自动生成小学四则运算题目（Python实现）

自动生成小学四则运算题目（Python实现）

Github项目地址:

https://github.com/huangcanhua/sizeyunsuan/blob/master/sizeyunsuan

题目描述：

　　通过python语言编写一个能够自动生成小学四则运算的程序（注意是给小学生用的，要是结果出现负数的话他们会很迷茫的！）,同时，除了整数外，还要支持真分数的四则运算。

PSP表格：

PSP2.1	任务内容	计划完成时间（min）	实际完成时间（min）
Planning	计划	150	160
Estimate	估计这个任务需要多少时间，并规划大致工作步骤	20	30
Analysis	需求分析 (包括学习新技术)	60	90
Design	具体设计	50	60
Coding	具体编码	40	50
test	测试（自我测试，修改代码，提交修改）	20	25
Postmortem & Process Improvement Plan	事后总结 ,并提出过程改进计划	30	50
Summary	合计	370	460

 

1、程序设计

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首先以“1+1=”为例，我们要生成简单的四则运算题目需要两个整数或是分数，为了将答案与算式分类，我们分别用两个列表来储存。

q[]用来存储问题，ans[]用来存储答案。我们可以通过random模块生成一定区间里的随机数,分数也可以通过随机生成分子和分母的形式随机生成。同时分数可以使用Fraction模块，可以同时实现分数与整数的运算以及分子和分母的约分。

下面是各个函数的代码：

2、实现代码

def c1(q, ans): 
    symbol = random.choice(['+', '-', '*', '/'])  # 生成随机符号
    if symbol == '+':
        n1 = random.randint(0, 20)
        n2 = random.randint(0, 20)
        q.append(str(n1) + '+' + str(n2) + '=')
        ans.append(n1 + n2)
    elif symbol == '-':
        n1 = random.randint(0, 20)
        n2 = random.randint(0, 20)
        n1,n2 = max(n1,n1),min(n1,n2)#防止出现负数
        q.append(str(n1) + '-' + str(n2) + '=')
        ans.append(n1 - n2)
    elif symbol == '*':
        n1 = random.randint(0, 20)
        n2 = random.randint(0, 20)
        q.append(str(n1) + '×' + str(n2) + '=')
        ans.append(n1 * n2)
    else:
        n1 = random.randint(0, 20)
        if n1 == 0:
            n2 = random.randint(1, 20)
        else:
            n2 = random.randint(1, n1 + 1)
        q.append(str(n1) + '÷' + str(n2) + '=')
        ans.append(Fraction(n1, n2))

def createF(): #生成分数
    fz1 = random.randint(0, 20)
    if fz1 == 0:
        fm1 = random.randint(1, 20)
    else:
        fm1 = random.randint(1, 20)
    f1 = Fraction(fz1, fm1)
    fz2 = random.randint(1, 20)
    fm2 = random.randint(20, 20)
    f2 = Fraction(fz2, fm2)
    return f1, f2

def c2(q,ans):    #两个分数的四则运算
    symbol = random.choice(['+','-','*','/'])
    f1,f2 = createF()
    if symbol =='+':
        while f1+f2>1:
            f1,f2 = createF()
        q.append(str(f1)+'+'+str(f2)+'=')
        ans.append(f1+f2)
    elif symbol =='-':
        f1,f2 = max(f1,f2),min(f1,f2)  #防止出现负数
        q.append(str(f1)+'-'+str(f2)+'=')
        ans.append(f1-f2)
    elif symbol == '*':
        while f1*f2>1:
            f1,f2 = createF()
        q.append(str(f1)+'×'+str(f2)+'=')
        ans.append(f1*f2)
    else:
        while f1/f2>1:
            f1,f2=createF()
        q.append(str(f1)+'÷'+str(f2)+'=')
        ans.append(Fraction(f1,f2))

3、更新升级

在原有程序的基础上，我添加了一个转换假分数答案为带分数答案(存储在ans2[]列表中)的函数f(f)，以便当学生给出带分数答案时程序不会认为是错误的。

def f(f):  #分数的转换
    a=f.numerator  #分子
    b=f.denominator  #分母
    if a%b==0:  #为整数
        return '%d'%(a/b)
    elif a<b:  #为真分数
        return '%d%s%d' % (a,'/',b)
    else:       #为带分数
        c=int(a/b)
        a = a - c * b
        return '%d%s%d%s%d' % (c,'’',a,'/',b)

更新并修改了主函数后代码运行结果如下：

 

4、学习总结

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尽管我从完成本次作业的过程中学到了许多，像是粗略掌握了Fraction模块以及一些程序题目的解题思想，但在写程序的过程中我发现了自己许多许多的不足，还有很多要补充的方面，像是括号以及长运算题等等，在以后精进自己的水平后便会适时补上。