四则运算之C++实现篇

对四则运算的一些要求如下：

1、题目避免重复；2、可定制（数量/打印方式）；3、可以控制下列参数:
  是否有乘除法、数值范围、加减有无负数、除法有无余数、否支持分数 (真分数, 假分数, …)；

一、设计思想

  设计思想融合在内容四——开发过程中。

二、源代码

//刘**，2015年3月，30道四则运算及其各种限制
#include <iostream>
using namespace std;

void main()
{
    int a0[1000],b0[1000],c0[1000],a1[1000],b1[1000],c1[1000],a2[1000],b2[1000],c2[1000],a3[1000],b3[1000],c3[1000],C[1000],a,b,c;
    int i,j,A0,A1,A2,A3,B0,B1,B2,B3;
    int num,line,k;
    int min,max,m;
    int CC,FS,YS;

    k=0;
    A0=0;A1=0;A2=0;A3=0;
    B0=0;B1=0;B2=0;B3=0;
    cout<<"*************四则运算1.0*************"<<endl;
    
    cout<<"请依次输入输出算式数量和每行显示数量："<<endl;
    cin>>num>>line;
    
    cout<<"请问是否要有乘除法？有请输入"1"，无请输入"0""<<endl;
    cin>>CC;
    while(1)                             //判断输入是否合法
    {
        if(CC != 1&&CC != 0)
        {
            cout<<"输入不合法，请重新输入"1"或"0"：";
            cin>>CC;
        }
        else
            break;
    }
    
    cout<<"请问是否要加减结果有负数？有请输入"1"，无请输入"0""<<endl;
    cin>>FS;
    while(1)                             //判断输入是否合法
    {
        if(FS != 1&&FS != 0)
        {
            cout<<"输入不合法，请重新输入"1"或"0"：";
            cin>>FS;
        }
        else
            break;
    }
    
    cout<<"请问是否要除法结果有余数？有请输入"1"，无请输入"0""<<endl;
    cin>>YS;
    while(1)                             //判断输入是否合法
    {
        if(YS != 1&&YS != 0)
        {
            cout<<"输入不合法，请重新输入"1"或"0"：";
            cin>>YS;
        }
        else
            break;
    }

    cout<<"请输入两个值确定算式中a,b的取值范围（请保证前一个值小于后一个值）："<<endl;
    cin>>min>>max;
    while(1)                            //判断输入是否合法
    {
        if(min>=max)
        {
            cout<<"输入不合法，请重新输入：";
            cin>>min>>max;
        }
        else
            break;
    }

    m=max-min+1;
    for(i=0;i<1000;i++)
    {
        a0[i]=0;b0[i]=0;
        a1[i]=0;b1[i]=0;
        a2[i]=0;b2[i]=0;
        a3[i]=0;b3[i]=0;
    }
    for(i=0;;i++)
    {
        a=min+rand()%m;
        b=min+rand()%m;
        c=rand()%4;
        if(CC==0)              //如果CC=0，去除c=2,3的情况
        {
            if(c==2||c==3)
                continue;
        }
        if(FS==0)              //如果FS=0，去除c=0,1下结果小于0的情况
        {
            if(c==0)
            {
                if(a+b<0)
                    continue;
            }
            else if(c==1)
            {
                if(a-b<0)
                    continue;
            }
        }
        if(YS==0)             //如果YS=0，且是除法，去除a，b相除有余数的情况
        {
            if(c==3)
                if(0 != a%b)
                    continue;
        }
        
