四则运算3（结对开发）
本次的程序在上一次程序基础上进行了修改和完善。
结对伙伴：
刘元柱
博客名：紫叶之风
链接：http://www.cnblogs.com/qwer112/
结对开发的一瞬间：
程序思路：
基本思想与上次相同，只不过是在产生随机数的时候添加了可能产生分数，还有添加了关于分数的相关设定，如真分数，化简，关于分数的四则运算代码等。
注意：程序对答案的判断只精确到小数点两位，且两位之后的不用四舍五入。负数开关生效的条件是算式中存在加减，同理余数开关生效的条件是算式中存在乘除。
因为要求是加减有无负数，乘除有无余数，至少我是这么理解的。
程序源代码：
#include<iostream>
#include<string>
#include<fstream>
#include<sstream>
#include<windows.h>
#include<time.h>
#include<iomanip>
#include <cstdlib>
#define Size 100
using namespace std;
//全局变量
int MulDivControl = 0; //乘除法开关（0.乘除法 1.不包含乘除法）
int MaxNum = 100; //数字的最大值
int MinNum = 1; //数字的最小值
//真分数的数据结构
typedef struct Fraction
{
int fenzi; //表示真分数中的分子
int fenmu; //表示真分数中的分母
float result; //表示真分数的值（分子/分母）
}Fraction;
//重写函数
void gotoxy(int x, int y) //x为列坐标,y为行坐标
{
COORD pos = { x, y }; //设定坐标
HANDLE hOut = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE); //函数句柄
SetConsoleCursorPosition(hOut, pos);
}
/* Colors defined for SetColor(int) */
enum {
BLACK = 0,
DARK_BLUE = 1,
DARK_GREEN = 2,
TEAL = 3,
DARK_RED = 4,
DARK_PURPLE = 5,
GOLD = 6,
GREY = 7,
DARK_WHITE = 8,
BLUE = 9,
GREEN = 10,
CYAN = 11,
RED = 12,
PURPLE = 13,
YELLOW = 14,
WHITE = 15
};
//设置文本色与背景色
void SetColor(const int foreground, const int background) {
int Color = foreground + (background * 16);
HANDLE hConsole = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
SetConsoleTextAttribute(hConsole, Color);
return;
}
//随机生成范围内的一个整数
int CreateInt()
{
if (MaxNum < MinNum) //最大值最小值不合法
{
cout << "指定的数值范围不合法！！！";
exit(0);
}
int num = (rand() % (MaxNum - MinNum + 1)) + MinNum; //生成一个>=MinNum,<=MaxNum的整数
return num;
}
//随机生成范围内一个真分数
Fraction CreateFraction()
{
Fraction fenshu;
int l;
fenshu.fenmu = CreateInt(); //分母随机生成
fenshu.fenzi = CreateInt(); //分子随机生成
//产生合法真分数
while (true)
{
if (fenshu.fenmu < fenshu.fenzi) //若分母小于分子，两者交换
{
l = fenshu.fenmu;
fenshu.fenmu = fenshu.fenzi;
fenshu.fenzi = l;
}
if (fenshu.fenmu != fenshu.fenzi && fenshu.fenmu !=0) //若分母不等于分子且分母不为零，跳出循环
break;
//否则
fenshu.fenmu = CreateInt(); //分母随机生成
fenshu.fenzi = CreateInt(); //分子随机生成
}
fenshu.result = fenshu.fenzi / (float)fenshu.fenmu; //计算真分数的结果
for (int i = 2; i < fenshu.fenzi; i++)
{
int j = fenshu.fenzi%i;
int k = fenshu.fenmu%i;
if (j == 0 && k == 0)
{
fenshu.fenzi = fenshu.fenzi / i;
fenshu.fenmu = fenshu.fenmu / i;
}
}
return fenshu; //返回合法真分数
}
//随机生成运算符0-3（+-*/）
int CreateOperator()
{
int oper;
if (MulDivControl == 0) //允许有乘除法
{
oper = rand() % 4;
return oper;
}
if (MulDivControl == 1) //不允许有乘除法
{
oper = rand() % 2;
return oper;
}
cout << "乘除法开关指定错误！！！";
exit(0);
}
//生成算式
bool CreateEquation(int BracketControl, int AddSubControl_negative, int MulDivControl_remainder, string &equation_end, float &result_end)
{
int num = 0; //记录算式中数字个数
int i, j, k; //做随机种子
float result; //记录算式结果
int oper_num = 0; //算式中操作数的个数（随机生成）
