一、程序要求：
1. 使用 -n 参数控制生成题目的个数，例如
Myapp.exe -n 10 -o Exercise.txt
将生成10个题目。
2. 使用 -r 参数控制题目中数值（自然数、真分数和真分数分母）的范围，例如
Myapp.exe -r 10
将生成10以内（不包括10）的四则运算题目。该参数可以设置为1或其他自然数。该参数必须给定，否则程序报错并给出帮助信息。
3. 生成的题目中如果存在形如e1 ÷ e2的子表达式，那么其结果应是真分数。
4. 每道题目中出现的运算符个数不超过3个。
5. 程序一次运行生成的题目不能重复，即任何两道题目不能通过有限次交换+和×左右的算术表达式变换为同一道题目。例如，23 + 45 = 和45 + 23 = 是重复的题目，6 × 8 = 和8 × 6 = 也是重复的题目。3+(2+1)和1+2+3这两个题目是重复的，由于+是左结合的，1+2+3等价于(1+2)+3，也就是3+(1+2)，也就是3+(2+1)。但是1+2+3和3+2+1是不重复的两道题，因为1+2+3等价于(1+2)+3，而3+2+1等价于(3+2)+1，它们之间不能通过有限次交换变成同一个题目。
生成的题目存入执行程序的当前目录下的Exercises.txt文件，格式如下：
1. 四则运算题目1
2. 四则运算题目2
……
其中真分数在输入输出时采用如下格式，真分数五分之三表示为3/5，真分数二又八分之三表示为2’3/8。
6. 在生成题目的同时，计算出所有题目的答案，并存入执行程序的当前目录下的Answers.txt文件，格式如下：
1. 答案1
2. 答案2
特别的，真分数的运算如下例所示：1/6 + 1/8 = 7/24。
7. 程序应能支持一万道题目的生成。
8. 程序支持对给定的题目文件和答案文件，判定答案中的对错并进行数量统计，并会输出所有题目中重复的题目，输入参数如下：
Myapp.exe -e <exercisefile>.txt -a <answerfile>.txt -o Grade.txt
统计结果输出到文件Grade.txt，格式如下：
Correct: 5 (1, 3, 5, 7, 9)
Wrong: 5 (2, 4, 6, 8, 10)
Repeat:2
RepeatDetail:
(1) 2,45+32 Repeat 3,32+45
(2) 5,3+(2+1) Repeat 7,1+2+3
解释：
Correct: 5 ----5道题目正确，正确的题号 1,3,5,7,9
Wrong:5 -----5道题目错误，错误的题号 2,4,6,8,10
Repeat:2 2---组题目重复
(1) 第一组 题号2，题目 45+32 与题号3的题目重复，题号3为 32+45
(2)第二组 题号5，题目 3+(2+1) 与题号7的题目重复，题号7为 1+2+3
其中“:”后面的数字5表示对/错的题目的数量，括号内的是对/错题目的编号。为简单起见，假设输入的题目都是按照顺序编号的符合规范的题目。
二、功能分析
我们需要实现的功能模块
1、随机生成运算符的个数和运算符。
2、根据运算符的个数随机生成运算所需的数值。
3、随机组合运算符和数值，生成运算表达式。
4、将3生成的表达式随机插入括号得到新的表达式。
6、使用逆波兰式计算表达式的数值。
7、在计算数值的过程中使用suffix.txt文件保存计算过程。
8、利用7保存的文件suffix.txt检查4生成的表达式是否重复，若没重复，则将计算结果保存到answer.txt和4生成的表达式保存到exercise.txt，若重复，则将该表达式和与之重复的表达式写入grade.txt文件中。
9、将exercise.txt写入的结果和answer.txt的数值表达。若正确，则将该题序号记录正确记录到grade.txt正确题目那一行中。若不正确，则记录到grade.txt错误的那一行中。
三、部分功能实现的思路
1、功能分析中的4的实现思路
由于生成的运算符不用超过三个，简化了这个题目的难度，我使用了分类的思想。
a、先遍历表达式，将运算符出现的位置存入一个数组。
b、判断运算符的个数。
如果运算符为两个的话，括号最多一个。遍历a生成的数组，当运算符是第一个，先随机是否有括号生成，若有括号生成，则左括号在第一个数前面，右括号在第二个数后面。
当运算符是第二个时，先随机是否有括号生成，若有括号生成，则左括号在第二个数的前面，右括号在第三个数的后面。
如果运算符为三个的话，括号最多两个。遍历a生成的数组，但运算符是第一个的时候，随机有多少个括号，如果括号为一个，则左括号在第一个数的的前面。然后随机生成右括号数的位置。
如果右括号在第二位数时,符号移动一位，随机生成该符号是否包含在括号里，若有括号则左括号在第一个数前面，右括号在第三个数后面。如没有括号，运算符移动一位，随机生成该符号是否包含在括号里，
如有括号则左括号插入在第三位数的前面...。
每一次插入括号需要改变保存符号位置数组的值。
通过方法虽然实现了这个功能，但是这个方法缺陷太多。分类讨论太复杂，不能解决更多个符号，这个还需要改进。
2、功能6的实现思路
所需要计算的表达式是化简过后的真分数，真分数前面有自然数，不便于计算。先把所有化简的分数都化为真分数，使用真分数的形式计算。
先将中缀表达式化为后缀表达式。表达式的/运算符号用？代替，避免与真分数的/相同。
后缀表达式计算数值，先实现真分数的运算，可以将真分数拆分成两个数，然后通分就算，计算结果再约分。
运算过程，遍历后缀表达式，如果是真分数先入栈，如果是运算符，出栈两个数，进行对应运算符的真分数运算。
3、功能7的实现思路
因为每个式子的运算过程没记录了下来，并且乘法和加法在记录时，左边的数值大右边的数值小的原则。所有如果式子重复，他们的运算过程会相等。
四、代码实现
代码地址：https://git.coding.net/ThinkAlone/Arithmetic.git
五、功能演示
1、生成10000道程序
2、生成10000道题目的过程中出现的部分重复表达式
虽然生成了10000道程序，但是重复的可能还是很低
3、答案测试
生成的题目，并写了答案
答案：
检查结果：
六、展示PSP
| PSP2.1 | Personal Software Process Stages | estimated time(分钟) | Actual time(分) |
| Planning | 计划 | 20 | 23 |
| · Estimate | 估计这个任务需要多少时间 | 20 | 23 |
| Development | 开发 | 990 | 1106 |
| · Analysis | 需求分析 (包括学习新技术) | 40 | 40 |
| · Design Spec | 生成设计文档 | 60 | 50 |
| · Design Review | 设计复审 | 60 | 73 |
| · Coding Standard | 代码规范 | 30 | 33 |
| · Design | 具体设计 | 120 | 130 |
| · Coding | 具体编码 | 600 | 700 |
| · Code Review | 代码复审 | 60 | 50 |
| · Test | 测试（自我测试，修改代码，提交修改） | 20 | 30 |
| Reporting | 报告 | 60 | 70 |
| · | 测试报告 | 30 | 30 |
| · | 计算工作量 | 20 | 30 |
| · | 并提出过程改进计划 | 10 | 10 |
七、总结
由于之前比较少用C++写代码，该题目用了面向过程编程，但是模块划分不是很好，有些模块还是比较乱。这个题目涵盖的知识点比较多，之前学的数据结构和算法忘了，所有耗时比较多。
之前一直写javaWeb程序，比这种题目逻辑简单很多，这个题目做的少。以后要多做一些关于这方面的题目，提高自己的逻辑思维。