四则运算3
2016-03-18 20:06
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本次作业的题目：
在四则运算2的基础上，再添加一些条件，总共要求满足如下条件：
1.题目避免重复。
2.可制定。（数量/打印方式）
3.可以控制下列参数：
是否有乘除法
是否有括号（最多可支持10个数参与计算）
数值范围
加减有无负数
乘除有无余数
（新要求）
4.学生写的程序必须能判定用户的输入答案是否正确
5.程序必须能处理混合四则运算
PS：连续的减法和除法，应该遵循做结合的规定；连续除法要打括号。
设计思想：
1.因为这次是结对开发，两个人结对，并且再上一次的程序基础上进行拓展，所以比较了一下各自的程序，选出较优秀的那一个。
2.由于要完成的功能非常多，可以划分多个模块实现，便于多个功能组合。
3.第一个模块就是出现连除的情况，我们程序是随机出现括号的，如果出现连除的情况，必须在后方添加括号。
4.括号的实现，利用整型转化成字符串型来进行解决，括号随机出现左边或者右边，保存在数组之内。
5.实现真分数以及真分数的运算，运算方式直接利用分数的加减乘除运算规则来实现。
6.结果的验证，将四则运算算式转化成字符串，利用压栈入栈的数据结构计算四则运算表达式，正确的结果与输出入的结果进行比较，得出答案是否正确。
代码：
实验总结：
第一次体验了结对开发编程，其中的好处不言而喻，锻炼了团队沟通能力，团结协作解决问题的能力。但是有时候难免会产生分歧，这个时候就要仔细认真沟通，想出解决办法，而不是互相抱怨，从中获益了很多，这次程序难度感觉还是很大，重新回去学习了相关的知识，例如数据结构与算法。还是利用分模块的编程理念，一步一步从最简单入手，完成小功能，再慢慢整合，一步一步攻克难关。最后完成了任务，很有成就感，团队荣誉感。
项目计划总结：
时间记录日志
缺陷记录日志：
小组照片：
小组成员：杨超群 http://www.cnblogs.com/linumy/
在四则运算2的基础上，再添加一些条件，总共要求满足如下条件：
1.题目避免重复。
2.可制定。（数量/打印方式）
3.可以控制下列参数：
是否有乘除法
是否有括号（最多可支持10个数参与计算）
数值范围
加减有无负数
乘除有无余数
（新要求）
4.学生写的程序必须能判定用户的输入答案是否正确
5.程序必须能处理混合四则运算
PS：连续的减法和除法，应该遵循做结合的规定；连续除法要打括号。
设计思想：
1.因为这次是结对开发，两个人结对，并且再上一次的程序基础上进行拓展，所以比较了一下各自的程序，选出较优秀的那一个。
2.由于要完成的功能非常多，可以划分多个模块实现，便于多个功能组合。
3.第一个模块就是出现连除的情况，我们程序是随机出现括号的，如果出现连除的情况，必须在后方添加括号。
4.括号的实现，利用整型转化成字符串型来进行解决，括号随机出现左边或者右边，保存在数组之内。
5.实现真分数以及真分数的运算，运算方式直接利用分数的加减乘除运算规则来实现。
6.结果的验证，将四则运算算式转化成字符串，利用压栈入栈的数据结构计算四则运算表达式，正确的结果与输出入的结果进行比较，得出答案是否正确。
代码：
//随机生成四则运算表达式 杨超群 杨涛 2016.3.12
#include<iostream>
#include<string>
#include<time.h>
#include <stdio.h>
#include<fstream>
#include<cmath>
#include<sstream>
#include<strstream>
#include<math.h>
#include<iomanip>
#define MAX 100
#define False 0
#define True 1
using namespace std;
typedef string SelemType;
using namespace std;
string str1[4]={"+","-","*","/"}; //运算符数组，存储+ - * /
int n,m;
int num[6]; //随机生成的操作数
char str2[25]; //整数转化为的字符数组
char str3[25]; //整数转化为的字符数组
string str4[100];
int OperatorNum[1000]; //运算符数组，每生成一个运算符存进数组
typedef struct{
SelemType *base;
SelemType *top;
int stacksize;
}Sqstack;
void InitStack(Sqstack &s) //栈的初始化
{
s.base=new SelemType[MAX];
if(!s.base)exit(1);
s.top=s.base;
s.stacksize =MAX;
}
void Push(Sqstack &s,SelemType e) //压入
{
if(s.top-s.base==s.stacksize)
exit(1);
*s.top++=e;
}
void Pop(Sqstack &s,SelemType &e) //弹出
{
if(s.top==s.base)
exit(1);
e=*--s.top;
}
SelemType GetTop(Sqstack &s) //取顶
{
if(s.top==s.base)
