加减法

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  ·乘除法

---

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  ·小数运算

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  ·括号运算

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  ·输出到文件

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6.单元自动检测

  ·检测代码（检测是否生成规定题目数、是否按规定使用运算符）

#include "stdafx.h"
#include "..\ConsoleApplication1\test.h"
using namespace Microsoft::VisualStudio::CppUnitTestFramework;

namespace UnitTest1
{
    TEST_CLASS(UnitTest1)
    {
    public:
        TEST_METHOD(TestMethod1)
        {
            a[0] = 1;//加法（1为需要，0为不需要）
            a[1] = 1;//减法（1为需要，0为不需要）
            a[2] = 1;//乘法（1为需要，0为不需要）
            a[3] = 1;//除法（1为需要，0为不需要）
            a[4] = 1;//文件输出（1为需要，0为不需要）
            int A = 2;//数值范围（1代表10，2代表100，3代表1000）
            int k = 1;//是否含有括号（1为需要，0为不需要）
            int count = 11;//题目数
            int s = 1;//是否进行小数运算（0为需要，1为不需要）
            int result;
            result=test(A,k,count,s);
            Assert::AreEqual(result, 11);
        }
        TEST_METHOD(TestMethod2)
        {
            a[0] = 1;
            a[1] = 1;
            a[2] = 1;
            a[3] = 1;
            a[4] = 1;
            int A = 2;
            int k = 1;
            int count = 11;
            int s = 1;
            int result;
            result = str(k);
            Assert::AreEqual(result, 1);
        }
    };
}

  ·检测结果全部通过

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7.代码审查表

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功能模块名称	小学四则运算自动生成程序
审查人	李朝帅	审查日期	2019/5/5
代码名称	ConsoleApplication1.cpp	代码作者	李云辉
文件结构
重要性	审查项	结论
	头文件和定义文件的名称是否合理？	合理
	头文件和定义文件的目录结构是否合理？	合理
	版权和版本声明是否完整？	不完整
重要	头文件是否使用了 ifndef/define/endif 预处理块?	未使用
	头文件中是否只存放“声明”而不存放“定义”	否
程序的版式
重要性	审查项	结论
	空行是否得体？	是
	代码行内的空格是否得体？	是
	长行拆分是否得体？	是
	“{” 和 “}” 是否各占一行并且对齐于同一列？	是
重要	一行代码是否只做一件事？如只定义一个变量，只写一条语句。	是
重要	If、for、while、do等语句自占一行，不论执行语句多少都要加 “{}”。	是
重要	在定义变量（或参数）时，是否将修饰符 * 和 ＆ 紧靠变量名？	是
	注释是否清晰并且必要？	否
重要	注释是否有错误或者可能导致误解？	否
重要	类结构的public, protected, private顺序是否在所有的程序中保持一致？	无类结构
命名规则
重要性	审查项	结论
重要	命名规则是否与所采用的操作系统或开发工具的风格保持一致？	一致
	标识符是否直观且可以拼读？	是
	标识符的长度应当符合“min-length && max-information”原则？	未应用类似标识符
重要	程序中是否出现相同的局部变量和全部变量？	是
	类名、函数名、变量和参数、常量的书写格式是否遵循一定的规则？	是
	静态变量、全局变量、类的成员变量是否加前缀？	否
表达式与基本语句
重要性	审查项	结论
重要	如果代码行中的运算符比较多，是否已经用括号清楚地确定表达式的操作顺序？	是
	是否编写太复杂或者多用途的复合表达式？	是
重要	是否将复合表达式与“真正的数学表达式”混淆？	否
重要	是否用隐含错误的方式写if语句? 例如
	（1）将布尔变量直接与TRUE、FALSE或者1、0进行比较。	否
	（2）将浮点变量用“==”或“！=”与任何数字比较。	否
	（3）将指针变量用“==”或“！=”与NULL比较。	否
	如果循环体内存在逻辑判断，并且循环次数很大，是否已经将逻辑判断移到循环体的外面？	否
常量
重要性	审查项	结论
	是否使用含义直观的常量来表示那些将在程序中多次出现的数字或字符串？	是
	在C++ 程序中，是否用const常量取代宏常量？	否
重要	如果某一常量与其它常量密切相关，是否在定义中包含了这种关系？	是
	是否误解了类中的const数据成员？因为const数据成员只在某个对象生存期内是常量，而对于整个类而言却是可变的。	否
函数设计
重要性	审查项	结论
	参数的书写是否完整？不要贪图省事只写参数的类型而省略参数名字。	是
	参数命名、顺序是否合理？	是
	参数的个数是否太多？	是
	是否使用类型和数目不确定的参数？	否
	是否省略了函数返回值的类型？	否
	函数名字与返回值类型在语义上是否冲突？	否
重要	是否将正常值和错误标志混在一起返回？正常值应当用输出参数获得，而错误标志用return语句返回。	否
重要	在函数体的“入口处”，是否用assert对参数的有效性进行检查？	否
重要	return语句是否返回指向“栈内存”的“指针”或者“引用”？	否
	是否使用const提高函数的健壮性？const可以强制保护函数的参数、返回值，甚至函数的定义体。“Use const whenever you need”	否
内存管理
重要性	审查项	结论
重要	用malloc或new申请内存之后，是否立即检查指针值是否为NULL？（防止使用指针值为NULL的内存）	否
重要	是否忘记为数组和动态内存赋初值？（防止将未被初始化的内存作为右值使用）	是
重要	数组或指针的下标是否越界？	否
重要	动态内存的申请与释放是否配对？（防止内存泄漏）	否
重要	是否有效地处理了“内存耗尽”问题？	否
重要	是否修改“指向常量的指针”的内容？	否
重要	是否出现野指针？例如（1）指针变量没有被初始化;（2）用free或delete释放了内存之后，忘记将指针设置为NULL。	否
C++ 函数的高级特性
重要性	审查项	结论
	重载函数是否有二义性？	否
重要	是否混淆了成员函数的重载、覆盖与隐藏？	否
	运算符的重载是否符合制定的编程规范？	否
	是否滥用内联函数？例如函数体内的代码比较长，函数体内出现循环。	否
重要	是否用内联函数取代了宏代码？	无
类的构造函数、析构函数和赋值函数
重要性	审查项	结论
重要	是否违背编程规范而让C++ 编译器自动为类产生四个缺省的函数：
	（1）缺省的无参数构造函数；	无
	（2）缺省的拷贝构造函数；	无
	（3）缺省的析构函数；	无
	（4）缺省的赋值函数。	否
重要	构造函数中是否遗漏了某些初始化工作？	否
重要	是否正确地使用构造函数的初始化表？	否
重要	析构函数中是否遗漏了某些清除工作？	否
	是否错写、错用了拷贝构造函数和赋值函数？	否
重要	赋值函数一般分四个步骤：
	（1）检查自赋值；	无
	（2）释放原有内存资源；	无
	（3）分配新的内存资源，并复制内容；	无
	（4）返回 *this。是否遗漏了重要步骤？	无
重要	是否正确地编写了派生类的构造函数、析构函数、赋值函数？	无派生
	注意事项：
	（1）派生类不可能继承基类的构造函数、析构函数、赋值函数。	无
	（2）派生类的构造函数应在其初始化表里调用基类的构造函数。	无
	（3）基类与派生类的析构函数应该为虚（即加virtual关键字）。	无
	（4）在编写派生类的赋值函数时，注意不要忘记对基类的数据成员重新赋值	无
类的高级特性
重要性	审查项	结论
重要	是否违背了继承和组合的规则？	否
	（1）若在逻辑上B是A的“一种”，并且A的所有功能和属性对B而言都有意义，则允许B继承A的功能和属性。	否
	（2）若在逻辑上A是B的“一部分”（a part of），则不允许B从A派生，而是要用A和其它东西组合出B。	否
其它常见问题
重要性	审查项	结论
重要	数据类型问题：
	（１）变量的数据类型有错误吗？	否
	（２）存在不同数据类型的赋值吗？	否
	（３）存在不同数据类型的比较吗？	否
重要	变量值问题：
	（１）变量的初始化或缺省值有错误吗？	否
	（２）变量发生上溢或下溢吗？	未发生
	（３）变量的精度够吗？	足够
重要	逻辑判断问题：
	（１）由于精度原因导致比较无效吗？	否
	（２）表达式中的优先级有误吗？	否
	（３）逻辑判断结果颠倒吗？	否
重要	循环问题：
	（１）循环终止条件不正确吗？	否
	（２）无法正常终止（死循环）吗？	否
	（３）错误地修改循环变量吗？	否
	（４）存在误差累积吗？	不存在
重要	错误处理问题：
	（１）忘记进行错误处理吗？	否
	（２）错误处理程序块一直没有机会被运行？	否
	（３）错误处理程序块本身就有毛病吗？如报告的错误与实际错误不一致，处理方式不正确等等。	否
	（４）错误处理程序块是“马后炮”吗？如在被它被调用之前软件已经出错。	否
重要	文件I/O问题是否符合标准？	是

