四则运算2及单元测试

老师又向二柱子提出一些要求，二柱子很崩溃

具体要求如下：

1. 题目避免重复
2. 可定制（数量/打印方式）

可控制参数
    1是否有乘除法
    2是否有括号
    3数值范围
    4加减法有无负数
    5除法有无余数

可怜的二柱子经过8h的奋战，终于在01版本的基础上改出了满足要求的02版本

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <fstream>
#include <ctime>
#include <cstdlib>
#include <sstream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;

bool isTrueFraction(int numerator, int denominator)    //判断产生的分数是否是真分数
{
    if(numerator >= denominator)
        return false;

    for(int i = 2 ; i <= numerator ; i++)      //判断分数是否能够约分
    {
        if(numerator % i ==0 && denominator % i ==0)
            return false;
    }

    return true;
}

string getNum(int start = 0, int end = 100, bool isParentheses = false, int depth = 0)
{
    int n = rand();
    if(isParentheses)      // 若带括号 则为 a op ( b op c) 的形式 op为运算符
    {
        int num1 = rand() % (end - start + 1) + start;
        stringstream ss;
        ss << num1;

        if(depth  < 9)     //控制递归层数，带括号的式子少于10个
        {
            string num2 = "(" + getNum(start,end, n % 2 == 0,depth + 1) + ")";
            return ss.str() +","+ num2;
        }
        else
        {
            string num2 = "(" + getNum(start,end, false) + ")";
            return ss.str() +","+ num2;
        }
    }else
    {
        if(n % 7 == 0)       //若随机数n是7的倍数，产生一个真分数和一个整数，否则为两个整数
        {
            int num1 = rand() % (end - start + 1) + start;
            int num2 = rand() % (end - start + 1) + start;
            int num3 = rand() % (end - start + 1) + start;

            if(isTrueFraction(num1,num2))
            {
                stringstream s1,s2,s3;   //将int转为string
                s1<<num1;
                s2<<num2;
                s3<<num3;
                return s1.str()+"/"+s2.str()+","+s3.str();
            }else
            {
                return getNum(start,end);
            }
        }else
        {
            int num1 = rand() % (end - start + 1) + start;
            int num2 = rand() % (end - start + 1) + start;
            stringstream s1,s2;
            //string ss1,ss2;
            s1<<num1;
            s2<<num2;
            return s1.str()+","+s2.str();
        }
    }


}

char getOperator(string num2 = "1", bool isMulandDiv = true)   // 默认第二个参数不为0，默认包括乘除法
{
    char op[] = {'+','-','*','/'};

    if(isMulandDiv)
    {
        if(num2 == "0") //避免除数为0
            return op[rand() % 3];
        else
            return op[rand() % 4];
    }else
    {
        return op[rand() % 2];     //只包含加减
    }
}

bool isDup(vector<string> &items, string item)    //若重复返回true,否则返回false
{
    if(find(items.begin(),items.end(),item) == items.end())
        return false;
    else
        return true;
}

bool isNegative(string num1, string num2, char op)      //判断两数加减的正负
{
    stringstream ss1,ss2;
    int n1,n2;
    ss1 << num1;
    ss1 >> n1;
    ss2 << num2;
    ss2 >> n2;
    if(op == '-')
    {
        if(n1 < n2)
        {
            return true;
        }else
        {
            return false;
        }
    }else
    {
        if(n1 + n2 < 0)
            return true;
        else
            return false;
    }

}

bool isRemainder(string num1, string num2)   //判断两数相除有无余数
{
    stringstream ss1,ss2;
    int n1,n2;
    ss1 << num1;
    ss1 >> n1;
    ss2 << num2;
    ss2 >> n2;

    if(n1 % n2 == 0)
        return false;
    else
        return true;
}

void print(vector<string> &items, bool isCmd)
{
    vector<string>::iterator it = items.begin();
    if(isCmd)
    {
        for(;it != items.end(); it++)
        {
            cout << (*it) <<endl;
        }
    }else
    {
        ofstream of("problems.txt");
        if(!of)
            exit(1);

        for(;it != items.end() ; it++)
            of<<*it <<endl;

