小學四則運算生成器

Github專案地址：https://github.com/bravedreamer/test/tree/master/Arithmetic
在線預覽：https://bravedreamer.github.io/test/Arithmetic/index.html

專案合作者：吳尚謙 3118004977 吳茂平3118004976

1.題目說明

實作一個自動生成小學四則運算題目的命令列程式（也可以用影像界面，具有相似功能），
自然數：0, 1, 2, …，

真分數：1/2, 1/3, 2/3, 1/4, 1’1/2, …，
運算子：+, ?, ×, ÷，
括號：(, )，
等號：=，
分隔符：空格（用于四則運算子和等號前后），
算術運算式：
e = n | e1 + e2 | e1 ? e2 | e1 × e2 | e1 ÷ e2 | (e),

其中e, e1和e2為運算式，n為自然數或真分數，

四則運算題目：e = ，其中e為算術運算式，

需求：

1. 使用 -n 引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 引數控制題目中數值（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，該引數可以設定為1或其他自然數，該引數必須給定，否則程式報錯并給出幫助資訊，

3. 生成的題目中計算程序不能產生負數，也就是說算術運算式中如果存在形如e1? e2的子運算式，那么e1≥ e2，

4. 生成的題目中如果存在形如e1÷ e2的子運算式，那么其結果應是真分數，

5. 每道題目中出現的運算子個數不超過3個，

6. 程式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×左右的算術運算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，由于+是左結合的，1+2+3等價于(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等價于(1+2)+3，而3+2+1等價于(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式的當前目錄下的Exercises.txt檔案，格式如下：
   四則運算題目1
   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，并存入執行程式的當前目錄下的Answers.txt檔案，格式如下：
   答案1
   答案2
   特別的，真分數的運算如下例所示：1/6 + 1/8 = 7/24，

8. 程式應能支持一萬道題目的生成，

9. 程式支持對給定的題目檔案和答案檔案，判定答案中的對錯并進行數量統計，輸入引數如下：
   Myapp.exe -e .txt -a .txt
   統計結果輸出到檔案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

2.PSP:

3.效能分析

隨著生成的題目數量不斷加大，這部分函式的消耗將會隨著題目數量增大而不斷增大

createQuestion(){//生成多道題目
			  //初始化資料串列
			 ...
			  
			  let questionData=https://www.cnblogs.com/brave-dreamer/p/[]
		  			for(let i=0;i=0){
		  					this.form.questionList[i]=question
		  					this.form.answerList[i]=answer
							let tag={}
							tag.question=question+answer
							tag.index=i+1
							questionData[i]=tag
		  					i++
		  				}
		  			}
					this.tableData=questionData
		  },

4.實作思路

5.關鍵代碼分析

各函式功能基本在一個vue內實作，較為清晰，

new Vue({
	...
	beforeCreate() {
				// 讀取檔案
				FileReader.prototype.reading = function ({encode} = pms) {
					let bytes = new Uint8Array(this.result);    //無符號整型陣列
					let text = new TextDecoder(encode || 'UTF-8').decode(bytes);
					return text;
				};
				/* 重寫readAsBinaryString函式 */
				FileReader.prototype.readAsBinaryString = function (f) {
					if (!this.onload)       //如果this未重寫onload函式，則創建一個公共處理方式
						this.onload = e => {  //在this.onload函式中，完成公共處理
							let rs = this.reading();
							console.log(rs);
						};
					this.readAsArrayBuffer(f);  //內部會回呼this.onload方法
				};
	},
	methods:{
		...
		   		  
		tableRowClassName({row, rowIndex}) {//改變表格樣式
				  ...
			  },
			  
		createOperationArr(arr1,arr2){//合并已生成的運算元陣列和運算子陣列
			let operationArr=[]
			let question=""
			
			for(let i=0;i<arr2.length;i++){
				question+=(arr1[i]+arr2[i])
				operationArr.push(arr1[i])
				operationArr.push(arr2[i])
				if(i==(arr2.length-1)) {
					question+=arr1[(i+1)]
					operationArr.push(arr1[(i+1)])
					}
			}
		   return {operationArr,question}
		},
		
		createQuestionInfo(){//創建一道題目的運算子和運算元
			  let operation=[" + ", " ? ", " × ", " ÷ ", " / "," = "]//保存相關運算子
			  let operationTime=Math.floor(Math.random() * (3 - 1+1)+1)//運算次數
			  
