第三次寒假作业

《面向对象程序设计》——寒假作业3

1.合作者

林燊 031602325 https://www.cnblogs.com/linshen/

卢泽明 031602328 http://www.cnblogs.com/luzeming/

github链接（https://github.com/Travaill/arithmetic.git）

2.设计思路

3.程序功能

• 能对0--10之间的整数进行四则运算(加减乘除)

• 能实现选择中文和英文两种语言

• 程序能接收用户输入的整数答案，并判断对错

• 程序结束时，统计出答对、答错的题目数量

4.算法分析

• 类generate 实现随机算式的生成
• 类calculate 计算算式的结果
• 类control 控制题目生成的数量 控制生成符合要求的算式 控制程序的 退出 控制程序的语言
• 类printf 输出算式、判断结果、统计答题情况

5.代码规范

• 函数的命名必须使用英文单词,不使用拼音缩写
• 函数的命名如果一个单词的必须首字母大写,如果多个单词的用下划线隔开
• 程序结构清析，简单易懂，单个函数的程序行数不得超过100行。
• 要随意定义全局变量，尽量使用局部变量。
• 函数的旁边必须注释上本函数的功能
• 禁止GOTO语句。

6.代码展示

代码部分较长，所以仅截取程序最为核心的部分

随机生成表达式

#include "generate.h"
#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <time.h> 
#include <string>
#include <sstream>
#include <string.h>
using namespace std;
int Generate::generate_rand(int low,int high)  //生成[low,high]随机数 
{
	return (rand()% (high - low+1) + low);
}  

string Generate::generate_operator(void)     //生成四则运算符 
{
	string ope;
    switch(generate_rand(1,4)) 
    {
    	case 1:ope='+'; break;
    	case 2:ope='-'; break;
    	case 3:ope='*'; break;
    	case 4:ope='/'; break;
	}
	return ope;
}

string Generate::generate_polynomial(void)  //生成多项式 
{
	int a,b,c;
    stringstream ss;
	a=generate_rand(0,10);    
    b=generate_rand(0,10);
    c=generate_rand(1,3);  
   if(c==1) 
  {
  	ss << '(' << a<<generate_operator()<<b<<')';
  } 
    if(c==2)
  {
    ss<<a<< generate_operator()<<b;
  }
    if(c==3)	
  {
	ss<<a;
  }
  	string str = ss.str();  
  	ss.str("");
    return str;
}

string Generate::generate_formula(void)     //生成算式 
{
	stringstream ss;
	ss<<generate_polynomial();
	for(int i=1;i<generate_rand(2,4);i++)
	{
		ss<<generate_operator()<<generate_polynomial();
	}
	string str = ss.str();  
	ss.str("");
    return str;
}

计算表达式结果

#include "calculate.h"
#include "generate.h"
#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <string>
#include <stack>
using namespace std;
stack<double> num_stk;
stack<char> ope_stk;
void Calculate::calculate_polynomial()      //计算多项式结果 
{
	char ope=ope_stk.top();
    double a,b,res;
    b=num_stk.top();
    num_stk.pop();
    a=num_stk.top();
    num_stk.pop();
    switch(ope)
    {
        case '+':res=a+b; break;
        case '-':res=a-b; break;
        case '*':res=a*b; break;
        case '/':res=a/b; break;
        default: break;
    }
    num_stk.push(res);
    ope_stk.pop();
}

int Calculate::Rank(char x)                //计算优先级 
{
    if(x=='(')
        return 0;
    else if(x=='+')
        return 1;
    else if(x=='-')
        return 2;
    else if(x=='*')
        return 3;
    else if(x=='/')
        return 4;
}

