首页 > 其他分享 >结对项目:四则运算题目生成

结对项目:四则运算题目生成

时间:2024-09-22 16:01:42浏览次数:8  
标签:结对 题目 四则运算 生成 60 new expression 表达式

这个作业属于哪个课程 22级计科1班
这个作业要求在哪里 作业要求
这个作业的目标 自动生成小学四则运算题目
github项目链接 链接

姓名&学号

姓名 学号
万凯毅 3122004788
周彦安 3122004804

PSP

PSP2.1 Personal Software Process Stages 预估耗时(分钟) 实际耗时(分钟)
Planning 计划 30 30
· Estimate 估计这个任务需要多少时间 30 30
Development 开发 1180 1180
· Analysis 需求分析(包括学习新技术) 60 60
· Design Spec 生成设计文档 60 60
· Design Review 设计复审 60 60
· Coding Standard 代码规范(为当前的开发制定合适的规范) 60 60
· Design 具体设计 360 360
· Coding 具体编码 360 360
· Code Review 代码复审 100 100
· Test 测试(自我测试、修改代码、提交修改) 120 120
Reporting 报告 160 160
· Test Report 测试报告 100 100
· Size Measurement 计算工作量 30 30
· Postmortem & Process Improvement Plan 事后总结,并提出过程改进计划 30 30
Total 合计 1370 1370

功能

生成题目

输出

控制台输出

题目

答案

效能分析

优化前

每生成一个题目就使用append的形式写入文件

优化后

生成所有题目后,一次性写入文件

分析

优化前后生成10000道题目以及答案的耗时都是700ms左右,性能差别主要在文件io上,优化前相当于对文件做了10000次io,优化后只有一次io

设计实现过程

总体流程

生成单个题目流程

判断题目是否重复

利用多级树型结构逐层判断,如果到最后一层出现相同的,则认为是重复表达式:

代码说明

批量随机生成题目

每次生成题目时校验是不是负数、是否重复,如果不满足要求就不断重新生成

  /**
     * 批量随机生成题目
     *
     * @param range             操作数的大小范围
     * @param numberOfQuestions 最大题目数
     * @return 题目,答案
     */
    public static Tuple2<List<String>, List<String>> generateQuiz(int range, int numberOfQuestions) {
        int duplicateCount = 0;
        int negativeCount = 0;
        int totalCount = 0;

        List<String> quizzes = new ArrayList<>(numberOfQuestions);
        List<String> answers = new ArrayList<>(numberOfQuestions);
        for (int i = 1; i <= numberOfQuestions; i++) {
            int maxOperators = generateRandomOperatorCounts();
            while (true) {
                totalCount++;
                List<String> operands = new ArrayList<>();
                List<String> operators = new ArrayList<>();

                for (int j = 0; j < maxOperators + 1; j++) {
                    String lastOperator = operators.isEmpty() ? "" : operators.get(operators.size() - 1);
                    Fraction operand = FractionUtils.generateRandomOperand(lastOperator, range);
                    operands.add(operand.toString());
                    if (j < maxOperators) {
                        operators.add(generateRandomOperator());
                    }
                }

                StringBuilder quiz = new StringBuilder();
                for (int j = 0; j < operands.size(); j++) {
                    quiz.append(operands.get(j));
                    if (j < operators.size()) {
                        quiz.append(" ").append(operators.get(j)).append(" ");
                    }
                }
                String expression = quiz.toString();

                if (operands.size() > 2 && RANDOM.nextBoolean()) {
                    expression = addRandomParentheses(expression);
                }

                String postfix = ExpressionUtils.infixToPostfix(expression);
                Fraction result = ExpressionUtils.evaluatePostfix(postfix);
                if (Objects.nonNull(result)) {
                    if (!DuplicateChecker.isDuplicate(result, expression)) {
                        quizzes.add(i + ". " + expression);
                        answers.add(i + ". " + result);
                        break;
                    } else {
                        duplicateCount++;
                    }
                } else {
                    negativeCount++;
                }
            }
        }
        System.out.println("生成" + numberOfQuestions + "道题目完成,总次数:" + totalCount + ",重复次数:" + duplicateCount + ",负数次数:" + negativeCount);
        return new Tuple2<>(quizzes, answers);
    }

题目去重

  // key:表达式的结果;value:map(key:表达式的长度,value:map集合(key:表达式中的每一个操作数或操作符;value:该字符串出现的次数))
    private static final Map<String, Map<Integer, List<Map<String, Integer>>>> DUMPLICATE_MAP = new HashMap<>();

    public static boolean isDuplicate(Fraction result, String expression) {
        // 已创建的表达式中,如果有计算结果相同,且表达式中的所有字符和出现的次数都一样,就认为是重复的
        String resultStr = result.toString();
        expression = expression.replaceAll("[()]", "");
        Integer length = expression.length();

        // 统计表达式中每个操作数和操作符出现的次数
        Map<String, Integer> characterCountMap = Arrays.stream(expression.split("\\s+"))
                .collect(Collectors.groupingBy(
                        Function.identity(),
                        Collectors.collectingAndThen(Collectors.counting(), Long::intValue))
                );