        of.close();
    }
}

//void itemsGenerate(int itemNum, bool isCmd)
//{

//}

int main(int argc, char *argv[])
{
    srand((int)time(0));    //设定时间种子
    vector<string> items;   //将题目存在items中，用于判断是否重复和输出
    int itemNum,tmp;  //题目数量
    char ttmp;
    bool isCmd;    //打印方式
    bool isMulandDiv;     //是否有乘除法
    bool isParentheses;  //是否带括号
    int start,end;  //数值范围
    bool isNeg;    //有无负数
    bool isRem;    //有无余数
    bool addFlag = false;  //添加标识

    cout << "请输入题目数量:" << endl;       //定制题目数量、打印方式等
    cin >> itemNum;
    if(itemNum < 0 )
    {
        cout << "非法的题目数量!" <<endl;
        exit(1);
    }

    cout << "请输入打印方式(0. 输出到屏幕 1.输出到文件)" <<endl;
    cin >> tmp;
    if(tmp == 0)
    {
        isCmd = true;
    }else if(tmp == 1)
    {
        isCmd = false;
    }else
    {
        cout << "非法的打印方式!" <<endl;
        exit(1);
    }

    cout << "请输入是否有乘除法（Y/N）" <<endl;
    cin >>ttmp;
    if(ttmp == 'y' || ttmp == 'Y')
    {
        isMulandDiv = true;
    }else if (ttmp == 'N' || ttmp == 'n')
    {
        isMulandDiv = false;
    }else
    {
        cout << "非法输入!"<<endl;
        exit(1);
    }

    cout << "请输入是否有括号？（Y/N）" <<endl;
    cin >>ttmp;
    if(ttmp == 'y' || ttmp == 'Y')
    {
        isParentheses = true;
    }else if (ttmp == 'N' || ttmp == 'n')
    {
        isParentheses = false;
    }else
    {
        cout << "非法输入!"<<endl;
        exit(1);
    }

    cout << "请输入数值范围:(中间由一空格分隔)" << endl;
    cin >> start >> end ;
    if(start > end)
    {
        swap(start, end);
    }

    cout << "加减法有无负数？（Y/N）" <<endl;
    cin >> ttmp;
    if(ttmp == 'y' || ttmp == 'Y')
    {
        isNeg = true;
    }else if (ttmp == 'N' || ttmp == 'n')
    {
        isNeg = false;
    }else
    {
        cout << "非法输入!"<<endl;
        exit(1);
    }

    cout << "乘除法有无余数？（Y/N）" <<endl;
    cin >> ttmp;
    if(ttmp == 'y' || ttmp == 'Y')
    {
        isRem = true;
    }else if (ttmp == 'N' || ttmp == 'n')
    {
        isRem = false;
    }else
    {
        cout << "非法输入!"<<endl;
        exit(1);
    }


    for(;items.size() != itemNum ;)    //根据条件生成问题
    {
        string num = getNum(start,end,isParentheses);
        while (num.find(",") != string::npos)
        {
            addFlag = true;
            if( num[num.find(",") + 1] == '(')     //运算符后紧跟括号,运算符选取只和isMulandDiv有关
            {
                char op = getOperator("1",isMulandDiv);
                stringstream ss;
                ss << op;
                num = num.replace(num.find(","),1,ss.str());
            }else                             //运算符后是数字，运算符选取和num2和isMulandDiv有关，此时是不带括号或最右边的算式
            {
                //string::iterator it= num.find(",");
                string num2 = num.substr( num.find(",") + 1, num.find(")",num.find(",") + 1));
                char op = getOperator(num2,isMulandDiv);
                stringstream ss;
                ss << op;
                num = num.replace(num.find(","),1,ss.str());
                int begin = 0;    //找到形如 a op b 的式子
                if(num.find("(") != string::npos)
                    begin = num.find_last_of("(") + 1;
                string num1 = num.substr(begin,num.find(ss.str()));
                num2 = num.substr(num.find_last_of(ss.str()) + 1,num.find_first_of(")"));
                if(op == '-' || op == '+')
                {

                    if(!isNeg && isNegative(num1,num2,op))
                    {
                        addFlag = false;
                        break;
                    }

                }else if(op == '/')
                {
                    if(!isRem && isRemainder(num1,num2))
                    {
                        addFlag = false;
                        break;
                    }
                }
            }

        }
        if(!addFlag)    //满足要求，可以添加
        {
            continue;
        }

        if(!isDup(items,num))    //判断是否重复,不重复则添加
        {
            items.push_back(num);
        }