8.任务总结

·驾驶员代码设计总结：

  能和这样的驾驶员合作是我的荣幸，李云辉同学的代码在我看来非常的高效且对任务要求的完成度较高。驾驶员在经过上次的结伴作业之后，对代码的审查、复审有了更深的认识，代码总体布局也比之前清晰了许多。在四则运算代码的设计上，驾驶员从运算式的基础构造出发，运算符、数字随机组合且保证运算式有意义。
  ·代码亮点
    ·功能全面且功能选择的设计也很得当；
    ·代码结构工整，随机数与随机算符按照数学定义组合；
    ·全局变量应用清晰，括号匹配和随机小数功能可完美实现。

  ·代码缺陷
    ·数据类型定义不够严谨，int与float型变量相互转换可能丢失精度；
    ·在完成文件输出功能时，不够完善；
    ·除法算符未考虑分母的数学意义；
    ·代码文件输出部分略显粗擦。

·领航员自我总结：

  本次结对作业在进入结尾阶段，在和驾驶员合作过程中获益良多。我和我的驾驶员都还没深入学习过Java和Python语言，所以我们决定用C++语言完成本次任务。我的主要工作是辅助，但我想更是相辅相成，在算法的设计方面我辅助驾驶员使算法更好更高效的实现，避免许多BUG的出现，在代码设计完成后，驾驶员辅助我编写测试单元测试、设定测试样例，使程序得以更加完善，功能得以更好地实现。也是因为身处考研复习阶段，所以未深入学习GUI界面设计，未实现本作业的更好地图形化用户界面也感到很遗憾。

9.任务感想

  想赢得一场拉力赛，既需要优秀灵活的驾驶员，也需要冷静机敏的领航员，只有两者相辅相成、完美配合才能迅速、平安的抵达收车台！