Python(ランダム問題生成（改）)
2019年9月11日 投稿
Python(ランダム問題生成(難易度0～3）)のソースコードのエラーチェックが不十分で、floatのオーバーフローやべき乗計算が連続した場合の処理問題が残ったままになっていたのでコードを修正・改良しました。
import functools as ft
import random
from random import randint as rand
from time import time
class Question:
def __init__(self):
self._list=[]
self._operators=[]
self._maxNum=9
self._length=3
g_q=[]
for i in range(4):
g_q.append(Question())
if i==0:
g_q[i]._operators=["+", "-", "*"]
elif i==1:
g_q[i]._operators=["+", "-", "*","/"]
g_q[i]._maxNum = 19
g_q[i]._length = 5
elif i==2:
g_q[i]._operators=["+", "-", "*","/","**"]
g_q[i]._length = 7
g_q[i]._maxNum = 99
else:
g_q[i]._operators=["+", "-", "*","/","**","//","%"]
g_q[i]._length = 7
g_q[i]._maxNum = 999
def input_difficulty():
"""入力を求める関数"""
print("0:簡単 1:普通 2:難しい 3:激難")
return input("0~3の範囲で難易度を入力してください:")
def get_difficulty_int(function):
"""＜高階関数＞入力を求める関数の値を判断する関数
@param function 入力処理を行う関数
@return s 認識可能なstring"""
while True:
s = function()
if s.lower() == "exit":
break
if s.isdigit():
n=int(s)
if n < 0 or n > 3:
print(f"「{n}」は0~3の数ではありません\n正しい入力値をお願いします")
else:
return int(s)
else:
print(f"「{s}」は正の数値ではありません\n正しい入力値をお願いします")
return "exit"
def input_num():
"""入力を求める関数"""
return input("問題の出題数を入力してください：")
def get_int(function):
"""＜高階関数＞入力を求める関数の値を判断する関数
@param function 入力処理を行う関数
@return tmpNum 正しい入力値の数"""
while True:
s = function()
if s.isdigit():
if int(s)>0:
return int(s)
else:
print("0より大きな正の整数を入力してください")
else:
print(f"「{s}」は正の半角整数ではありません\n正しい入力値をお願いします")
def get_num(function):
"""＜高階関数＞入力を求める関数の値を判断する関数
@param function 入力処理を行う関数
@return tmpNum 正しい入力値の数"""
while True:
s = function()
n = s.replace(".","")
n = n.replace("-","")
if n.isdigit():
if s.count("-")<=1 and s.count(".")<=1:
if s.count("-")==1:
if s.index("-") == 0:
return float(s)
else:
print("-の位置が不正です")
else:
return float(s)
else:
print(f"「{s}」は無効な入力値です\n正しい入力値をお願いします")
else:
print(f"「{s}」は無効な入力値です\n正しい入力値をお願いします")
def RandPos(posNum):
"""シークエンス内のある位置をランダムに取得する関数
@param posNum シークエンスの要素数
@retval シークエンス内のある位置をあらわす数"""
return rand(0,posNum-1)
def RandNum(maxNum):
"""2~maxNumまでの範囲の数をランダムに取得する関数
@param maxNum 範囲の最大値
@retval ランダムな整数"""
return rand(2,maxNum)
def GetRandNum():
"""RandNum(maxNum)を用いて数をランダムに取得する関数
@retval ランダムな整数"""
return RandNum(9)
def Make99Question(difficultyNum):
"""九九問題を生成する関数
@retval タプル(作成した問題のリスト,隠す場所の整数)"""
while True:
try:
question = g_q[difficultyNum]
question._list.clear()
results =[]
is_pow = False
for i in range(question._length):
if i % 2 == 0:
if not is_pow:
question._list.append(str(RandNum(question._maxNum)))
results.append(int(question._list[i]))
else:
question._list.append(str(rand(0,4)))
results.append(int(question._list[i]))
