c實現的四則運算程式

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github項目地址：https://github.com/xinxianquan/ruangong

成員：馬朝濱，王志聰。

題目：實現一個自動產生小學四則運算題目的命令列程式。需求：

1. 使用 -n 參數控制產生題目的個數

例如,Myapp.exe -n 10, 將產生10個題目。

2. 使用 -r 參數控制題目中數值（自然數、真分數和真分數分母）的範圍

例如,Myapp.exe -r 10,將產生10以內（不包括10）的四則運算題目。該參數可以設定為1或其他自然數。該參數必須給定，否則程式報錯並給出協助資訊。

3. 產生的題目中計算過程不能產生負數，也就是說算術運算式中如果存在形如e1 ? e2的子運算式，那麼e1 ≥ e2。

4. 產生的題目中如果存在形如e1 ÷ e2的子運算式，那麼其結果應是真分數。

5. 每道題目中出現的運算子個數不超過3個。

6. 程式一次運行產生的題目不能重複，即任何兩道題目不能通過有限次交換+和×左右的算術運算式變換為同一道題目。例如，23 + 45 = 和45 + 23 = 是重複的題目，6 × 8 = 和8 × 6 = 也是重複的題目。3+(2+1)和1+2+3這兩個題目是重複的，由於+是左結合的，1+2+3等價於(1+2)+3，也就是3+(1+2)，也就是3+(2+1)。但是1+2+3和3+2+1是不重複的兩道題，因為1+2+3等價於(1+2)+3，而3+2+1等價於(3+2)+1，它們之間不能通過有限次交換變成同一個題目。

產生的題目存入執行程式的目前的目錄下的Exercises.txt檔案，格式如下：

1. 四則運算題目1

2. 四則運算題目2

……

其中真分數在輸入輸出時採用如下格式，真分數五分之三表示為3/5，真分數二又八分之三表示為2’3/8。

7. 在產生題目的同時，計算出所有題目的答案，並存入執行程式的目前的目錄下的Answers.txt檔案，格式如下：

1. 答案1

2. 答案2

特別的，真分數的運算如下例所示：1/6 + 1/8 = 7/24。

8. 程式應能支援一萬道題目的產生。

9. 程式支援對給定的題目檔案和回應檔案，判定答案中的對錯並進行數量統計，輸入參數如下：

Myapp.exe -e <exercisefile>.txt -a <answerfile>.txt

統計結果輸出到檔案Grade.txt，格式如下：

Correct: 5 (1, 3, 5, 7, 9)

Wrong: 5 (2, 4, 6, 8, 10)

其中“:”後面的數字5表示對/錯的題目的數量，括弧內的是對/錯題目的編號。

 

PSP2.1表格

 

PSP2.1	Personal Software Process Stages	預估耗時（分鐘）	實際耗時（分鐘）
Planning	計劃	7day	5day
· Estimate	· 估計這個任務需要多少時間	10day	8day
Development	開發	6day	6day
· Analysis	· 需求分析 (包括學習新技術)	7day	7day
· Design Spec	· 產生設計文檔	60	60
· Design Review	· 設計複審 (和同事審核設計文檔)	180	180
· Coding Standard	· 代碼規範 (為目前的開發制定合適的規範)	60	60
· Design	· 具體設計	1day	2day
· Coding	· 具體編碼	3day	3day
· Code Review	· 代碼複審	60	60
· Test	· 測試（自我測試，修改代碼，提交修改）	1day	3day
Reporting	報告	60	60
· Test Report	· 測試報告	60	60
· Size Measurement	· 計算工作量	30	20
· Postmortem & Process Improvement Plan	· 事後總結, 並提出流程改善計劃	60	120
合計

 

效能分析

在完成程式時發現不能迴圈運行程式，每運行一次需要執行一次，感覺有點繁瑣，所以我在原程式中添加了迴圈調用的語句；此外發現沒程式不是通過參數控制的，是直接運行後產生了結果，然後就重新加上了參數功能。

程式的改進大概花了3個小時左右。

設計實現過程

這個程式共有9個函數，分別是：

參數r實現的函數：void rcommad(int m)；參數n實現的函數：void ncommad(int n)；運算式產生函數：void generatearithmetic(int n,int m)；