exit(1);
return *(s.top-1);
}
int In(SelemType ch) //判断是否为运算符
{
if(ch=="+"||ch=="-"||ch=="*"||ch=="/"||ch=="("||ch==")"||ch=="#")
return True;
else
return False;
}
SelemType Operate(SelemType a1,SelemType theta,SelemType b1) //计算
{
stringstream ss;
SelemType c1;
double m1,m2;
double m3,m4;
m1=atof(a1.c_str());
m2=atof(b1.c_str());
if(theta=="+")
m3=m1+m2;
else if(theta=="-")
m3=m1-m2;
else if(theta=="*")
m3=m1*m2;
else if(theta=="/")
m3=m1/m2;
m4=double((int)(m3*100))/100.0;
ss<<m4;
ss>>c1;
return c1;
}
char Precede(string theta1,string theta2) //运算符的计算顺序判断
{
char chx;
if(theta1=="+")
{
if(theta2=="*"||theta2=="/"||theta2=="(")
chx = '<';
else
chx = '>';
}
else if(theta1=="-")
{
if(theta2=="*"||theta2=="/"||theta2=="(")
chx = '<';
else
chx = '>';
}
else if(theta1=="*")
{
if(theta2=="(")
chx = '<';
else
chx = '>';
}
else if(theta1=="/")
{
if(theta2=="(")
chx = '<';
else
chx = '>';
}
else if(theta1=="(")
{
if(theta2==")")
chx = '=';
else if(theta2=="#")
chx='$';
else
chx = '<';
}
else if(theta1==")")
{
if(theta2=="(")
chx = '$';
else
chx = '>';
}
else if(theta1=="#")
{
if(theta2=="#")
chx = '=';
else if(theta2==")")
chx='$';
else
chx = '<';
}
return chx;
}
string TiQuString(string str,int &i)
{
string ch;
char *q;
string p;
p=str;
q=&p[i];
ch=ch+*q;
if((*q>='0')&&(*q<='9'))
{
i++;
int j=1;
while((*(q+j)>='0')&&(*(q+j)<='9'))
{
ch=ch+*(q+j);
j++;
}
i=i+j-1;
}
else
{
ch=*q;
i++;
}
return ch;
}
string OPeration(string str)
{
string str1;
str1=str+"#";
int i=0;
string ch;
ch=TiQuString(str1,i);
SelemType theta,x1,a1,b1;
Sqstack OPND,OPTR;
InitStack(OPTR);
InitStack(OPND);
Push(OPTR,"#");
while(ch!="#"||GetTop(OPTR)!="#")
{
int f;
f=In(ch);
if(f!=True)
{
Push(OPND,ch);
ch=TiQuString(str1,i);
}
else
{
switch(Precede(GetTop(OPTR),ch))
{
case '<':
{
Push(OPTR,ch);
ch=TiQuString(str1,i);
break;
}
case '>':
{
Pop(OPTR,theta);
Pop(OPND,b1);Pop(OPND,a1);
Push(OPND,Operate(a1,theta,b1));
break;
}
case '=':
{
Pop(OPTR,x1);
ch=TiQuString(str1,i);
break;
}
case '$':
{
cout<<"该表达式有错";
break;
}
default:break;
}
}
}
return GetTop(OPND);
}
void Input(int n,int p,int min,int max,int &j,int &q)
{
int num1,num2,num3,num4,num5; //随机数
int c=0; //指向第一个运算符数组的下标
int s=0; //括号的个数
string str;
ofstream outfile;
outfile.open("a.txt",ios::app);
if(!outfile)
{
cerr<<"OPEN ERROR!"<<endl;
exit(0);
}
