20190919-6 四则运算试题生成，结对

此作业要求参见：https://edu.cnblogs.com/campus/nenu/2019fall/homework/7631

结对伙伴：杨萍

功能1. 四则运算

支持出题4个数的四则运算题目，所有题目要求作者有能力正确回答 (提示:1/3 != 0.33333333333333333333333333333333，而是无限长)。

 重点难点：控制题目个数，随机生成运算符和运算数，并且当含有分数（不能转化成有限小数的）时，该如何计算？由于是随机生成数，那么当做分数运算时如何确保分母不为零。

因为python中有将浮点数转化成分数的方法：fraction模块提供有关有理数的算术表达和计算，实际上就是分数的表达和计算。也有生成随机数的方法：randint随机生成整数，uniform随机生成浮点数。

功能2. 支持括号

 重点难点：括号的匹配问题是重点也是难点。并且，如何控制括号是随机出现也是难点。

因为功能2是在功能1的基础上实现的，为了使程序更简单，将功能1和功能2的代码合并，代码如下：

 1 #by: psy_yp
 2 class f4(object):
 3     def __init__(self):   #初始化新建对象
 4         pass
 5     """
 6   功能1、2：实现含有括号的四则运算
 7 """
 8     def _f4(self):
 9         from random import randint as r  #直接导入randint函数,更名为r
10         from random import uniform as ru  #直接导入uniform函数,更名为ru,用于生成指定范围内的随机浮点数
11         from fractions import Fraction as f  #直接导入fractions函数,更名为f
12         ops = ['+', '-', '*', '/']  #存储操作符
13         kuohao = ['(', '', ')']  #存储括号，下标为0,1,2
14     
15         left1 = r(0, 1)
16         left2 = r(0, 1)
17         left3 = r(0, 1)
18         right1 = r(1, 2)
19         right2 = r(1, 2)
20         right3 = r(1, 2)
21         if left1 == 0:
22             left2 = 1
23             left3 = 1
24             if right1 == 2:
25                 right2 = 1
26                 right3 = 1
27             else:
28                 right2 = 2
29                 right3 = 1
30         else:
31             if left2 == 0:
32                 left3 = 1
33                 right1 = 1
34                 if right2 == 2:
35                     right3 = 1
36                 else:
37                     right3 = 2
38             else:
39                 left3 = 0
40                 right1 = 1
41                 right2 = 1
42                 right3 = 2
43         add_1 = ru(0, 1)
44         add_1 = f(add_1).limit_denominator(10)#限制最大分母值,小数变分数
45         add_2 = ru(0, 1)
46         add_2 = f(add_2).limit_denominator(10)
47         add_3 = r(1, 10)
48         add_4 = r(1, 10)
49         ops1 = r(0, 2)
50         ops2 = r(0, 3)
51         ops3 = r(0, 3)
52         #由上述操作，随机生成表达式
53         eq = kuohao[left1] + str(add_1) + ops[ops1] + kuohao[left2] + str(add_2) +kuohao[right1] + ops[ops2] + kuohao[left3] + str(add_3) + kuohao[right2] +  ops[ops3] + str(add_4) + kuohao[right3]     
54         return (eq)

 1  for i in range(20):     #输出20道题，分别判断输入结果与正确答案是否相同，按要求输出
 2                 _eq = f4()._f4()
 3                 print(_eq, "=")
 4                 _ans_right = f4()._f4_answer(eq = _eq) 
 5                 _ans = input("?")
 6                 if _ans == _ans_right:
 7                     print("答对啦，你真是个天才！")
 8                     yes = yes+ 1
 9                 else:
10                     print("再想想吧，答案似乎是", _ans_right, "喔！")
11                     no= no + 1
12             print("你一共答对", yes, "道题，共20道题。")
13         except:
14             print("输入有误")
15         return (0)

 

运行截图：

 