Fraction opr1, opr2; //记录生成的操作数
string equation = ""; //记录中间算式
equation_end = ""; //记录整个算式
bool AddSub = false, MulDiv = false; //记录算式中是否含有加减乘除
int option = 2; //乘除设定
stringstream ss; //缓冲区
bool oneNumSingal = false; //记录是否为但操作数
//bool fractionSingal = false;//记录是否为分数
oper_num = rand() % 10 + 1; //随机产生算式中操作数的个数(2-10)
//算式中可以出现括号*******************************************************
if (BracketControl == 0)
{
//生成一个基本算式****************************
i = rand() % 2; //生成随机数0/1，分别代表生成的基本算式第一个操作数为整数/真分数
if (i == 0) //第一个操作数是整数
{
opr1.result = CreateInt();
ss << opr1.result;
equation_end += ss.str();
ss.str("");
}
else //第一个操作数是真分数
{
opr1 = CreateFraction();
ss << opr1.fenzi;
equation_end += ss.str();
ss.str("");
equation_end += "/";
ss << opr1.fenmu;
equation_end += ss.str();
ss.str("");
}
//同理生成第二个操作数
i = rand() % 2; //生成随机数0/1，分别代表生成的基本算式第二个操作数为整数/真分数
if (i == 0) //第二个操作数是整数
{
opr2.result = CreateInt();
ss << opr2.result;
equation += ss.str();
ss.str("");
}
else //第二个操作数是真分数
{
opr2 = CreateFraction();
ss << opr2.fenzi;
equation += ss.str();
ss.str("");
equation += "/";
ss << opr2.fenmu;
equation += ss.str();
ss.str("");
}
num += 2;
j = CreateOperator();
//根据运算符计算基本算式的结果，设置equation_end，result_end
if (j == 0)
{
equation_end += " ＋ ";
result_end = opr1.result + opr2.result;
AddSub = true;
}
else if (j == 1)
{
equation_end += " － ";
result_end = opr1.result - opr2.result;
AddSub = true;
}
else if (j == 2)
{
equation_end += " × ";
result_end = opr1.result * opr2.result;
MulDiv = true;
}
else if (j == 3)
{
if (opr2.result == 0) //除零操作
return false;
equation_end += " ÷ ";
result_end = opr1.result / opr2.result;
MulDiv = true;
}
else
{
cout << "error!";
exit(0);
}
equation_end += equation;
//基本算式生成完毕************************
//由基本算式生成最终算式******************
while (num < oper_num - 1)
{
equation = "";
i = rand() % 2;
if (i == 0) //生成随机操作数
{
j = rand() % 2;
if (j == 0) //操作数是整数
{
opr1.result = CreateInt();
result = opr1.result;
ss << opr1.result;
equation += ss.str();
ss.str("");
num++;
}
else //操作数是真分数
{
opr1 = CreateFraction();
result = opr1.result;
ss << opr1.fenzi;
equation += ss.str();
ss.str("");
equation += "/";
ss << opr1.fenmu;
equation += ss.str();
ss.str("");
num++;
}
oneNumSingal = true;
}
if (i == 1) //生成随机算式
{
j = rand() % 2; //生成随机数0/1，分别代表生成的基本算式第一个操作数为整数/真分数
if (j == 0) //第一个操作数是整数
{
opr1.result = CreateInt();
ss << opr1.result;
equation += ss.str();
ss.str("");
}
else //第一个操作数是真分数
{
opr1 = CreateFraction();
ss << opr1.fenzi;
equation += ss.str();
ss.str("");
equation += "/";
ss << opr1.fenmu;
equation += ss.str();
ss.str("");
}
//同理生成第二个操作数
j = rand() % 2; //生成随机数0/1，分别代表生成的基本算式第二个操作数为整数/真分数
if (j == 0) //第二个操作数是整数
{
opr2.result = CreateInt();
ss << opr2.result;
}
else //第二个操作数是真分数
{
opr2 = CreateFraction();
