自動生成四則運算題目 python實現

專案倉庫: 位址

僅包含四則運算

結果不能為負數

數字大小在 100 以內

支援真分數運算

專案檔案結構如下:

模組功能

main.py

主函式(表示式生成, 表示式的求解)

maintest.py

測試函式(單元測試)

1. 分析與設計

本設計設計棧的使用, 逆波蘭表示式(字尾表示式)

表示式式生成

仔細分析有如下特點:

具體實現步驟

利用 python 的字串來儲存表示式

隨機生成乙個運算數

再隨機選擇乙個四則運算符

重複步驟 1 和 2

為了美觀和操作方便, 表示式中運算子和運算數使用空格隔開

求解表示式

將中綴表示式轉換為字尾表示式, 再進行求值

具體**實現

表示式生成**

def makeformula(upperlimit=100, fraction=false) -> str:

if fraction:
upperlimit = 20
count = randint(4, 8)
else:
count = randint(1, 3)
build = ""
number1 = randint(1, upperlimit)
build += str(number1)
for i in range(count):
if fraction and (i+1) % 2:
operation = 3
elif fraction:
operation = randint(1, 2)
else:
operation = randint(1, 3)
number2 = randint(1, upperlimit)
op = ' ' + op[operation] + ' '
build += op + str(number2)
return build

def getpostfixexpression(infixexpr: str) -> list[str]:

# 記錄操作符優先順序
prec = 
postfixlist = 
operatorstack = 
# 以空格分割表示式, 並轉為字元陣列
tokenlist = infixexpr.split()
# 中綴表示式轉換為字尾表示式
for token in tokenlist:
if token in "+-*/":
while operatorstack and \
prec[operatorstack[-1]] >= prec[token]:
elif token == '(':
elif token == ')':
toptoken = operatorstack.pop()
while toptoken != '(':
toptoken = operatorstack.pop()
else:
while operatorstack:
return postfixlist

def solvingpostfixexpression(postfixlist: list[str]):

operandstack = 
# 計算字尾表示式
for token in postfixlist:
if token in "+-*/":
operand2 = operandstack.pop()
operand1 = operandstack.pop()
try:
result = domath(token, operand1, operand2)
except:
return "error: dividend cannot be 0"
else:
return operandstack.pop()
def domath(op: str, number1, number2):
if op == '+':
return number1 + number2
elif op == '-':
return number1 - number2
elif op == '*':
return number1 * number2
else:
return fraction(number1, number2)

具體**如下

class mytestcase(unittest.testcase):

def test_solvingpostfixexpression_valid(self):
test = solvingpostfixexpression(
['3', '5', '/', '1', '6', '/', '-'])
result = fraction(13, 30)
self.assertequal(test, result)
test = solvingpostfixexpression(
['3', '15', '*', '20', '4', '/', '-'])
result = 40
self.assertequal(test, result)
def test_solvingpostfixexpression_invalid(self):
test = solvingpostfixexpression(['2', '0', '/'])
result = "error: dividend cannot be 0"
self.assertequal(test, result)
test = solvingpostfixexpression(
['6', '5', '10', '2', '/', '-', '/'])
result = "error: dividend cannot be 0"
self.assertequal(test, result)
def test_getpostfixexpression(self):
test = getpostfixexpression("22 / 2")
result = ["22", "2", "/"]
self.assertequal(test, result)
test = getpostfixexpression("38 - 5 * 6")
result = ['38', '5', '6', '*', '-']
self.assertequal(test, result)
test = getpostfixexpression("( 16 - 9 ) * 6")
result = ['16', '9', '-', '6', '*']
self.assertequal(test, result)
if __name__ == '__main__':
unittest.main()

執行100萬次的分析結果如下:

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