			  //隨機生成運算子
			  let operationSymbol=[]//保存生成的運算子
			  for(let k=0;k<operationTime;){
				  let i=Math.floor(Math.random() * (4 - 0+1))
				  
				  if(i==4){
					  if(operationSymbol.length>0&&operationSymbol[operationSymbol.length-1]==operation[i]){
						  
					  }else{
						  operationSymbol[operationSymbol.length]=operation[i]
					  }
				  }else{
					  operationSymbol[operationSymbol.length]=operation[i]
					  k++
				  }
				  
			  }
			  
			  // Math.floor(Math.random()*(n-m+1))+m 取m-n之間的亂數 [m,n]
			  //隨機生成運算元
			  let operationTagNumber=[]//保存生成的運算元
			  for(let k=0;k<=operationSymbol.length;){
				  let last=k-1
				  
				  if(k>0&&(operationSymbol[last]==operation[4]||operationSymbol[last]==operation[3])){
					  let t=Math.floor(Math.random() * (Number(this.form.max) - Number(this.form.min))) +Number(this.form.min)
					  if(operationSymbol[last]==operation[4]&&t!=0&&operationTagNumber[last]<=t){
						  operationTagNumber[k]=t
						  k++	
					  }
					  if(t!=0&&operationSymbol[last]==operation[3]){
						  operationTagNumber[k]=t
						  k++
					  }
				  }else{
					  operationTagNumber[k]=Math.floor(Math.random() * (Number(this.form.max) - Number(this.form.min))) +Number(this.form.min)
					  k++
				  }
			  }
			  
			  let content=this.createOperationArr(operationTagNumber,operationSymbol)
			  let operationArr=content.operationArr
			  let question=content.question
			  question+=operation[5]
			  
			  operationArr=this.getRPN(operationArr)
			  let answer=this.getResult(operationArr)
			  
			  return{question,answer}
		},
		createQuestion(){//生成多道題目
			//初始化資料串列
			...
			
			let questionData=https://www.cnblogs.com/brave-dreamer/p/[]
					for(let i=0;i=0&&!isRepeat){
							this.form.questionList[i]=question
							this.form.answerList[i]=answer
						  let tag={}
						  tag.question=question+answer
						  tag.index=i+1
						  questionData[i]=tag
							i++
						}
					}
				  this.tableData=questionData
		},
		getRPN(arr){//中綴運算式轉后綴運算式
			let  symbolPriority = {//確定運算優先級" # ": 0,
			  " + ": 1,
			  " ? ": 1,
			  " × ": 2,
			  " ÷ ": 2,
			  " / ": 3
			}
			let operand=[]//保存運算元的堆疊
			let operator=[]//保存運算子的堆疊
			arr.unshift(" # ")//方便進行運算優先級比較
			