num1=rand()%(max-min+1)+min;
num2=rand()%(max-min+1)+min;
num3=rand()%4; //随机数指向运算符数组的下标
itoa(num1,str2,10); //整数转化为字符数组
itoa(num2,str3,10); //整数转化为字符数组
str=str2+str1[num3]+str3; //生成表达式
OperatorNum[c]=num3; //当前生成的符号存入OperatorNum数组里
c++;
n=n-2; //消耗了两个操作数
while(n!=0) //当n不等于0时，循环生成str，即表达式+符号+表达式的形式
{
num4=rand()%2;
if(num4==0) //上一个str放在符号的左边
{
num5=rand()%2;
if(s<=3)
{
if(num5==0) //上一个str不加括号
{
num3=rand()%4;
OperatorNum[c]=num3;
c++;
num1=rand()%(max-min+1)+min;
itoa(num1,str2,10);
if((num3==3)&&(OperatorNum[c-2]==3)) //避免生成6/3/2的形式
str="("+str+")"+str1[num3]+str2;
else
str=str+str1[num3]+str2;
}
else //上一个str加括号
{
num3=rand()%4;
num1=rand()%(max-min+1)+min;
itoa(num1,str2,10);
str="("+str+")"+str1[num3]+str2;
s++;
}
}
else
{
num3=rand()%4;
OperatorNum[c]=num3;
c++;
num1=rand()%(max-min+1)+min;
itoa(num1,str2,10);
if((num3==3)&&(OperatorNum[c-2]==3)) //避免生成6/3/2的形式
str="("+str+")"+str1[num3]+str2;
else
str=str+str1[num3]+str2;
}
}
else //上一个str放在符号的右边
{
num5=rand()%2;
if(s<=3)
{
if(num5==0) // 上一个str不加括
{
num3=rand()%4;
OperatorNum[c]=num3;
c++;
num1=rand()%(max-min+1)+min;
itoa(num1,str2,10);
if((num3==3)&&(OperatorNum[c-2]==3))
str=str2+str1[num3]+"("+str+")";
else
str=str2+str1[num3]+str;
}
else //上一个str加括号
{
num3=rand()%4;
num1=rand()%(max-min+1)+min;
itoa(num1,str2,10);
str=str2+str1[num3]+"("+str+")";
s++;
}
}
else
{
num3=rand()%4;
OperatorNum[c]=num3;
c++;
num1=rand()%(max-min+1)+min;
itoa(num1,str2,10);
if((num3==3)&&(OperatorNum[c-2]==3))
str=str2+str1[num3]+"("+str+")";
else
str=str2+str1[num3]+str;
}
}
n--; //消耗一个操作数
}
string result1,result2; //result1表示用户输入的答案，result2表示程序计算的结果
str4[p]=str; //把str存入字符串数组str4中
for(int i=0;i<p;i++) //查询四则运算式是否有重复
if(str4[i]==str4[p])
Input(m,p,min,max,j,q);
cout<<str4[p]<<"=";
result2=OPeration(str); //计算四则表达式
cin>>result1;
if(result1==result2) //判断结果是否正确
{
cout<<"计算正确";
j++;
}
else
{
cout<<"计算错误,答案是"<<setprecision(2)<<fixed<<result2;
q++;
}
outfile<<str4[p]<<endl;
cout<<endl;
}
void Input1(int n,int p,int min,int max,int &j,int &q)
{
int num1,num2,num3,num4;
int c=0;
int s=0;
string str;
ofstream outfile;
outfile.open("a.txt",ios::app);
if(!outfile)
{
cerr<<"OPEN ERROR!"<<endl;
exit(0);
}
num1=rand()%(max-min+1)+min;
num2=rand()%(max-min+1)+min;
num3=rand()%4;
itoa(num1,str2,10);
itoa(num2,str3,10);
str=str2+str1[num3]+str3;
