数学公式的数据结构

Question

我正在编写一个python脚本，该脚本通过pylatex为数学测试生成pdf。到目前为止，我使用的是

str(random.randint(8,32)) +' + ' + str(random.randint(8,121))

并且类似于生成随机化分配。

我不想像上面那样硬编码所有东西，但我想使用数据库方法来存储可能的赋值。在这个方向上，我的想法是关系数据库

(student) --n (assignment_type)

在每个学生都得到个性化作业的地方，例如Peter将得到以下类型的作业

( (random sign) (random number 2-8) x (+ or -) (random sign) (random number))    (*)

和

( (random number 2323-9999):11)

我不确定如何将此数据结构保存在数据库中，以及如何将其转换为python代码。我的想法是数据库表'assignment_type'：

INT number of randomized vars
INT number of signs
ARRAY List of signs
ARRAY (lower und upper bound for each random number)
STRING '(s1r1s2r1)'

其中'(s1r1s2(s3r1))‘在python中会被翻译成上面的问题(*) ("( sign1 random1 sign2 (sign3)random2)")我不确定这种处理问题的方式是不是一个愚蠢的想法。我在此请求您审查我的方法，如果可能的话，请给我一个处理这种数据结构的更好的方向。

Answer 1

一个简单的想法：

首先，定义几个随机函数以供以后使用。

import random

def sign_num(a, b):
  n = random.randint(a, b)
  if random.random() < 0.5:
    return '(-{})'.format(n)
  else:
    return str(n)

def num(a, b):
  return str(random.randint(a,b))

def add(a, b, parens=False):
  n1 = num(a, b)
  n2 = num(a, b)
  if parens:
    return '({} + {})'.format(n1, n2)
  else:
    return '{} + {}'.format(n1, n2)

def sign_add(a, b, parens=False):
  n1 = sign_num(a, b)
  n2 = sign_num(a, b)
  if parens:
    return '({} + {})'.format(n1, n2)
  else:
    return '{} + {}'.format(n1, n2)

然后，参考所有这些函数创建一个dict：

dico = {'NUM': num, 'SIGNNUM': sign_num, 'ADD': add, 'SIGN_ADD': sign_add}

然后，编写解析函数：

def fill_in(txt):
  argv = txt.strip().split()
  return dico[argv[0]](int(argv[1]), int(argv[2]))

def parse(txt):
  if '[' not in txt:
    return txt
  else:
    i = txt.index('[')
    j = txt.index(']')
    return txt[:i] + fill_in(txt[i+1:j])  + parse(txt[j+1:])

现在，您可以在模板字符串上调用它们：

parse('[NUM 3 9] x ([ADD 2 9])')
# '8 x (8 + 7)'

还有很大的改进空间。特别是，函数fill_in应该以一种处理可变数量的参数的方式编写。