功能3. 限定题目数量，"精美"打印输出，避免重复

 重点难点：重点是要判断用户输入的是否合法（题目量个数），随机生成用户所限定的题目的个数（正整数），是重点也是难点

功能4. 支持分数出题和运算

 重点难点：随机生成数时要考虑到分数运算分母不为零的情况，在做分数四则运算时要要考虑将整数转化成分数进行计算。同时也需要考虑括号匹配问题。

关键代码：

 1  """
 2 功能3：限定题目数量，"精美"打印输出，避免重复
 3 功能4：在功能3的基础上，支持分数出题和运算
 4 """
 5     def _f4_integer_parser(self,x):
 6         _p = "题目数量必须是  正整数。"
 7         try:
 8             x = int(x)
 9             if x >= 0:
10                 for i in range(x):
11                     _eq = f4()._f4()
12                     _right = f4()._f4_answer(eq = _eq)
13                     _eq = _eq + "="
14                     print(_eq.ljust(40), _right)#方法返回一个原字符串左对齐,并使用空格填充至指定长度的新字符串。如果指定的长度小于原字符串的长度则返回原字符串。
15             else:
16                 print(_p)
17         except:
18             print(_p)
19         return(0)
20 if __name__ == "__main__":
21     import argparse  #argparse是一个{命令行参数解析}模块
22     parser = argparse.ArgumentParser()
23     parser.add_argument("-c", "--cin")
24     args = parser.parse_args()
25     if args.cin == None:
26         f4()._f4_input()
27     else:
28         f4()._f4_integer_parser(args.cin)

运行截图：

要求1  结对编程体会

          自从杨老师提过结对编程这种编程方式时，我就对该方式很感兴趣，我个人编程能力比较弱，通常自己在编程时遇到的困难也是需要花费很长时间去解决，听到结对编程后，我就感觉我可能会在编程时间花费上会减少许多，而且两个人一起编程，共用一台电脑，共用一个键盘、一个鼠标，同时编写同一个程序，可以大大提高编程效率。然而，在实际的结对编程过程中却不是那么顺利，我和杨萍同学都属于代码比较薄弱的同学，刚开始我俩选择相对比较熟悉的Java语言编写该程序，但发现功能3和功能4比较难实现，并且由于上周词频统计作业我俩又都是用的Java语言，在此次个人作业效能分析中将jar文件转换成exe文件再用ptime命令测运行时间，这个过程对于我俩来说都比较困难。还好我俩假期都学了一点Python，俩人就决定尝试一下用Python语言完成此题，当然在实践过程中也遇到种种问题，这个时候就能看出结对编程的优势了，就是遇到BUG不轻易退缩。在结对编程过程中，我克服了自己粗心大意的缺点。我认为结对编程是个相互促进的过程，我和小伙伴都有了不同程度的提高，并且小伙伴是个十分严谨的人，她会及时纠正我的错误，也让我对编程有了更加严谨的态度。总之，很感谢老师给了这次结对编程的机会，也感谢小伙伴杨萍同学给予我的帮助！

     结对编程中耗时事件：

1）编程语言：杨萍同学习惯性用JAVA语言，而我认为C比较容易实现，对四则运算作了功能分析之后，决定用一门更简单的语言python进行编程。决定用何语言花费半天时间，虽然我俩都不精通python，但是语言都是相通的，我俩也决定在编程的过程中边学边实施。

2）括号匹配：放弃用Java语言编写也是有一部分这个原因的，在括号匹配上面我俩也是查了很多，但都是不熟悉，看不懂，无意间看到师兄用（0,1,2）作为一个‘（‘，‘ ’ ，  ’）’作为他们的下标，然后随机生成（0,1,2）数字，进行if条件判断之后，完美解决了括号匹配的问题了，就决定采用师兄的方法。

3）完善功能：大致框架出来之后，在输入输出格式还有随机数生成范围的限定上面进行了多次调试。

4）特殊情况：在做除法运算的时候，刚开始没有考虑到随机数0的情况，一直运行不通过，后来发现用random限定随机数范围之后才解决这个问题。

5）函数调用：对于函数调用，我俩也是费了很多精力上网查询调用函数该如何用，有什么功能。

 要求2  结对照片：

 编程地点：一食堂二楼学习区  杨萍电脑

 要求3 代码地址：https://e.coding.net/xintongxue123/sizeyunsuan.git

https://e.coding.net/xintongxue123/sizeyunsuan.git

https://e.coding.net/xintongxue123/sizeyunsuan.git