OperatorNum[c]=num3;
c++;
n=n-2;
while(n!=0) //当n不等于0时，循环生成str，即表达式+符号+表达式的形式
{
num4=rand()%2;
if(num4==0) //上一个str放在符号的左边
{
num3=rand()%4;
OperatorNum[c]=num3;
c++;
num1=rand()%(max-min+1)+min;
itoa(num1,str2,10);
if((num3==3)&&(OperatorNum[c-2]==3)) //避免生成6/3/2的形式
str="("+str+")"+str1[num3]+str2;
else
str=str+str1[num3]+str2;
}
else //上一个str放在符号的右边
{
num3=rand()%4;
OperatorNum[c]=num3;
c++;
num1=rand()%(max-min+1)+min;
itoa(num1,str2,10);
if((num3==3)&&(OperatorNum[c-2]==3))
str=str2+str1[num3]+"("+str+")";
else
str=str2+str1[num3]+str;
}
n--;
}
string result1,result2;
str4[p]=str; //把str存入字符串数组str4中
for(int i=0;i<p;i++) //查询四则运算式是否有重复
if(str4[i]==str4[p])
Input(m,p,min,max,j,q);
cout<<str4[p]<<"=";
result2=OPeration(str);
cin>>result1;
if(result1==result2)
{
cout<<"计算正确";
j++;
}
else
{
cout<<"计算错误,答案是"<<setprecision(2)<<fixed<<result2;
q++;
}
outfile<<str4[p]<<endl;
cout<<endl;
}
void sort(int min,int max){ //生成四个随机数并排序
num[0]=rand()%(max-min+1)+min;
num[1]=rand()%(max-min+1)+min;
num[2]=rand()%(max-min+1)+min;
num[3]=rand()%(max-min+1)+min;
for(int i=0;i<4;i++){
for(int j=0;j<i;j++){
if(num[i]>num[j])
{
int temp=0;
temp=num[i];
num[i]=num[j];
num[j]=temp;
}
}
}
}
void sort1(int min,int max) //生成两个随机数，并排序
{
num[4]=rand()%(max-min+1)+min;
num[5]=rand()%(max-min+1)+min;
for(int i=4;i<6;i++){
for(int j=4;j<i;j++){
if(num[i]>num[j])
{
int temp=0;
temp=num[i];
num[i]=num[j];
num[j]=temp;
}
}
}
}
void Simplification(int &m,int &n) //真分数化简
{
int x,y,i,p; //公约数p
if(m>=n)
{
x=n;
y=m;
}
if(m<n)
{
x=m;
y=n;
}
for(i=x;i>0;i--)
{
if(x%i==0&&y%i==0)
{
p=i;
break;
}
}
m=m/p;
n=n/p;
}
void Input2(int n,int p,int min,int max,int &j,int &q)
{
int num3,num4,s=0;
string str,strr2,strr3,str5,str6,str7,str8,str9;
stringstream ss1,ss2,ss3,ss4,ss5,ss6,ss7,ss8;
ofstream outfile;
outfile.open("a.txt",ios::app);
if(!outfile)
{
cerr<<"OPEN ERROR!"<<endl;
exit(0);
}
num3=rand()%4;
sort(min,max);
Simplification(num[0],num[3]);
Simplification(num[1],num[2]);
ss1<<num[0];
ss1>>strr2;
ss2<<num[1];
ss2>>strr3;
ss3<<num[2];
ss3>>str5;
ss4<<num[3];
ss4>>str6;
if((str5!=strr3)&&(str6!=strr2)) //避免生成分子分母相等的表达式
str="("+str5+"/"+strr3+")"+str1[num3]+"("+str6+"/"+strr2+")";
else if(str5==strr3)
str=str5+str1[num3]+"("+str6+"/"+strr2+")";
else if(str6==strr2)
str="("+str5+"/"+strr3+")"+str1[num3]+str6;
n=n-4;
