2015個人項目（修改除法要求）

四則運算題目生成程序

任務：實現一個自動生成小學四則運算題目的命令行程序。

 

使用VS 2012進行開發，采用C++或者C#語言實現，可以使用.Net Framework，運行環境為32-bit Windows 7或8。

 

提交的代碼要求經過Code Quality Analysis工具的分析並消除所有的警告。Code Quality Analysis工具的用法參見：

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/dd264897.aspx

 

請使用性能分析工具來找出代碼中的性能瓶頸並進行改進。

 

寫出至少10個測試用例確保你的程序能夠正確處理各種情況。

 

作業提交：

• 提交你的源代碼和可執行程序到計算機學院課程中心網站http://10.254.25.5/course/，助教將會在測試環境中檢查程序的正確性（不正確的程序得0分）。

• 性能測試
• 撰寫一個博客，要求參見下面的博客作業要求。
• 截止時間2015.09.22。

 

定義：

• 自然數：0, 1, 2, …。
• 真分數：1/2, 1/3, 2/3, 1/4, 1’1/2, …。
• 運算符：+, −, ×, ÷。
• 括號：(, )。
• 等號：=。
• 分隔符：空格（用於四則運算符和等號前后）。
• 算術表達式：

e := n | e₁ + e₂ | e₁ − e₂ | e₁ × e₂ | e₁ ÷ e₂ | (e),

其中e, e₁和e₂為表達式，n為自然數或真分數。

• 四則運算題目：e = ，其中e為算術表達式。

 

需求：

1. 使用 -n 參數控制生成題目的個數，例如

 

Myapp.exe -n 10

 

將生成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）的范圍，例如

 

Myapp.exe -r 10

 

將生成10以內（不包括10）的四則運算題目。該參數可以設置為1或其他自然數。該參數必須給定，否則程序報錯並給出幫助信息。

3. 生成的題目中計算過程不能產生負數，也就是說算術表達式中如果存在形如e₁ − e₂的子表達式，那么e₁ ≥ e₂。

4. 生成的題目中如果存在形如e₁ ÷ e₂的子表達式，那么其結果應是真分數。

5. 每道題目中出現的運算符個數不超過3個。

6. 程序一次運行生成的題目不能重復，即任何兩道題目不能通過有限次交換+和×左右的算術表達式變換為同一道題目。例如，23 + 45 = 和45 + 23 = 是重復的題目，6 × 8 = 和8 × 6 = 也是重復的題目。3+(2+1)和1+2+3這兩個題目是重復的，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是不重復的兩道題，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。

生成的題目存入執行程序的當前目錄下的Exercises.txt文件，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采用如下格式，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. 在生成題目的同時，計算出所有題目的答案，並存入執行程序的當前目錄下的Answers.txt文件，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. 程序應能支持一萬道題目的生成。

9. 程序支持對給定的題目文件和答案文件，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

 

統計結果輸出到文件Grade.txt，格式如下：

 

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

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

 

其中“:”后面的數字5表示對/錯的題目的數量，括號內的是對/錯題目的編號。為簡單起見，假設輸入的題目都是按照順序編號的符合規范的題目。

 

博客要求：

發表在你的個人博客上，也可以同時轉發到你的團隊博客上來增加你們團隊博客的人氣。具體要求如下：

1）在開始實現程序之前，使用下述PSP表格記錄下你估計將在程序的各個模塊的開發上耗費的時間。

2）在你實現完程序之后，使用下述PSP表格記錄下你在程序的各個模塊上實際花費的時間。

3）記錄你在改進程序性能上花費了多少時間，描述你改進的思路，並展示一張性能分析的圖（由VS2012的性能分析工具自動生成）。如果可能，展示你程序中消耗最大的函數。

4）共享你對程序進行測試的至少10個測試用例，以及說明為什么你能確定你的程序是正確的。（不正確的程序得0分，不管性能如何）

5）說明你在個人項目中學到了什么。

 

PSP2.1	Personal Software Process Stages	Time
Planning	計划
· Estimate	· 估計這個任務需要多少時間
Development	開發
· Analysis	· 需求分析 (包括學習新技術)
· Design Spec	· 生成設計文檔
· Design Review	· 設計復審 (和同事審核設計文檔)
· Coding Standard	· 代碼規范 (為目前的開發制定合適的規范)
· Design	· 具體設計
· Coding	· 具體編碼
· Code Review	· 代碼復審
· Test	· 測試（自我測試，修改代碼，提交修改）
Reporting	報告
· Test Report	· 測試報告
· Size Measurement	· 計算工作量
· Postmortem & Process Improvement Plan	· 事后總結, 並提出過程改進計划
	合計