结对项目
| 这个作业来自哪个班级 | https://www.cnblogs.com/Liao-Ying/p/18063083 |
|---|---|
| 这个作业要求在哪里 | https://edu.cnblogs.com/campus/gdgy/SoftwareEngineering2024/homework/13137 |
| 这个作业目标 | 结对完成一个小学运算题目自动生成的程序 |
| 姓名 | 学号 |
|---|---|
| 廖莹 | 3222004640 |
| 邓金玲 | 3221003139 |
github地址：https://github.com/3222004640/3222004640
一、PSP表格：
| PSP | Personal Software Process Stages | 预估耗时（分钟） | 实际耗时（分钟） |
|---|---|---|---|
| Planning | 计划 | 60 | 50 |
| Estimate | 估计这个任务需要多少时间 | 600 | 1000 |
| Development | 开发 | 1200 | 1000 |
| Analysis | 需求分析 (包括学习新技术) | 240 | 360 |
| Design Spec | 生成设计文档 | 60 | 30 |
| Design Review | 设计复审 | 60 | 25 |
| Coding Standard | 代码规范 | 60 | 30 |
| Design | 具体设计 | 70 | 40 |
| Coding | 具体编码 | 1000 | 1200 |
| Code Review | 代码复审 | 60 | 50 |
| Test | 测试（自我测试，修改代码，提交修改） | 120 | 80 |
| reporting | 报告 | 90 | 90 |
| Test Report | 测试报告 | 60 | 80 |
| Postmortem & Process Improvement Plan | · 事后总结, 并提出过程改进计划 | 60 | 50 |
| 总计 | 3680 | 4085 |
二、需求分析
- 需求分析在题目的需求和说明中已经讲解的非常清楚了，在思考需求分析的时候，我发现有几点是比较难实现了。比如，e1− e2的子表达式，那么e1≥ e2该点，要确保e1>=e2,刚开始的我一直在思考如何把两个字符串算术表达式比较大小，后来发现python中有一个numexpr库,可以直接将其计算出来就可以比较大小了。
三、设计实现过程：
1、算法思路
（1）生成题目部分：本算法就通过随机生成数来控制生成题目的类型和运算符的个数，生成一个运算符的题目generate_integer_two（）是通过随机生成两个数字和一个运算符来组成，生成两个运算的题目generate_integer_three()则是在generate_integer_two（）的基础上再随机生成一个数字和一个运算符来组成，同理，generate_integer_four()是在generate_integer_three()的基础上形成的，在题目生成的基础上调用insert()随机插入（），每一次生成题目都会保证被除数不能为0，且调用计算函数calculation()判断结果会不会为负，如果为负则重新生成。
（2）计算答案部分：通过调用python的sympy库来计算，由于该方法计算出来的结果全部是分数，需要对结果进行进一步处理，如果分子能整除分母，则返回整数，如果分子不能整除分母，则将分数化成最简，且是真分数，如果计算结果为负，返回"0"。
（3）比较答案对错部分：打开两个要对比的文件，按行读取文件，然后比较，将相同的行数和不相同的行数分别记录下来。
2、函数调用
四、代码说明
（1）生成整数题目：
生成一个运算符的题目generate_integer_two（）是通过随机生成两个数字和一个运算符来组成，生成两个运算的题目generate_integer_three()则是在generate_integer_two（）的基础上再随机生成一个数字和一个运算符来组成，同理，生成三个运算符是在生成两个运算符的基础上形成的
（2）生成分数题目
分数的本质是除法，生成一个分数需要两个数字和一个"",生成的每一个分数都要判断是否符合规范，不符合需要化简
（3）随机插入括号：通过生成随机数控制插入括号的个数，观察左右括号能插入的位置，随机插入，比如左括号可以插入的位置数字的前面，可以是0、2...表达式结尾前两个位置
五、测试运行：
单元测试部分代码：
单元测试覆盖率：
运行结果：就目前测试来看，根据题目运算出来的结果没有问题，每个函数也通过了单元测试，所以我们认为这个程序应该没有问题
六、性能分析：
目前本算法中消耗最大的函数是generate_integer_two()和static_error()，因为无论生成运算符为多少个的题目都会调用它generate_integer_three(),而statistics_error()需要对比文件每一行内容，我们并没有想到这个函数消耗那么大。
改进思路：对于generate_integer_two(）采用递归的办法生成题目，每次生成一个子表达式，深度减1，直至深度为0。由于题目要求运算符不能超过三个，所以本题采用递归的方法效率比上面的算法效率更高，但是由于时间关系，只是初步完成了该算法生成题目的部分，还没有实现全部要求，故没有将优化后的程序及代码放出来，但是后续我们会继续完成利用该算法实现的程序,而对于statistics_error（），目前还没有想到更好的办法。
七、项目小结
成败：虽然我们的程序已经实现了大部分要求，但程序在生成题目和计算上还有一些缺陷，比如分数的运算只实现了一位运算符这一种情况（性能优化那里提出的方法可以解决这一问题）还有有题目的查重没有实现。
感受：
邓金玲： 我和廖莹同学一起完成了这个项目，从思考题目的要求到使用代码实现，我们都在每一次编写代码中学习到更多的编程知识以及python中一些常用的库的用法，同时学到python社区版如何对代码进行性能分析和性能改进的方法。这是一次宝贵的经验，我们都很认真和努力特别是廖莹同学，每次讨论有不懂得地方，她都会很认真的为我讲解，有与她不同的思路她也愿意和我一起讨论思考。这个项目仍有不足，不过我们都会继续努力提高自己的编程能力
廖莹：这是我第一次和同学一起结对编程，从审题到具体实现，每一次的交流与讨论我都能从邓金玲同学那里获得新的思路、收获惊喜，她总能想到很巧妙的算法解决问题，而我自己想出来的算法很普通、效率也很低下。这次项目从她带给我的一些启发和思路，对我以后也是很有帮助的。