			for(let i=0;i<arr.length;i++){
				if(typeof(arr[i])=="number"){
				   operand.push(arr[i])
				}else{
					switch (true){
						case (arr[i]==' ( '||operator.slice(-1)[0]==' ( '):
							operator.push(arr[i]);
							break;
						case (arr[i] == ' ) '):
							do{
								 operand.push(operator.pop());
							}while(operator.slice(-1)[0] != " ( ")
							operator.pop()
							break;
						default:
							if(operator.length == 0){
									operator.push(arr[i]);
								}else if(symbolPriority[operator.slice(-1)[0]]>=symbolPriority[arr[i]]){
									do{
									  operand.push(operator.pop());
									}while (symbolPriority[arr[i]]<=symbolPriority[operator[operator.length-1]])
								  operator.push(arr[i]);
								}else {
									 operator.push(arr[i]);
								}
							break;
					}
				}
			}
			operator.forEach(function(){
					operand.push(operator.pop());
				});
			operator.pop();//彈出"#"
			return operand;
		},
		getResult(arr){//獲取計算結果
			let result=[]//用于保存結果
			let count
			for(let i=0;i<arr.length;i++){
				if(typeof(arr[i])=='string'){
					....
				}else{
					result.push(arr[i])
				}
			}
			return result[0]
		},
		downloadQuestion(){//下載題目和答案的txt檔案
			let questionContent=""//題目內容
			let answerContent=""//答案內容
			if(this.form.questionList.length!=0){
				let name1="Exercises"
				let name2="Answers"
				for(let i=0;i<this.form.questionList.length;i++){
					questionContent+=(i+1)+"、"+this.form.questionList[i]+"\n"
					answerContent+=(i+1)+"、"+this.form.answerList[i]+"\n"
				}
				this.download(name1,questionContent)
				this.download(name2,answerContent)
			}else{
				this.$alert('題目串列為空，請重新生成題目', '', {
						  confirmButtonText: '確定',
						});
			}
		},
		
		download(filename, text){//下載TXT檔案
			let element = document.createElement('a');
			 element.setAttribute('href', 'data:text/plain;charset=utf-8,' + encodeURIComponent(text));
			 element.setAttribute('download', filename);
			
			 element.style.display = 'none';
			 document.body.appendChild(element);
			
			 element.click();
			
			 document.body.removeChild(element);
		},
		beforeUpload(file){//上傳檔案
				this.fileList = [file]
				console.log('選擇了檔案beforeUpload')
				// 讀取資料
				this.read(file);
				return false
			},
		read(f) {//決議上傳過來的檔案
					let rd = new FileReader();
					rd.onload = e => {  
					//this.readAsArrayBuffer函式內，會回呼this.onload函式，在這里處理結果
						let cont = rd.reading({encode: 'UTF-8'});
					  this.fileData.push(cont)
						let  formerData = https://www.cnblogs.com/brave-dreamer/p/this.textData;
						this.textData = formerData +"\n" + cont;
					};
					rd.readAsBinaryString(f);
				  
			},
		  compareAnswer(){//檢查上傳過來的題目的答案的正確性并統計相關結果
			  let questionContent=[]//保存上傳過來的題目
			  let answerContent=[]//保存上傳過來的答案
			  let corretAnswer=[]//保存正確答案
			  let corretList=[]//保存題目正確答案的序號
			  let wrongList=[]//保存題目錯誤答案的序號
			  let corret=""
			  let wrong=""
			  //初始化資料串列
			  this.form.questionList=[]
			  this.form.answerList=[]

			  if(this.fileData.length!=0){
				  for(let i=0;i<this.fileData.length;i++){
					  if(this.fileData[i].includes("=")){
						  questionContent=this.fileData[i].split("\n")
						  for(let k=0;k<questionContent.length;k++){
							  for(let n=0;n<questionContent[i].length;n++){
								  if(questionContent[k][n]=="、")
									  questionContent[k]=questionContent[k].substr(n+1)
							  }
							  if(questionContent[k]==""){
								  questionContent.pop()
							  }else{
								  corretAnswer[k]=this.getCorrectAnswer(questionContent[k])//獲取正確答案
							  }
						  }
					  }else{
						  answerContent=this.fileData[i].split("\n")
						  for(let j=0;j<answerContent.length;j++){
							  for(let m=0;m<answerContent[j].length;m++){
								  if(answerContent[j][m]=="、")
									  answerContent[j]=answerContent[j].substr(m+1)
							  }
							  if(answerContent[j]!=""){
								  answerContent[j]=Number(answerContent[j])
							  }else{
								  answerContent.pop()
							  }
						  }
					  }
				  }
				  let questionData=https://www.cnblogs.com/brave-dreamer/p/[]
				  for(let n=0;n