ss << opr2.fenzi;
ss << "/";
ss << opr2.fenmu;
}
num += 2;
j = CreateOperator();
//根据运算符计算基本算式的结果，设置equation，result
if (j == 0)
{
equation += " ＋ ";
result = opr1.result + opr2.result;
AddSub = true;
}
else if (j == 1)
{
equation += " － ";
result = opr1.result - opr2.result;
AddSub = true;
}
else if (j == 2)
{
equation += " × ";
result = opr1.result * opr2.result;
MulDiv = true;
}
else if (j == 3)
{
if (opr2.result == 0) //除零操作
return false;
equation += " ÷ ";
result = opr1.result / opr2.result;
MulDiv = true;
}
else
{
cout << "error!";
exit(0);
}
equation += ss.str();
ss.str("");
}
//结合
j = CreateOperator();
if (j == 0)
{
equation_end = equation_end + " ＋ " + equation;
result_end = result_end + result;
AddSub = true;
}
else if (j == 1)
{
if (oneNumSingal)
equation_end = equation_end + " － " + equation;
else
equation_end = equation_end + " － (" + equation + ")";
result_end = result_end - result;
AddSub = true;
}
else if (j == 2)
{
if (oneNumSingal)
equation_end = "(" + equation_end + ") × " + equation + "";
else
equation_end = "(" + equation_end + ") × (" + equation + ")";
result_end = result_end * result;
MulDiv = true;
}
else
{
if (result == 0)
return false;
if (oneNumSingal)
equation_end = "(" + equation_end + ") ÷ " + equation + "";
else
equation_end = "(" + equation_end + ") ÷ (" + equation + ")";
result_end = result_end / result;
MulDiv = true;
}
oneNumSingal = false;
}
}
//算式中不可以出现括号*******************************************************
if (BracketControl == 1)
{
int arry_1[9], m = 0, n = 0; //记录运算符
float arry_2[10]; //记录操作数
i = rand() % 2; //生成随机数0/1，分别代表生成的算式第一个操作数为整数/真分数
if (i == 0) //第一个操作数是整数
{
opr1.result = CreateInt();
ss << opr1.result;
equation_end += ss.str();
ss.str("");
}
else //第一个操作数是真分数
{
opr1 = CreateFraction();
ss << opr1.fenzi;
equation_end += ss.str();
ss.str("");
equation_end += "/";
ss << opr1.fenmu;
equation_end += ss.str();
ss.str("");
}
arry_2[n] = opr1.result;
n++;
//同理生成第二个操作数
i = rand() % 2; //生成随机数0/1，分别代表生成的基本算式第二个操作数为整数/真分数
if (i == 0) //第二个操作数是整数
{
opr2.result = CreateInt();
ss << opr2.result;
equation += ss.str();
ss.str("");
}
else //第二个操作数是真分数
{
opr2 = CreateFraction();
ss << opr2.fenzi;
equation += ss.str();
ss.str("");
equation += "/";
ss << opr2.fenmu;
equation += ss.str();
ss.str("");
}
arry_2[n] = opr2.result;
n++;
num += 2;
j = CreateOperator();
arry_1[m] = j;
m++;
//根据运算符计算基本算式的结果，设置equation_end，result_end
if (j == 0)
{
equation_end += " ＋ ";
AddSub = true;
}
else if (j == 1)
{
equation_end += " － ";
AddSub = true;
}
else if (j == 2)
{
equation_end += " × ";
result = arry_2[n - 2] * arry_2[n - 1];
arry_2[n - 2] = result;
n--;
m--;
MulDiv = true;
}
else if (j == 3)
{
if (opr2.result == 0) //除零操作
return false;
equation_end += " ÷ ";
result = arry_2[n - 2] / arry_2[n - 1];
arry_2[n - 2] = result;