while(n!=0) //当n不等于0时，循环生成str，即表达式+符号+表达式的形式
{
num4=rand()%2;
if(num4==0) //上一个str放在符号的左边
{
sort1(min,max);
Simplification(num[4],num[5]);
num3=rand()%4;
ss5<<num[4];
ss5>>str7;
ss6<<num[5];
ss6>>str8;
if(str7!=str8) //避免生成分子分母相等的表达式
str9="("+str8+"/"+str7+")";
else
str9=str8;
str=str+str1[num3]+str9;
}
else //上一个str放在符号的右边
{
sort1(min,max);
Simplification(num[4],num[5]);
num3=rand()%4;
ss7<<num[4];
ss7>>str7;
ss8<<num[5];
ss8>>str8;
if(str7!=str8) //避免生成分子分母相等的表达式
str9="("+str8+"/"+str7+")";
else
str9=str8;
str=str9+str1[num3]+str;
}
n=n-2;
}
string result1,result2;
str4[p]=str; //把str存入字符串数组str4中
for(int i=0;i<p;i++) //查询四则运算式是否有重复
if(str4[i]==str4[p])
Input2(m,p,min,max,j,q);
cout<<str4[p]<<"=";
result2=OPeration(str);
cin>>result1;
if(result1==result2)
{
cout<<"计算正确";
j++;
}
else
{
cout<<"计算错误,答案是"<<setprecision(2)<<fixed<<result2;
q++;
}
outfile<<str4[p]<<endl;
cout<<endl;
}
void changeNum(int n,int y,int min,int max)
{
int j=0,q=0,num6;
if(y==1)
{
for(int i=0;i<n;i++)
{
num6=rand()%9+2;
switch(num6)
{
case 2:Input(2,i,min,max,j,q);break;
case 3:Input(3,i,min,max,j,q);break;
case 4:Input(4,i,min,max,j,q);break;
case 5:Input(5,i,min,max,j,q);break;
case 6:Input(6,i,min,max,j,q);break;
case 7:Input(7,i,min,max,j,q);break;
case 8:Input(8,i,min,max,j,q);break;
case 9:Input(9,i,min,max,j,q);break;
case 10:Input(10,i,min,max,j,q);break;
}
}
cout<<"本次测试结束"<<endl;
cout<<"正确----"<<j<<"道题,错误----"<<q<<"道题"<<endl;
cout<<"***************************************"<<endl;
}
else
{
for(int i=0;i<n;i++)
{
num6=rand()%9+2;
switch(num6)
{
case 2:Input1(2,i,min,max,j,q);break;
case 3:Input1(3,i,min,max,j,q);break;
case 4:Input1(4,i,min,max,j,q);break;
case 5:Input1(5,i,min,max,j,q);break;
case 6:Input1(6,i,min,max,j,q);break;
case 7:Input1(7,i,min,max,j,q);break;
case 8:Input1(8,i,min,max,j,q);break;
case 9:Input1(9,i,min,max,j,q);break;
case 10:Input1(10,i,min,max,j,q);break;
}
}
cout<<"本次测试结束"<<endl;
cout<<"正确----"<<j<<"道题,错误----"<<q<<"道题"<<endl;
cout<<"***************************************"<<endl;
}
}
void changeNum1(int n,int min,int max)
{
int j=0,q=0,p,num6;
for(int i=0;i<n;i++)
{
num6=rand()%4;
p=4+2*i; //表示生成的操作数的个数
switch(p)
{
case 4:Input2(4,i,min,max,j,q);break;
case 6:Input2(6,i,min,max,j,q);break;
case 8:Input2(8,i,min,max,j,q);break;
case 10:Input2(10,i,min,max,j,q);break;
}
}
