课程作业（四）

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• 类图
• 代码实现（头文件）
• 类中的协作与信息传递（序列图）
• 程序实现思路（流程图）

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类图

整个程序实际上主要只有Expression类，其中的部分功能依赖于Fraction类完成，而程序里其他无法实例化或实例化后无意义的部分，放在了assistant_functions文件中，起到辅助和扩展功能的作用。

assistant_functions文件中无法实例化或实例化后无意义的部分主要是指读入文件、输出文件和调用语言资源三部分。我觉得作为类，其首先是要能够实例化的，也就是可以成为一个对象。而读入和输出作为一种行为，其不具有对象的特征，并且我也不认为把读入和输出封装起来是一个好的做法，所以在程序中，我把具有共性的读入输出部分写成了函数，放在单独的文件中。

语言资源部分也一样，程序中更强调从主函数根据用户输入去主动调用资源数据，而不像是语言类自身所具有的的行为。并且语言作为一个类有些抽象了，我觉得更像一个基类，不适合放相互间差异性较大的属性和方法。

类和文件在设计、命名时都遵守了制定的编码规范，关于前缀的细则之后会在之前的命名规范继续补充。

接下来具体描述各个类和文件具有的属性和行为：

Expression：

属性：

• -m_expressionUint: vector
• -m_infix: string
• -m_postfix[kMax]: char

行为：

• +Expression()
• +RandomOperation(char ifMultiplyDivide): char
• +GenerateInfixExpression(int low, int high, int parameterNumber, char ifMultiplyDivide, char ifFraction, char ifBracket): string
• +TransferInfixIntoPostfix(): void
• +CalculateResult(): string
• +IsOnly(string expression): bool

Fraction:

属性：

• -m_nnumerator: int
• -m_ndenominator: int
• -m_snumerator: string
• -m_sdenominator: string

行为：

• +Fraction()
• +GetFraction(int l, int h): void
• +isDivisorZero(): bool
• +IsInt(): bool
• +TransferIntIntoFraction(int up, int down): void
• +Simplify(): void
• +TransferIntoStringNoInt(): string
• +TransferIntoString(): string
• +operator +(Fraction frac1, Fraction frac2): friend const Fraction
• +operator -(Fraction frac1, Fraction frac2): friend const Fraction
• +operator *(Fraction frac1, Fraction frac2): friend const Fraction
• +operator /(Fraction frac1, Fraction frac2): friend const Fraction

assistant_functions:

函数：

• +Max(int x, int y): int
• +Min(int x, int y): int
• +int GreatestCommonDivisor(int x, int y): int
• +RandomNumber(int down, int up): int
• +MatchLanguage(char language[]): bool
• +ReadFile(char *fileName): int
• +WriteFile(char *fileName, int idValue): void
• +PrintFinalResult(char *fileName, int correct, int wrong): void

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代码实现（头文件）

由于.cpp定义部分太长，这里只贴出头文件声明部分。

/*expression.h 类声明部分*/
class Expression
{
private:
	vector<string> m_expressionUint;
	string m_infix;
	char m_postfix[kMax];

public:
	Expression();
	char RandomOperation(char ifMultiplyDivide);
	string GenerateInfixExpression(int low, int high, int parameterNumber, char ifMultiplyDivide, char ifFraction, char ifBracket);
	void TransferInfixIntoPostfix();
	string CalculateResult();
	bool IsOnly(string expression);
};

/*fraction.h 类声明部分*/
class Fraction
{
private:
	int m_nnumerator;
	int m_ndenominator;
	string m_snumerator;
	string m_sdenominator;

public:
	Fraction();
	void GetFraction(int l, int h);
	bool isDivisorZero();
	bool IsInt();
	void TransferIntIntoFraction(int up, int down);

	void Simplify();
	string TransferIntoStringNoInt();
	string TransferIntoString();

	friend const Fraction operator +(Fraction frac1, Fraction frac2);
	friend const Fraction operator -(Fraction frac1, Fraction frac2);
	friend const Fraction operator *(Fraction frac1, Fraction frac2);
	friend const Fraction operator /(Fraction frac1, Fraction frac2);
};

/*assistant_functions.h 函数声明部分*/
int Max(int x, int y);
int Min(int x, int y);
int GreatestCommonDivisor(int x, int y);
int RandomNumber(int down, int up);
bool MatchLanguage(char language[]);
int ReadFile(char *fileName);
void WriteFile(char *fileName, int idValue);
void PrintFinalResult(char *fileName, int correct, int wrong);

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类中的协作与信息传递（序列图）

这里用UML序列图来表现类之间的信息传递。下面作一定的文字说明：

分数类主要负责生成、化简、转换、计算分数，而生成表达式和处理表达式则由表达式类处理。表达式类和分数类为单向传递关系。表达式类并不向分数类传递信息，而是通过调用分数类中的某些方法来实现自己的功能职责，因而表达式类与分数类为依赖关系。

具体的信息传递过程如图中所示。表达式类在生成部分表达式时，若判断需要分数，则调用分数类，生成、化简分数，并转换为字符串存储，最后再判断表达式是否出现除零情况，以及得数是否为整数。在计算表达式时，将表达式中每一个参数都进行转换为分数，然后通过对分数的四则运算得出最后得数，最后再判断表达式是否出现除零情况，以及得数是否为整数。

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程序实现思路（流程图）

该程序的实现思路如流程图所示。下面作大致描述：

主函数中，通过调用语言资源及读入用户数据，实现多语言切换。然后通过对表达式各项要求的询问和读入，循环生成出符合用户要求的表达式。每当成功生成一个表达式后，输出提供给用户进行计算，读入用户答案，并与计算出的正确得数进行比对，统计正误个数。当所有表达式生成结束后，输出统计结果。