20200924-5 四则运算试题生成，结对

此作业的要求参见[https://edu.cnblogs.com/campus/nenu/2020Fall/homework/11245]

版本控制

coding:https://e.coding.net/qqq2/f4/f4.git

要求1 参考《构建之法》第4章两人合作，结对编程上述功能，要求每人发布随笔1篇 (代码是共同完成的，随笔有以下两种方式：(①允许两人写一份，得一份分数，二人均分；②如果每人写一份，内容不得抄袭，体会需要是自己的，分别得到自己博客的分数)。

(1) 给出每个功能的重点、难点、编程收获。

结对伙伴：谢文强、杜蕾

功能1. 四则运算

浏览了四个功能，我们将功能一、二合并。随机数以及括号的处理。

重点：处理随机数

难点：数据的存储的方式。由于只出四个数字的题目，我们采用二叉树的方式。操作符有三个，可以列出了五种完全二叉树的组合，随机选出一棵树，且叶子结点都为操作数。并且树的后序遍历为逆波兰表达式，中序遍历为中缀表达式。

编程收获：没有想到可以用二叉树的方式。

重要代码：

def init_tree(root: Node) -> None:
    if root.left == None and root.right == None:
        root.data = Fraction(random.randint(0, 9), 1)  # random.randint(1, 9)
    else:
        root.data = ops[random.randint(0, len(ops) - 1)]
        init_tree(root.left)
        init_tree(root.right)


def tree_lrn(root: Node) -> None:
    if root == None:
        return list()

    nodes_left = tree_lrn(root.left)
    nodes_right = tree_lrn(root.right)
    return nodes_left + nodes_right + [root.data]

功能2. 支持括号

重点：括号的处理。

难点：括号的处理耗费了很多时间，我们先将括号放一对数字之间，再将不需要存在的括号进行删除。难在括号需要去掉的地方，开始认为同优先级的符号可以去掉，忽略了减法和除法的特性，多次确认结果，重新思考进行修改。

编程收获：收获在于一开始的思考要仔细，由于粗心大意导致部分题目结果不对，又消耗一些时间。

重要代码：

def tree_lnr(root: Node) -> None:
    if root == None:
        return [], None
    elif root.left == None and root.right == None:
        return [root.data], None

    nodes_left, op_left = tree_lnr(root.left)
    nodes_right, op_right = tree_lnr(root.right)

    if op_left != None and ops_level[root.data.__name__] > ops_level[op_left.__name__]:
        nodes_left = [LeftBracket()] + nodes_left + [RightBrackt()]

    if (
        op_right != None
        and ops_level[root.data.__name__] > ops_level[op_right.__name__]
    ):
        nodes_right = [LeftBracket()] + nodes_right + [RightBrackt()]

    if (
        op_right != None
        and ops_level[root.data.__name__] == ops_level[op_right.__name__]
        and (root.data.__name__ == "sub" or root.data.__name__ == "truediv")
    ):
        nodes_right = [LeftBracket()] + nodes_right + [RightBrackt()]

    return nodes_left + [root.data] + nodes_right, root.data

功能一和二运行截图：

 

 

　　

功能3. 限定题目数量，"精美"打印输出，避免重复

重点：输出对齐。

难点：python输出的格式，找了几篇博客才得到想要的输出格式。https://www.cnblogs.com/zhz-8919/p/9767357.html

编程收获：遇到不会的就去找，卡着解决不了问题。

重要代码：

if not str(args.c).isnumeric():
    print("题目数量必须是 正整数。")
    sys.exit(0)

tplt = "{0:{3}^10}	{1:{3}^10}"
num = int(args.c)

all_count = 0
ques_list = []
f = open("question.txt", "w+")
while all_count < num:
    try:
        tree = copy.deepcopy(trees[random.randint(0, len(trees) - 1)])
        init_tree(tree)
        lrn = tree_lrn(tree)
        lnr, op = tree_lnr(tree)
        ans = calc_list(lrn)
        if ans in ques_list:
            continue

        ques_list.append(ans)
        string = list2string(lnr) + " = "
        string = format(string, " <30")

        question_str = f"{string}{mixed_number(ans)}
"
        print(question_str, end="")
        all_count = all_count + 1
        if f != None:
            f.write(question_str)
    except Exception as ex:
        continue
f.close()

功能4. 支持分数出题和运算

重点：分数的处理，本次编程使用的是python,python自带fractions模块。我们使用的是Fraction()这个方法。

难点：分数的结果会以小数点的形式输出。然后对于结果的处理是使用带分数，我们开始想对结果大于1的数进行处理，但忽略了负数，又将结果处理成绝对值的形式。运行的时候发现结果中存在2.0整数的情况，又重新将结果分成了两种情况，即整数或分数进行处理。

编程收获：还是需要仔细，培养逻辑思维。

重要代码：

def mixed_number(frac: Fraction) -> str:
    string = f"{frac}"
    if abs(frac) > 1:
        mixed = frac.numerator // frac.denominator

        if frac - mixed == 0:
            string = f"{frac}"
        else:
            string = f"{mixed} {frac - mixed}"

    return string

功能三和功能四运行截图：

　　

 

 

(2)给出结对编程的体会

        队友很厉害，在编程前没有直接上手，而是把所有问题功能综合一起看，整理思路，一步一步找到解决办法。所以我们用了一整快的时间都在做需求分析以及沟通、讨论，这就直接使我们后面编程的进展的十分顺利，思路也非常的明确，知道每一步都是做什么。这是我所需要学习的地方。遇到的问题就可以讨论，以前我的思路是做出一点然后再想下一步，也总会常常一个地方卡的太久，导致进展总是不顺利。这次的合作非常顺利，通过这次编程的合作，我发现两个人的合作效率也可以很高，并且同时可以学习队友身上的有点，以后对方的思考方式，很多时候可以让我们跳出自己的固有思维，呈现出1+1>2的效果。

(3) 至少5项在编码、争论、复审等活动中花费时间较长，给你较大收获的事件。 (10分)

1. 前期思路的整理。一开始我自己认为会使用到栈，但是经过队友的提示、画图，最终确定使用二叉树存放数和操作符。
2. 语言的选择。一开始准备用java写，但是基于之前我自己使用java过程出现一点困难，尝试花费一些时间试图解决，未果，遂放弃java。并且python的使用会方便许多，决定使用python，但期间多次还保留c的思维，还好队友多次耐心讲解。
3. 括号的处理。括号是本程序容易出错的地方，也是我认为比较难的点。有几次以为编程结束，但是有括号的地方或多或少出现了一些问题，逻辑有漏洞，前期还是要需要思考的仔细一些。
4. 较大收获是认识到前期需求分析的重要性，把问题划分几个点，这样才清楚每一步都需要做什么。慢慢来比较快。
5. 代码规范。一些细节的规范可以通过工具实现。

要求2 给出结对开发的截图证据，要求截图能够证明你们是在结对编程。 (5分)

无人帮忙拍摄。

要求3 使用coding.net做版本控制。checkin 前要求清理 临时文件、可执行程序，通常执行 build-clean可以达到效果。（25分）

版本控制

coding:https://e.coding.net/qqq2/f4/f4.git

PSP：