    }

    print(items,isCmd);
    return 0;
}

首先，用vector 存式子 ，1、方便检查重复 2、方便集中输出（屏幕或文件）

然后，生成式子带括号使用递归实现，通过depth控制深度，防止式子过长，getNum()获得参与运算的数，由“，”作为占位符，

等数值生成完毕后，在通过getOperator()获得运算符，此时运算符的获得由紧跟运算符后的数值和有无乘除的控制标识 共同决定，

P.S. 本程序考虑运算符，加减法有无负数，除法有无余数 仅考虑后面紧跟一个数值的情况，

如果后面是一个由“（”和“）”包围的式子，则不考虑了， 原谅我介一生不羁放纵爱自由 ~~~

 Right-BICEP测试要求：

    1.Right－结果是否正确？

    2.B－是否所有的边界条件都是正确的？

    3.I－能查一下反向关联吗？

    4.C－能用其他手段交叉检查一下结果吗？

    5.E－你是否可以强制错误条件发生？

    6.P－是否满足性能要求？

从带括号的式子中取 子字符串 然后比较的部分在 271~314行，这部分比较绕，调试了很久。

附上一组测试数据: (把代码176~269行注释掉换成数据即可)

  /* 最常规的方式 */
    int itemNum = 10;  //题目数量
    bool isCmd = 0;    //打印方式 0.屏幕输出 1.文件输出
    bool isMulandDiv= true;     //是否有乘除法
    bool isParentheses = true;  //是否带括号
    int start = 0;    //数值范围起始
    int end = 100;  //数值范围结束
    bool isNeg = true;    //有无负数
    bool isRem = true;    //有无余数
　　bool addFlag = false; //添加标识



    /*不带乘除法 数值范围为负 */
    int itemNum = 10;  //题目数量
    bool isCmd = true;    //打印方式 0.屏幕输出 1.文件输出
    bool isMulandDiv = false;     //是否有乘除法
    bool isParentheses = true;  //是否带括号
    int start = -100;    //数值范围起始
    int end = 0;  //数值范围结束
    bool isNeg = true;    //有无负数
    bool isRem = true;    //有无余数
　　bool addFlag = false; //添加标识


    /*文件输出 除法没余数 加减不为负*/
    int itemNum = 10;  //题目数量
    bool isCmd = false;    //打印方式 0.屏幕输出 1.文件输出
    bool isMulandDiv = true;     //是否有乘除法
    bool isParentheses = true;  //是否带括号
    int start = 0;    //数值范围起始
    int end = 100;  //数值范围结束
    bool isNeg = false;    //有无负数
    bool isRem= false;    //有无余数
　　bool addFlag = false; //添加标识


    /* 不带括号 */
    int itemNum = 10;  //题目数量
    bool isCmd = true;    //打印方式 0.屏幕输出 1.文件输出
    bool isMulandDiv = true;     //是否有乘除法
    bool isParentheses = false;  //是否带括号
    int start = 0;    //数值范围起始
    int end = 100;  //数值范围结束
    bool isNeg = true;    //有无负数
    bool isRem = true;    //有无余数
　　bool addFlag = false; //添加标识



    /*数值范围有正有负 */
    int itemNum = 10;  //题目数量
    bool isCmd = true;    //打印方式 0.屏幕输出 1.文件输出
    bool isMulandDiv = true;     //是否有乘除法
    bool isParentheses = true;  //是否带括号
    int start = -100;    //数值范围起始
    int end = 100;  //数值范围结束
    bool isNeg = true;    //有无负数
    bool isRem = true;    //有无余数
　　bool addFlag = false; //添加标识


    /*不生成式子 */
    int itemNum = 0;  //题目数量
    bool isCmd = true;    //打印方式 0.屏幕输出 1.文件输出
    bool isMulandDiv = true;     //是否有乘除法
    bool isParentheses = true;  //是否带括号
    int start = 0;    //数值范围起始
    int end = 100;  //数值范围结束
    bool isNeg = true;    //有无负数
    bool isRem = true;    //有无余数
　　bool addFlag = false; //添加标识

 附上运行截图3张：

这是输出到文本里的

总之 ~~~

本部分任务算是完成了，如有问题 ，欢迎老师同学提出批评建议。