python四則運算

源代碼已上傳至Github,https://github.com/chaigee/arithmetic,中的python_ari.py文件

題目：

　　（1）能自動生成小學四則運算題目，而且不能出現負數；

　　（2）能支持真分數的四則運算；

思路：

　　（1）四則運算加減乘除，採用兩個隨機數，因爲不能出現負數，則對兩個隨機數進行比較大小再進行減法運算，除法一貫特殊，因此在隨機數的取值範圍中設置不包括0。

　　（2）真分數運算在pycharm中導入fractions庫，其他相似。

from fractions import Fraction

實現過程：

　　設計三個函數：

　　　　def newint() 生成整數四則運算

　　　　def newfra() 生成真分數四則運算

　　　　def newtest() 生成制定指定數量的四則運算題目

　　函數關係：

　　　　newint()與newfra()爲獨立的函數，負責生成隨機四則運算，newtest()則隨機調用上述兩個函數生成題目。詳細描述請看下方代碼說明

代碼說明：

　　首先說明整數的四則運算，生成兩個隨機數並隨機運算，在減法中比較大小防止出現負數，在除法中比較大小並循環取整除的隨機數組合。最後輸出算式並返回正確答案。

def newint():
    opr = ['＋', '－', '×', '÷']
    fh = random.randint(0, 3)
    n1 = random.randint(1, 20)
    n2 = random.randint(1, 20)
    rjg = 0
    if fh == 0:
        rjg = n1 + n2
    elif fh == 1:
        n1, n2 = max(n1, n2), min(n1, n2)
        rjg = n1 - n2
    elif fh == 2:
        rjg = n1 * n2
    elif fh == 3:
        n1, n2 = max(n1, n2), min(n1, n2)
        while n1 % n2 != 0:
            n1 = random.randint(1, 10)
            n2 = random.randint(1, 10)
            n1, n2 = max(n1, n2), min(n1, n2)
        rjg = int(n1 / n2)
    print(n1, opr[fh], n2, '= ', end='')
    return rjg

　　真分數四則運算相似。

def newfra():
    opr = ['＋', '－', '×', '÷']
    fh = random.randint(0, 3)
    t1 = random.randint(1, 10)
    t2 = random.randint(t1, 10)
    n1 = Fraction(t1, t2)
    t1 = random.randint(1, 10)
    t2 = random.randint(t1, 10)
    n2 = Fraction(t1, t2)
    rjg = 0
    if fh == 0:
        rjg = n1 + n2
    elif fh == 1:
        n1, n2 = max(n1, n2), min(n1, n2)
        rjg = n1 - n2
    elif fh == 2:
        rjg = n1 * n2
    elif fh == 3:
        n1, n2 = max(n1, n2), min(n1, n2)
        rjg = n1 / n2
    print(n1, opr[fh], n2, '= ', end='')
    return rjg

　　newtest()函數是要求用戶輸入一個整數來輸出算式的數量，採用while循環隨機生成整數或者真分數運算，將答案保存在rjg列表的同時輸出算式直到算式數量達到要求。最後輸出rjg列表即輸出答案。

def newtest():
    opr = ['＋', '－', '×', '÷']
    print('輸入題庫所須要的題目數量')
    n=int(input())
    rjg=[]
    m=0
    while m<=(n-1):
        fh = random.randint(0, 4)
        if fh==0:
            print(m+1,end='、')
            rjg.append(newfra())
            print(' ')
        else:
            print(m+1,end='、')
            rjg.append(newint())
            print(' ')
        m=m+1
    m=0
    print('答案：')
    while m<=(n-1):
        print(m+1,'、',rjg[m])
        m=m+1

　　下列爲主函數，第一個模式負責調用上述newint()、new函數，並得到函數返回值即算式答案，與用戶輸入值進行比較。第二個模式則是生成算式題目。

print('一、四則運算')
print('二、製做題庫')
n=int(input())
if n==1:
    print('input "0000" to Quit')
    while True:
        fh = random.randint(0, 4)
        if fh == 0:
            rjg = newfra()
            jg = input()
            if jg == '0000':
                break;
            sr = Fraction(jg)
            if sr == rjg:
                print('right')
            else:
                print('error. the Tight answer is', rjg)
        else:
            rjg = newint()
            jg = input()
            if jg == '0000':
                break;
            sr = int(jg)
            if sr == rjg:
                print('right')
            else:
                print('error. the Tight answer is', rjg)
if n==2:
    newtest()

測試運行：

　　先測試運行第一個模式，以下圖：

 

　　第二個模式，先輸出20個算式數量：

　　輸出1000個算式數量，運行完成且無報錯，部分截圖以下：

效能分析：

　　因爲本人沒有作過效能分析，在編寫代碼的時候還沒有學習該功能，因此在修改程序的過程當中沒有相關記錄。在改進完程序以後再進行學習效能分析才發現步驟錯了，最終只能對改進後的程序直接進行分析，請諒解。本次分析採用軟件pycharm內置的工具Profile，因爲該工具是隻對程序運行一次再輸出此次運行的效能分析表格（具體功能還沒有弄懂），因此根據本人程序，對newtest()函數輸入10000的整數來輸出10000個算式數量，結果如圖（效能分析表格界面由Name、Call Count、Time(ms)、Own Time(ms) 4列組成。表頭Name顯示被調用的模塊或者函數；Call Count顯示被調用的次數；Time(ms)顯示運行時間和時間百分比，時間單位爲毫秒）：

PSP表格：

		預計耗時（分鐘）	是實際耗時（分鐘）
Planning	計劃	10	10
Estimate	估計這個任務須要多少時間	/	/
Development	開發	120	240
Analysis	需求分析	5	10
Design Spec	生成設計文檔	/	/
Design Review	設計複審（和同事審覈設計文檔）	/	/
Coding Standerd	代碼規範（爲目前的開發制定合適的規範）	/	/
Design	具體設計	5	10
Coding	具體編碼	30	60
Code Review	代碼複審	5	10
Text	測試（自測，修改代碼，提交修改）	10	30
Reporting	報告	10	20
Text Report	測試報告	10	20
Size Measurement	計算工做量	5	5
Postmortem & Process Improvement Plan	過後總結，並提出過程改進計劃	5	5
Sum	合計	215	420