產生單運算子運算式的函數：void level_1(int n, int m,int nm)；產生雙運算子運算式的函數：void level_2(int n, int m)；產生運算式結果的函數：void Answers(int num, FILE *fpanswers)；

產生運算式的函數：void Exercises(int rdnum[], char rdchar[], int rd_num, int rd_char, FILE  *fpexercises)；

產生結果的函數：void Grade(int m)；擷取鍵盤輸入的算術結果的函數：void  answerschar(int m)。

函數間的關係：rcommad，ncommad會產生題目的數值範圍和題目的數量，然後傳參數到generatearithmetic函數，接著generatearithmetic函數調用函數level_1，level_2來產生不同的題目。而函數Answers，Exercises是用來將產生題目和結果寫進文字檔的，

answerschar函數是用來將鍵盤輸入的結果寫入檔案儲存體起來和統計做對或做錯的題目的函數，Grade函數是用寫入統計出來的做對或著做錯的題目。

代碼說明

void generatearithmetic(int n,int m)  //產生運算式的函數{    void level_1(int n, int m,int nm);  //單運算子算術運算式產生函數    void level_2(int n, int m);  //雙運算子算術運算式產生函數    void  answerschar(int m);   //擷取鍵盤輸入運算結果的函數    void Grade(int m);          //統計成績結果的函數    FILE *fpan;    char Filewirteanswers[] = "wirteanswers.txt";    char gchar[10];    int nm;    fpan = fopen(Filewirteanswers, "w");     //產生鍵盤輸入運算結果的文字檔    if (fpan == NULL)    {        printf("open anfile fail!");    }    nm = n / 2;    if (n%2==0)    {                       level_1(n/2,m,nm);            level_2(n/2,m);            printf("\n請輸入你的答案（每道題的答案用斷行符號鍵作結束）：\n");            printf("(提示：真分式書寫方式：3‘5/8)\n");            for (int i = 0; i < n; i++)            {                scanf("%s", gchar);                fprintf(fpan, "%s", gchar);                fputc(‘\n‘, fpan);            }            fclose(fpan);            answerschar(n);            Grade(n);    }    else    {        level_1((n / 2)+1, m,nm);        level_2(n / 2, m);        printf("\n請輸入你的答案（每道題的答案用斷行符號鍵作結束）：\n");        printf("(提示：真分式書寫方式：3‘5/8)\n");        for (int i = 0; i < n; i++)        {            scanf("%s", gchar);            fprintf(fpan, "%s", gchar);            fputc(‘\n‘, fpan);        }        fclose(fpan);        answerschar(n);        Grade(n);    }}

 

從函數rcommad，ncommad傳來的題目數量n,題目數值範圍m到函數generatearithmetic(int n,int m)後,其將調用函數 level_1(int n, int m,int nm); //單運算子算術運算式產生函數

level_2(int n, int m); //雙運算子算術運算式產生函數，來產生運算式。而answerschar(int m); 是擷取鍵盤輸入運算結果的函數，Grade(int m); 是統計成績結果的函數，

函數generatearithmetic調用answerschar，Grade就能得到做對或做錯的統計結果。

測試回合

                                         

                                             

同過計算並比對結果驗證了程式是正確的。

 

項目小結

這次項目總的來說有點一波三折，剛開始時發現打不開文字檔，後發現是檔案放錯了目錄，然後出現沒法將題目和結果寫入檔案，重複測試後發現是格式不正確，導致整型轉為字元型後產生了錯誤。

接著就是在比較鍵盤輸入的結果和程式產生的結果時，結果明明是一致的但是判成了錯的，百度後也沒能解決，後來通過不斷的檢查發現從檔案讀取的字串比鍵盤輸入的會多一個轉行符，於是

就想到了先用檔案儲存體起來在對它讀取，這樣可以了。

這個程式雖然基本實現了產生運算式和統計結果的功能，但是不夠簡潔，而且如過結果是分數時沒有進行約分處理。

這個項目總的來說收穫挺多的，因為自己原本基礎就不好，又沒有做過什麼項目，能通過這種基礎的項目夯實基礎還是挺不錯的。

 

c實現的四則運算程式