n--;
m--;
MulDiv = true;
}
else
{
cout << "error!";
exit(0);
}
equation_end += equation;
while (num < oper_num)
{
equation = "";
i = rand() % 2; //生成随机数0/1，分别代表为整数/真分数
if (i == 0) //第一个操作数是整数
{
opr1.result = CreateInt();
ss << opr1.result;
equation += ss.str();
ss.str("");
}
else //第一个操作数是真分数
{
opr1 = CreateFraction();
ss << opr1.fenzi;
equation += ss.str();
ss.str("");
equation += "/";
ss << opr1.fenmu;
equation += ss.str();
ss.str("");
}
arry_2[n] = opr1.result;
n++;
num++;
j = CreateOperator();
arry_1[m] = j;
m++;
if (j == 0)
{
equation_end = equation_end + " ＋ " + equation;
AddSub = true;
}
else if (j == 1)
{
equation_end = equation_end + " － " + equation;
AddSub = true;
}
else if (j == 2)
{
equation_end = equation_end + " × " + equation;
result = arry_2[n - 2] * arry_2[n - 1];
arry_2[n - 2] = result;
n--;
m--;
MulDiv = true;
}
else
{
equation_end = equation_end + " ÷ " + equation;
result = arry_2[n - 2] / arry_2[n - 1];
arry_2[n - 2] = result;
n--;
m--;
MulDiv = true;
}
}
//计算算式结果
result_end = arry_2[0];
for (i = 0; i <= m; i++)
{
if (arry_1[i] == 0)
result_end = result_end + arry_2[i + 1];
if (arry_1[i] == 1)
result_end = result_end - arry_2[i + 1];
}
}
//加减有无负数
if (AddSub == true && AddSubControl_negative == 1)
{
if (result_end < 0)
return false;
}
//乘除有无余数
if (MulDiv == true && MulDivControl_remainder == 1)
{
if ((int)(result_end * 10000) % 10000 != 0)
return false;
}
return true;
}
int menu(int i)
{
int l;
system("cls");
cout << setw(47) << "简单算式生成" << endl << endl;
cout << setw(22) << "请对算式进行设置：" << endl << endl;
cout << " <<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<" << endl;
cout << " << 1.算式个数 <<" << endl;
cout << " << <<" << endl;
cout << " << 2.输出方式 <<" << endl;
cout << " << <<" << endl;
cout << " << 3.括号开关 <<" << endl;
cout << " << <<" << endl;
cout << " << 4.负数开关 <<" << endl;
cout << " << <<" << endl;
cout << " << 5.余数开关 <<" << endl;
cout << " << <<" << endl;
cout << " << 6.乘除开关 <<" << endl;
cout << " << <<" << endl;
cout << " << 7.最大数值 <<" << endl;
cout << " << <<" << endl;
cout << " << 8.最小数值 <<" << endl;
cout << " <<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<" << endl;
SetColor(BLUE,BLACK);
switch (i)
{
case 0:
{
gotoxy(34, 5 + i * 2);
cout << i + 1 << ".算式个数";
break;
}
case 1:
{
gotoxy(34, 5 + i * 2);
cout << i + 1 << ".输出方式 ";
break;
}
case 2:
{
gotoxy(34, 5 + i * 2);
cout << i + 1 << ".括号开关 ";
break;
}
case 3:
{
gotoxy(34, 5 + i * 2);
cout << i + 1 << ".负数开关 ";
break;
}
case 4:
{
gotoxy(34, 5 + i * 2);
cout << i + 1 << ".余数开关 ";
break;
}
case 5:
{
gotoxy(34, 5 + i * 2);
cout << i + 1 << ".乘除开关 ";
break;
}
case 6:
{
gotoxy(34, 5 + i * 2);
cout << i + 1 << ".最大数值 ";
break;
}
case 7:
{
gotoxy(34, 5 + i * 2);
cout << i + 1 << ".最小数值 ";
break;
}
}
SetColor(YELLOW,BLACK);