        //将算式分为加、减、乘、除四组
        if(c==0)                       //加法
        {
            for(j=0;j<=A0;j++)
            {
                if(a==a0[j]&&b==b0[j])
                {
                    B0++;break;
                }
            }
            if(B0>0)
            {
                B0=0;continue;
            }
            else
            {
                a0[A0]=a;
                b0[A0]=b;
                c0[A0]=a+b;
                A0++;
            }
        }
        else if(c==1)                   //减法
        {
            for(j=0;j<=A1;j++)
            {
                if(a==a1[j]&&b==b1[j])
                {
                    B1++;break;
                }
            }
            if(B1>0)
            {
                B1=0;continue;
            }
            else
            {
                a1[A1]=a;
                b1[A1]=b;
                c1[A1]=a+b;
                A1++;
            }
        }
        else if(c==2)                     //乘法
        {
            for(j=0;j<=A2;j++)
            {
                if(a==a2[j]&&b==b2[j])
                {
                    B2++;break;
                }
            }
            if(B2>0)
            {
                B2=0;continue;
            }
            else
            {
                a2[A2]=a;
                b2[A2]=b;
                c2[A2]=a+b;
                A2++;
            }
        }
        else                               //除法
        {
            if(b==0)
                continue;
            for(j=0;j<=A3;j++)
            {
                if(a==a3[j]&&b==b3[j])
                {
                    B3++;break;
                }
            }
            if(B3>0)
            {
                B3=0;continue;
            }
            else
            {
                a3[A3]=a;
                b3[A3]=b;
                c3[A3]=a+b;
                A3++;
            }
        }
        if(num==A0+A1+A2+A3)                //限制算式数量
            break;
    }
    //输出
    for(i=0;i<A0;i++)                        // +
    {
        k++;
        if(a0[i]<0)
            cout<<"("<<a0[i]<<")";
        else
            cout<<a0[i]<<" ";
        cout<<"+";
        if(b0[i]<0)
            cout<<"("<<b0[i]<<")";
        else
            cout<<" "<<b0[i]<<" ";
        cout<<"=";
        if(k%line==0)
            cout<<endl;
        else
            cout<<"	";
    }
    for(i=0;i<A1;i++)                         // -
    {
        k++;
        if(a1[i]<0)
            cout<<"("<<a1[i]<<")";
        else
            cout<<a1[i]<<" ";
        cout<<"-";
        if(b1[i]<0)
            cout<<"("<<b1[i]<<")";
        else
            cout<<" "<<b1[i]<<" ";
        cout<<"=";
        if(k%line==0)
            cout<<endl;
        else
            cout<<"	";
    }
    for(i=0;i<A2;i++)                         // *
    {
        k++;
        if(a2[i]<0)
            cout<<"("<<a2[i]<<")";
        else
            cout<<a2[i]<<" ";
        cout<<"*";
        if(b2[i]<0)
            cout<<"("<<b2[i]<<")";
        else
            cout<<" "<<b2[i]<<" ";
        cout<<"=";
        if(k%line==0)
            cout<<endl;
        else
            cout<<"	";
    }
    for(i=0;i<A3;i++)                          // /
    {
        k++;
        if(a3[i]<0)
            cout<<"("<<a3[i]<<")";
        else
            cout<<a3[i]<<" ";
        cout<<"/";
        if(b3[i]<0)
            cout<<"("<<b3[i]<<")";
        else
            cout<<" "<<b3[i]<<" ";
        cout<<"=";
        if(k%line==0)
            cout<<endl;
        else
            cout<<"	";
    }
    cout<<"请在此输入各式的结果："<<endl;
    for(i=0;i<num;i++)
        cin>>C[i];
    int t=0,corr=0;
    //判断输入结果的对错
    for(i=0;i<A0;i++)
    {
        if(c0[i]==C[t])
        {t++;corr++;}
        else
        {
            t++;
            cout<<"第"<<t<<"题答错！"<<endl;
        }
    }
    for(i=0;i<A1;i++)
    {
        if(c1[i]==C[t])
        {t++;corr++;}
        else
        {
            t++;
            cout<<"第"<<t<<"题答错！"<<endl;
        }
    }
    for(i=0;i<A2;i++)
    {
        if(c2[i]==C[t])
        {t++;corr++;}
        else
        {
            t++;
            cout<<"第"<<t<<"题答错！"<<endl;
        }
    }
    for(i=0;i<A3;i++)
    {
        if(c3[i]==C[t])
        {t++;corr++;}
        else
        {
            t++;
            cout<<"第"<<t<<"题答错！"<<endl;
        }
    }
    if(line==corr)
        cout<<"恭喜你都答对了！！！！！！"<<endl;
}

三、运行结果截图

四、开发过程

  整个程序都在一个cpp文件中，而且都在一个main函数中，程序开始时就想要将程序分割为一个个调用函数，鉴于能力有限，对于各个函数之间的值传递不熟练，且涉及到很多数组，所以暂且写在了一个函数里面。

  关于判断是否重复的解决。函数主要使用了for循环，首先随机出一个算式的两个参数和一个符号，根据符号的不同分为四组，以此减少验证是否重复时的验证次数。每组中有两个数组来存放两个参数。当每获得两个随机数，就和相应组内进行比较，前一个和前一个数组中数值比较，后一个和后一个数组中数值比较，有相同的就continue跳过，不保存在数组中。这种比较方式就忽略了两个参数颠倒产生两个式子的情况，例如5+4和4+5，单这种情况可以当做交换率的考核。

  关于出题数量和打印方式的限制解决。使用两个参数num、line，num限制出题数量，line限制输出时每行输出数量。将for循环设为无限循环，在循环的最后让四组数量相加等于num即可break跳出循环。

  最后一个限制有很多要求，目前完成了除分数的前几个要求。解决方法就是在for循环刚开始时，两个参数和符号都产生后，加上对各个限制的判断，不符合就continue跳过。数值范围则使用x=min+rand%(max-min)产生符合数值范围的随机数。

  分数没有解决，一开始的想法就是用四个数组分别表示两个参数的分子和分母，根据我的分组判断的做法，那就还要再声明16个数组，这十六个数组不能在使用一开始for循环内的产生算式的算法，需要新的代码来实现要求，新的代码其实也就是在以前for循环的算法中加上每个式子加上两个数组进行运算，可有了式子的两个参数后，问题产生，怎么让两个参数满足限制条件，最基本的就是怎么让产生的分数在数值范围内，如果要求有负数又怎么办？因此分数还没有实现。

五、时间记录日志

                                                  学生：刘**                            日期：2015.3  

                                                  教师：王**                            课程：软件工程

日期	开始时间	结束时间	中断时间	净时间	活动	备注
3/18	6:00	10:30	20	250	没课	明天交作业
3/19	4:20	5:50		90	编程	马上交作业