        Map<Integer, List<Map<String, Integer>>> expressionLengthMap = DUMPLICATE_MAP.get(resultStr);

        if (expressionLengthMap != null) {
            // 存在计算结果相同的表达式
            List<Map<String, Integer>> characterCountMapList = expressionLengthMap.get(length);
            if (characterCountMapList != null) {
                // 存在长度相同的表达式
                boolean isDuplicate = characterCountMapList.stream()
                        .anyMatch(map -> map.equals(characterCountMap));

                if (isDuplicate) {
                    // 存在操作数和操作符出现次数相同的表达式
                    return true;
                }
            }
        } else {
            expressionLengthMap = new HashMap<>();
            DUMPLICATE_MAP.put(resultStr, expressionLengthMap);
        }
        List<Map<String, Integer>> characterCountMapList = expressionLengthMap.computeIfAbsent(length, k -> new ArrayList<>());
        characterCountMapList.add(characterCountMap);
        return false;
    }

判题

输出

控制台输出

结果输出

效能分析

分析:对10000道题目和答案进行校验,耗时主要在题目结果的计算上

测试和异常情况

  1. args参数:
    • -n 和 -r 的参数如果没有就是默认值10
    • -n 和 -r 的参数必须是整数类型的值
    • -e 和 -a 的参数必须同时存在或不存在
    • -e 和 -a 参数不满足格式 xxx.txt
    • -e 和 -a 参数的文件必须存在
  2. 校验题目:题目数和答案数必须一致
  3. 生成题目:-r 给出的参数不支持生成 -n 的题目数

项目小结

本项目开发了一个智能数学题目生成器,能够随机生成包含加法、减法、乘法和除法的数学表达式,并支持题目的有效性校验与答案计算。加强了代码规范,性能优化,设计分析以及团队合作的能力。

标签:结对,题目,四则运算,生成,60,new,expression,表达式
From: https://www.cnblogs.com/wanky/p/18425414

相关文章

  • leetcode 算法题目学习笔记 - 序号1
    1.两数之和https://leetcode.cn/problems/two-sum/简要说明:1.给定一个数组和一个数字2.要求找到数组中某两个元素,使得他们相加等于所给数字(将所给数字拆为数组中的某两个个元素)3.以数组形式返回两个下标否则返回空指针返回的下标没有顺序要求假设有唯一解,即只能在数组中......
  • 结对项目
    这个作业属于哪个课程计科22级12班这个作业要求在哪里作业要求这个作业的目标完成结对项目,合作实现自动生成小学四则运算题目的功能,了解软件开发流程 姓名学号github地址雷志毅3122004394lzy394李耿豪3122004395SE-test一.PSP表格P......
  • 前端面试CSS常见题目
    1.CSS选择器的优先级(Specificity)面试官通常会问你如何计算CSS选择器的优先级,这对于避免样式冲突、提高代码可维护性很重要。优先级计算规则:!important优先级最高。内联样式(例如:<divstyle="color:red;">)优先级最高,优先级值为1000。ID选择器的优先级为100。类选......
  • 【题库制作】对于一个文档题库,将3或4个选项的题目分别放在单独的区域
    原文链接:https://www.cnblogs.com/MrFlySand/p/18422619操作步骤如下图,对于一个文档题库,将3或4个选项的题目分别放在单独的区域多添加一行D:将答案:替换为D.\n答案:删除多余的D行:将D\.(.*?\n)D\.替换为D.$1效果图删除空白行:将\n\n替换为\n对选项D进行筛选......
  • 大模型面试必备:100 道精选八股文题目及其详解
    前言算法暑期实习机会快结束了,校招大考即将来袭。当前就业环境已不再是那个双向奔赴时代了。求职者在变多,岗位在变少,要求还更高了。最近,我们陆续整理了很多大厂的面试题,帮助球友解惑答疑和职业规划,分享了面试中的那些弯弯绕绕。分享100道大模型面试八股文,喜欢记得点赞......
  • 结对项目
    这个作业属于哪个课程软件工程这个作业要求在哪里结对项目这个作业的目标与同学一起完成结对项目(四则运算自动生成程序)并进行测试项目成员本次结对项目由艾彬学号3122004730陆宇星学号3122004491共同完成正文github地址本次作业的代码已上传github......
  • 全国职业技能大赛(软件测试赛项)--白盒测试题目/答案三
    题目1题目:        根据下列流程图编写程序实现相应分析处理,并设计测试数据进行判定覆盖测试。输入数据打印出“输入a值:”、“输入b值:”。x执行结果输出文字“x的值:”和x的值,y执行结果输出文字“y的值:”和y的值;z执行结果输出文字“z的值:”和z的......
  • 结对对对项目
    结对对对项目这个作业属于哪个课程软件工程课程这个作业要求在哪里个人项目-作业-计科22级34班-班级博客-博客园(cnblogs.com)这个作业的目标按照要求写一个四则运算生成器成员一3122004883许億驰任务列表[x]1.实现命令行程序:创建一个命令行......
  • 软件工程结对项目 3:python实现自动生成小学四则运算题目的程序
    这个作业属于哪个课程广工计院计科34班软工这个作业要求在哪里作业要求团队成员1庄崇立3122004633团队成员2罗振烘3122004748这个作业的目标结对合作完成小学四则运算题目的程序,熟悉项目开发流程,提高团队合作能力一、GitHub地址二、需求1.题目:实现一......
  • BaseCTF2024-week4&Fin-Crypto部分题目wp
    week4哎呀数据丢失了具体分析我就不说了,最简单的证书分析,base64解码后前三个数据分别就是n,e,d。我当时看得是公主的博客,可以参考:RSA进阶(一)-Kicky_Mu-博客园(cnblogs.com)fromCrypto.Util.numberimport*fromgmpy2import*n=0x00bd278484122aef9a69ec647290219d......