gotoxy(25, 22);
cout << "请输入设定：";
cin >> l;
SetColor(WHITE, BLACK);
return l;
}
int main()
{
//初始化变量
int ProblemNumber = 30; //表示要生成的题目的个数
int OutWay = 0; //输出方式（0.屏幕打印 1.输出到文件）
int BracketControl = 1; //括号开关（0.含括号 1.不含括号）
int AddSubControl_negative = 1; //加减有无负数（0.可以有 1.不可以有）
int MulDivControl_remainder = 1; //乘除有无余数（0.可以有 1.不可以有）
string equation[Size]; //存储算式
float result[Size];
srand(time(0)); //随机函数做时间种子
int arry[8];
int i = 0,m;
float answer;
int answer_correct = 0; //答题正确数
//stringstream ss;
for (i = 0; i < 8; i++)
{
arry[i] = menu(i);
if (i == 7)
{
if (arry[i] >= arry[i - 1])
{
i--;
system("cls");
cout << "输入错误！！！"<<endl;
cout << "提示： 输入的最小值不合法！！";
system("pause");
}
}
else if (i == 0)
{
if (arry[i] <= 0)
{
i--;
system("cls");
cout << "输入错误！！！"<<endl;
cout << "提示： 输入的个数要不小于1.";
system("pause");
}
}
else if (i != 6)
{
if (arry[i] != 0 && arry[i] != 1)
{
system("cls");
i--;
cout << "输入错误！！！"<<endl;
cout << "提示： 输入的数值 0 代表默认存在，1 代表不存在。比括号控制中 0 代表有括号， 1 代表没有括号;输出方式中 0 代表屏幕打印 ，1 代表输出到文件。 ";
system("pause");
}
}
}
BracketControl = arry[2];
AddSubControl_negative = arry[3];
MulDivControl_remainder = arry[4];
MulDivControl = arry[5];
MaxNum = arry[6];
MinNum = arry[7];
ProblemNumber = arry[0];
OutWay = arry[1];
system("cls");
for (i = 0; i < ProblemNumber; i++)
{
m = 0;
if (CreateEquation(BracketControl, AddSubControl_negative, MulDivControl_remainder, equation[i], result[i]))//算式合法
{
for (int j = 0; j < i; j++)
{
if (equation[i] == equation[j]) //算式重复
m = 1;
}
if (m == 1) //重复
{
i--;
}
else
{
cout <<endl<< "第" << i + 1 << "题： " << equation[i] << " = ";
cin >> answer;
if ((int)(answer * 100) == (int)(result[i] * 100)) //结果正确
{
answer_correct++;
SetColor(GREEN, BLACK);
cout << " 正确！！" << endl;
SetColor(WHITE, BLACK);
}
else
{
SetColor(RED, BLACK);
cout << " 错误！！正确答案为：" << result[i] << endl;
SetColor(WHITE, BLACK);
}
}
}
else //算式不合法
i--;
}
SetColor(GREEN, BLACK);
cout <<endl<< "回答正确的题目数为：";
SetColor(YELLOW, BLACK);
cout<<answer_correct;
SetColor(WHITE, BLACK);
system("pause");
if (OutWay == 1)
{
system("cls");
ofstream file("题目");
if (!file)
{
cout << "无法输出到文件！！！";
exit(0);
}
for (int i = 0; i < ProblemNumber; i++)
{
file << "第" << i + 1 << "题 ";
for (int j = 0; j < equation[i].length(); j++)
file << equation[i][j];
file << "=" << endl;
}
cout << "题目已写入该项目文件夹中！！（文件名：题目）" << endl;
ofstream answer("参考答案");
if (!answer)
{
cout << "无法输出到文件！！！";
exit(0);
}
for (int i = 0; i < ProblemNumber; i++)
{
answer << "第" << i + 1 << "题 ";
for (int j = 0; j < equation[i].length(); j++)
answer << equation[i][j];
answer << "=" << result[i] << endl;
}
cout << "答案已写入该项目文件夹中！（文件名：参考答案）" << endl;
}
return 0;
}
运行截图：
主界面
分别对1-8进行指定，其中对于开关默认0为打开，1为关闭；输出方式0为品目打印，1为输出到文件
设定屏幕目输出0，有括号0，有负数0，有余数0，有乘除0，最大值20（错误提示仅支持数字）
开始答题
如果输出到文件
项目计划总结：
时间记录日志：
缺陷记录日志：