cout<<"本次测试结束"<<endl;
cout<<"正确----"<<j<<"道题,错误----"<<q<<"道题"<<endl;
cout<<"***************************************"<<endl;
}
int main()
{
int x,y,max,min;
srand((unsigned)time(NULL));
ofstream outfile1;
outfile1.open("a.txt");
if(!outfile1)
{
cerr<<"OPEN ERROR!"<<endl;
exit(0);
}
cout<<"------------自动出题做题系统---------------"<<endl;
cout<<" 1.整数的四则运算 "<<endl;
cout<<" 2.真分数的四则运算 "<<endl;
cout<<" 3.退出 "<<endl;
for(;;)
{
cout<<"请选择：";
cin>>x;
switch(x)
{
case 1:
{
cout<<"取值范围最小值（大于等于1）：";
cin>>min;
cout<<"取值范围最大值：";
cin>>max;
cout<<"有(无)括号运算(注释：真分数必须加括号，以防形成6/3/2的形式)---有（1），无（0）：";
cin>>y;
cout<<"题目数量：";
cin>>n;
cout<<" 测试开始 "<<endl;
changeNum(n,y,min,max);
break;
}
case 2:
{
cout<<"取值分子分母范围最小值（大于等于1）：";
cin>>min;
cout<<"取值分子分母范围最大值（大于等于1）：";
cin>>max;
cout<<"题目数量：";
cin>>n;
cout<<" 测试开始 "<<endl;
changeNum1(n,min,max);
break;
}
case 3:
{
exit(0);
break;
}
}
}
return 0;
}实验总结：
第一次体验了结对开发编程，其中的好处不言而喻，锻炼了团队沟通能力，团结协作解决问题的能力。但是有时候难免会产生分歧，这个时候就要仔细认真沟通，想出解决办法，而不是互相抱怨，从中获益了很多，这次程序难度感觉还是很大，重新回去学习了相关的知识，例如数据结构与算法。还是利用分模块的编程理念，一步一步从最简单入手，完成小功能，再慢慢整合，一步一步攻克难关。最后完成了任务，很有成就感，团队荣誉感。
项目计划总结：
| 日期&&任务 | 听课 | 编写程序 | 阅读相关书籍 | 网上查找资料 | 日总计 |
| 周一 | 100 | 25 | 25 | 15 | 165 |
| 周二 | 30 | 35 | 25 | 90 | |
| 周三 | 60 | 15 | 35 | 110 | |
| 周四 | 100 | 30 | 30 | 25 | 185 |
| 周五 | 180 | 15 | 195 | ||
| 周六 | 60 | 15 | 75 | ||
| 周日 | 15 | 15 | |||
| 周总计 | 200 | 325 | 180 | 130 | 835 |
| 日期 | 开始时间 | 结束时间 | 中断时间 | 净时间 | 活动 | 备注 |
| 3/14 | 14：00 | 15：50 | 10 | 100 | 听课 | 软件工程上课 |
| 17：10 | 17：20 | 10 | 阅读书籍 | 《构建之法》《梦断代码》 | ||
| 21：00 | 21：25 | 20 | 网上查找资料 | |||
| 3/15 | 14：00 | 15：00 | 10 | 110 | 编程 | 编写老师布置的作业 |
| 16：00 | 17：00 | 10 | 110 | 看书 | 《构建之法》《梦断代码》 | |
| 3/16 | 21：00 | 21：30 | 30 | 编程 | 编写老师布置的作业 | |
| 3/17 | 14：00 | 15：50 | 10 | 100 | 听课 | 软件工程上课 |
| 3/18 | 16：00 | 18：00 | 120 | 编程 | 编写老师布置的作业 | |
| 3/19 | 9：00 | 9：30 | 30 | 看书 | 《构建之法》《梦断代码》 | |
| 3/20 | 9：00 | 9：30 | 30 | 看书 | 《构建之法》《梦断代码》 |
| 日期 | 编号 | 类型 | 引入阶段 | 排除阶段 | 修复时间 | 修复缺陷 |
| 3月15日 | 1 | 编码 | 编码 | 0.2min | ||
| 缺少头文件 | ||||||
| 2 | 编码 | 运行 | 3min | |||
| 重复使用变量i，导致无限运行 | ||||||
| 3月18日 | 3 | 编码 | 编译 | 1min | ||
| if条件中用了“=”运算符 | ||||||
| 4 | 编码 | 编译 | 1min | |||
| switch的case中缺少了break | ||||||
| 5 | 编码 | 编译 | 0.2min | |||
| for的结尾再次使用i++，导致i加了两次 |
小组成员：杨超群 http://www.cnblogs.com/linumy/
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