else:
operator,is_pow = check_pow(question,is_pow)
question._list.append(operator)
#question._list.append(ft.reduce(lambda a,b:a+b,question._list))
question._list.append("".join(question._list))
n = len(question._list)
#print("Debug:",question._list)
results.append(eval(question._list[n-1]))
pos = RandPos(len(results)) # マジックナンバーを使わすシーケンスの長さで汎用性向上
return (results,pos,question)
except:
print("再計算")
def check_pow(question,is_pow):
"""計算式のべき乗が連続していないか確認し、正しく計算を行う演算子を返す関数
@param question 難易度に応じた問題クラスのリスト要素
@param is_pow 計算式の一つ前の演算子にべき乗があるかどうか
@return operator str型の演算子
is_pow べき乗があるかどうかの真偽値"""
while True:
operator = random.choice(question._operators)
if operator == "**":
if is_pow == True:
print("べき乗制限")
continue
is_pow = True
return (operator,is_pow)
else:
if is_pow == True:
is_pow = False
return (operator,is_pow)
def Input99Question(results,pos,question):
"""九九の問題を表示し入力値を判断する関数
@param results 九九問題のリスト
@param pos リストで隠す場所の要素番号
@retval s 入力値の整数"""
tmps = results.copy()
tmps[pos] = '?'
q_list = question._list.copy()
q_list.pop()
n=len(q_list)
q_list[0] = tmps[0]
q_list[2] = tmps[1]
if n > 3:
q_list[4]=tmps[2]
if n > 5:
q_list[6] = tmps[3]
def GetAnswer():
"""入力値を返す関数
@retval 入力値の文字列"""
for i in range(len(q_list)):
print(q_list[i],end=" ")
s = input(f"= {tmps[len(tmps)-1]}: ")
return s
return get_num(GetAnswer)
def Execution99Question(difficultyNum):
"""九九の問題を処理する関数
@retval result 回答に対する真偽値(0:false 1:true)"""
results,pos,question = Make99Question(difficultyNum)
ans = Input99Question(results,pos,question)
solution = results[pos]
result = (ans==solution)
print({False:"不正解…",True:"正解！"}[result]) # Dictionaryで結果を表示
return result
def Do99Game(difficultyNum,num):
"""九九の問題を実行する関数
@param num 繰り返し回数"""
startTime = time()
successNum = 0
for i in range(num):
print(f"\n{i+1}問目")
successNum += Execution99Question(difficultyNum)
endTime = time()
deltaTime = round(endTime - startTime, 2)
print(f"\n正解した数：{successNum} / {num}")
print(f"あなたの正答率は{int(100*successNum/num)}%でした")
print(f"回答時間は{deltaTime}秒でした")
print(f"1問あたりの回答時間は{round(deltaTime/num, 2)}秒でした")
"""実行処理"""
Do99Game(get_difficulty_int(input_difficulty),get_int(input_num))
floatオーバーフロー問題はtry:except:でエラーが発生した場合は問題を再生成して計算し直すようにしました。
べき乗が連続した場合の処理問題は検査関数check_pow()を自作し、べき乗計算が連続しないようにフラグ管理を行い、もし連続してべき乗計算が選ばれた場合は演算子を選択し直すようにしました。
また、べき乗計算の指数に大きな数字が入った場合、問題として不適切と判断し、 べき乗計算の 指数には0～4の数字をランダムで取得するように調整しました。
前回functools.reduceのたたみ込みを利用して文字列の結合を行っていた箇所は、よりシンプルに文字列の.join()メソッドを利用して結合しました。
# joinメソッド
"".join(["ab","cd","e"])
",".join(["ab","cd","e"])
" ".join(["ab","cd","e"])空文字列で結合すれば引数のイテラブルをそのまま結合することができますし、”,”や” ”のように結合箇所にカンマやスペースを入れて結合することができます。