double Calculate::calculate_formula(string str)     //计算算式 
{
	
	int x=0;
	int  num_flag=0;
	for(int i=0;i<str.size();i++)
	{
        if((str[i]>='0')&&(str[i]<='9'))
		{
            x=x*10+str[i]-'0';
            num_flag=1;
            if(i==str.size()-1)
            num_stk.push(x);
        }
        else{
            if(x)
			{
                num_stk.push(x);
                x=0;
                num_flag=0;
            }
            if(ope_stk.empty())
                ope_stk.push(str[i]);
            else if(str[i]=='(')
                ope_stk.push(str[i]);
            else if(str[i]==')')
            {
                while(ope_stk.top()!='(')
                    calculate_polynomial();                
                    ope_stk.pop();
            }
            else if((Rank(str[i]))<=Rank(ope_stk.top()))
            {
                calculate_polynomial();
                ope_stk.push(str[i]);
            }
            else
			{
                ope_stk.push(str[i]);
            }
        }
    }
    while(!ope_stk.empty())
    calculate_polynomial();
    double res=num_stk.top();
    return res;
}

过滤不符合要求的表达式

string Control::judge_formula(void)               //生成的算式是否合法 
{
	string str=Generate().generate_formula();
	char ptr[35];
    strcpy(ptr,str.c_str()); 
	const char *substr1="/0";
	const char *substr2="/(1-1)";
	const char *substr3="/(2-2)";
	const char *substr4="/(3-3)";
	const char *substr5="/(4-4)";
	const char *substr6="/(5-5)";
	const char *substr7="/(6-6)";
	const char *substr8="/(7-7)";
	const char *substr9="/(8-8)";
	const char *substr10="/(9-9)";
	const char *substr11="/(10-10)";
	const char *substr12="0*";
	const char *substr13="0/";
    char *s1 = strstr(ptr, substr1);
    char *s2 = strstr(ptr, substr2);
    char *s3 = strstr(ptr, substr3);
    char *s4 = strstr(ptr, substr4);
    char *s5 = strstr(ptr, substr5);
    char *s6 = strstr(ptr, substr6);
    char *s7 = strstr(ptr, substr7);
    char *s8 = strstr(ptr, substr8);
    char *s9 = strstr(ptr, substr9);
    char *s10 = strstr(ptr, substr10);
    char *s11 = strstr(ptr, substr11);
    char *s12 = strstr(ptr, substr12);
    char *s13 = strstr(ptr, substr13);
     if(s1==NULL&&s2==NULL&&s3==NULL&&s4==NULL&&s5==NULL&&s6==NULL&&s7==NULL&&s8==NULL&&s9==NULL&&s10==NULL&&s11==NULL&&s12==NULL&&s13==NULL)
     {
     	return str;
	 }
	 else
	 {
	 	return judge_formula();
	 }
    
}

string Control::judge_result(void)          //判断结果是否为整数  
{
  	string str=Control().judge_formula();
  	double res=Calculate().calculate_formula(str);
  	if((int)res==res)
  	{
  		return str;
	}
	else
	{
		return Control().judge_result();
	}
}

7.合作证明

8.程序测试结果

9.代码规范

• 函数的命名必须使用英文单词,不使用拼音缩写
• 函数的命名如果一个单词的必须首字母大写并且具有实际意义,如果多个单词的用下划线隔开
• 程序结构清析，简单易懂，单个函数的程序行数不得超过100行。
• 要随意定义全局变量，尽量使用局部变量。
• 函数的旁边必须注释上本函数的功能
• 禁止GOTO语句。
• 每一个重点步骤需要有注释（默认为中文注释）

10.个人体会

这一次作业对于初学c++的我来说确实是个挺大的挑战，难怪之前老师叫我们看面向对象的教学视频。我大概看了一些。然后开始和小伙伴思考该怎么写，小伙伴很赞，一下子想到了几个重点（随机数生成，生成算式和计算结果).而我就负责算式计算的实现。中途遇到过很多不懂的地方，也由请教同学和百度得知（百度是个好东西）。在这里也感谢林燊同学，因为我只写了一部分代码，很多都是他做的，thank you！