结对编程项目

3118005391_3118005390结对作业

项目	内容
这个作业属于哪个课程	软件工程
这个作业要求在哪里	作业要求
这个作业的目标	实现一个四则运算式子生成器项目 + 熟悉结对开发项目流程并合作完成

1.杂项

1.0 作业所在Github地址

GitHub地址

1.1 结对项目成员(学号)

• 张培烽：3118005391

• 杨文伟：3118005390

1.2 需求分析及实现情况

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。

   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

• 实现思路：使用 Python 语言中的 argparse 模块实现命令行传参功能，已实现

2. 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。

• 通过 -r 参数已实现，该值可任意给定，已实现

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。

• 已实现

5. 每道题目中出现的运算符个数不超过3个。

• 通过 get_operator() 方法已实现

6. 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

……

 

• 已实现

7. 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。

• 利用 Python 中的 Fraction 模块实现

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：

 

1. 答案1

2. 答案2

• 已实现

9. 程序应能支持一万道题目的生成。

• 已实现

2.主要实现流程

3.实现模块

3.1. Generate_Expression.py（算术表达式生成）

• get_nums(): 得到随机数列表

• get_operator(): 得到运算符列表

  • insert_bracket(): 随机插入括号

• get_expression(): 得到运算式

  • num_change_str: 将数字转换为字符串

class GenerateExpression():
def get_nums(self, max_value):
        self.nums = []
        self.nums.append(self.get_num(max_value))
        for x in range(len(self.operators)):
            y = self.get_num(max_value)
            if self.operators[x] == '÷':
                while y.numerator == 0:
                    y = self.get_num(max_value)
            self.nums.append(y)
        if len(self.nums) >= 5:  # 当有括号时，不因括号产生多余的数
            del self.nums[-2:]
​
    def get_operator(self):
        self.operators = []
        operator = ['+', '-', '×', '÷']
        for x in range(3):
            i = random.randint(0, 2)
            if x != i:
                self.operators.append(random.choice(operator))
            if self.operators == []:
                self.operators.append(random.choice(operator))
        self.insert_bracket()
​
    def get_expression(self):
        self.expression = ''
        right_bracket_flag = 0
        i = 0
        for operator in self.operators:
            if right_bracket_flag or operator == '(':
                self.expression += operator + ' '
            elif operator == ')':
                self.expression += self.num_change_str(self.nums[i]) + ' '
                self.expression += operator + ' '
                i += 1
                right_bracket_flag = 1
            else:
                self.expression += self.num_change_str(self.nums[i]) + ' '
                self.expression += operator + ' '
                i += 1
        self.expression += self.num_change_str(self.nums[-1]) + ' = ?'

 

3.2 To_Postfix.py（后缀表达式模块）

为了方便在计算机中进行四则运算，将平常所使用的中缀表达式转换成后缀表达式：即运算符号位于两运算数之后而不是中间，利用此原理编写 

To_Postfix.py 模块

• to_postfix_expression(): 生成逆波兰表达式即后缀表达式

• numStr2fraction(): 将字符形式的分数转换为 Fraction 形式

class infix2postfix:  # 将中缀表达式转换为后缀表达式
    def to_postfix_expression(self, expression):  # 生成逆波兰表达式即后缀表达式
    def numStr2fraction(self, postfix):  # 将字符形式的分数转换为 Fraction 形式

3.3 Calculate.py（计算模块）

• calculate()

• get_result(): 计算后缀表达式的运算结果

def calculate(num1, num2, operator)
def get_result(expression)

3.4 main.py

4. 运行结果

• 生成一万道题目

5. 性能分析

• 基于 -n 10000 -r 20（生成题目与答案文件）

• 由于时间原因，没能展示性能优化过程，这里仅展示最终版运行时间

• 可见get_result()方法消耗时间最长

6.PSP表格

PSP2.1	Personal Software Process Stages	预估耗时（分钟）	实际耗时（分钟）
Planning	计划	40	35
Estimate	估计这个任务需要多少时间	10	8
Development	开发	600	800
Analysis	需求分析（包括学习新技术）	60	86
Design Spec	生成设计文档	30	59
Design Review	设计复审	20	13
Coding Standard	代码规范（为目前的开发制定合适的规范）	25	31
Design	具体设计	30	45
Coding	具体编码	20	22
Code Review	代码复审	60	85
Test	测试（自我测试，修改代码，提交修改）	50	47
Reporting	报告	40	35
Test Repor	测试报告	25	30
Size Measurement	测试工作量	30	55
Postmortem & Process Improvement Plan	事后总结，并提出过程改进计划	30	35
Total	合计	1070	1386

7.项目小结

• 杨文伟：通过这次实践我知道了互相帮助非常重要 注释能免去非常不必要的麻烦 代码规范也能让队友看的更舒服

• 张培烽：

  • 项目需求需要梳理清楚，否则后续麻烦

  • 与队友需要及时交流沟通，才能使结对项目进行得更加顺利

  • 时间安排需要提前规划好，虽然计划总是赶不上变化

  • 多打代码，多打代码