题目要求：
1.程序可以判断用户的输入答案是否正确，如果错误，给出正确答案，如果正确，给出提示。
2.程序可以处理四种运算的混合算式。
3.要求两人合作分析，合作编程，单独撰写博客。
团队成员：张绍佳、杜文星（博客：http://www.cnblogs.com/duwenxing/p/5294508.html）
设计思路：
代码分写于不同的文件中；
① head.h：在头文件head.h中，将其他.cpp文件中所需要的头文件、全局变量的声明、函数的声明都写在此文件中。
② fraction.cpp:此文件中主要定义了一些与分数有关的函数，如分数的生成化简、加减乘除、分数的输出、分数转字符串等。
③ stack.cpp：此文件的主要功能是将所给的运算式的结果计算出来，主要思路是利用栈先将运算式转化为后缀式，然后再利用栈将后缀式的结果求出，重难点是转化后缀式时如何将真分数当做一个整体，我们的解决方法是通过识别 “（” 和 “）” 来识别；同时在计算时即使是整数我们也将其转化为分数处理，故调用了fraction中的一些方法来进行加减乘除。
④yunsuan.cpp:这个文件的主要功能是实现运算式的生成，并判断使用者输入的结果和题目的答案是否相同来判断对错，并输出正确数与错误数。
⑤main.cpp：主函数所在的头文件，主要功能是和用户进行交互。
工作照：
代码：
head.h
1 #pragma once
2 #include<iostream>
3 #include<ctime>
4 #include<strstream>
5 #include<stdlib.h>
6 #include<vector>
7 #include<string>
8 #include<cstdio>
9 #include<cmath>
10 #define random(l,h) (rand()%(h-l+1)+l)//宏定义
11 #define maxsize 1000
12 using namespace std;
13 extern int flag;
14 /*stack.cpp*/
15 struct Fraction
16 {
17 int up, down;
18 string high, low;
19 };
20 void trans(string exp, char postexp[]);
21 Fraction compvalue(char postexp[]);//计算后缀表达式的值
22 /*fraction.cpp*/
23 int gcd(int a, int b);//求a,b的最大公约数
24 int max(int a, int b);
25 int min(int a, int b);
26 Fraction fraction(int up, int down);//生成分数
27 Fraction fra(int d, int u);//生成真分数;
28 Fraction reduction(Fraction result);//分数的化简
29 Fraction add(Fraction f1, Fraction f2);//分数的加法
30 Fraction minus1(Fraction f1, Fraction f2);//分数的减法
31 Fraction multi(Fraction f1, Fraction f2);//分数的乘法
32 Fraction divide(Fraction f1, Fraction f2);//分数的除法
33 void ShowResult(Fraction f);//输出分数
34 string FraToString(Fraction f);//将分数转换为string类型
35 /*yunsuan.cpp*/
36 int suiji(int down, int up);//随机生成1至n的整数
37 bool is_unique(string str, vector <string> s);//判断生成的运算式是否重复
38 void yunsuan(int time, int low, int high, int fl1, int fl2, int fl3);
fraction.cpp
1 #include"head.h"
2 int gcd(int a, int b)//求a,b的最大公约数
3 {
4 if (b == 0) return a;
5 else return gcd(b, a%b);
6 }
7
8 int max(int a, int b)//返回两个整数中较大的整数
9 {
10 int h = a >= b ? a : b;
11 return h;
12 }
13 int min(int a, int b)//返回两个整数中较小的整数
14 {
15 int l = a <= b ? a : b;
16 return l;
17 }
18 Fraction fraction(int up, int down)//生成分数
19 {
20 Fraction result;
21 result.up = up;
22 result.down = down;
23 strstream ss, kk;
24 ss << result.up; ss >> result.high;
25 kk << result.down; kk >> result.low;
26 return result;
27 }
28 Fraction fra(int d,int u)//生成真分数
29 {
30 Fraction result;
31 int temp1 = suiji(d, u);//调用function函数随机生成两个随机整数
32 int temp2 = suiji(d, u);
33 result.up = min(temp1, temp2);
34 result.down = max(temp1, temp2);
35 strstream s1, s2;
36 s1 << result.up; s1 >> result.high;
37 s2 << result.down; s2 >> result.low;
38 return result;
39 }
40 Fraction reduction(Fraction result)//分数的化简
41 {
42 if (result.down < 0)
43 {
44 result.up = -result.up;
45 result.down = -result.down;
46 }
47 if (result.up == 0)
48 {
49 result.down = 1;
50 }
51 else
52 {
53 int d = gcd(abs(result.up), abs(result.down));
54 result.up /= d;
55 result.down /= d;
56 }
57 strstream s3, s4;
58 s3 << result.up; s3 >> result.high;
59 s4 << result.down; s4 >> result.low;
60 return result;
61 }
62 Fraction add(Fraction f1, Fraction f2)//分数的加法
63 {
64 Fraction result;
65 result.up = f1.up*f2.down + f1.down * f2.up;
66 result.down = f1.down*f2.down;
67 return reduction(result);
68 }
69 Fraction minus1(Fraction f1, Fraction f2)//分数的减法
70 {
71 Fraction result;
72 result.up = f1.up*f2.down - f1.down*f2.up;
73 result.down = f1.down*f2.down;
74 return reduction(result);
75 }
76 Fraction multi(Fraction f1, Fraction f2)//分数的乘法
77 {
78 Fraction result;
79 result.up = f1.up*f2.up;
80 result.down = f1.down*f2.down;
81 return reduction(result);
82 }
83 Fraction divide(Fraction f1, Fraction f2)//分数的除法
84 {
85 Fraction result;
86 result.up = f1.up*f2.down;
87 result.down = f1.down*f2.up;
88 return reduction(result);
89 }
90 void ShowResult(Fraction f)//输出分数
91 {
92 f = reduction(f);
93 if (f.down == 1) cout << f.up;
94 else cout << f.up << "\\" << f.down;
95 }
96 string FraToString(Fraction f)//将分数转换为string类型
97 {
98 string result;
99 if (f.down == 1) result = f.high;
100 else result = f.high + "\\" + f.low;
101 return result;
102 }
stack.cpp
1 #include"head.h"
2 struct
3 {
4 char data[maxsize];//存放运算符
5 int top;//栈顶指针
6 }op;//定义运算符栈
7 void trans(string exp, char postexp[])//exp[]为算数表达式，postexp[]为后缀表达式
8 {
9 char ch;
10 int i = 0, j = 0;//i作为exp的下标，j作为postexp的小标
11 op.top = -1;
12 ch = exp[i];
13 i++;
14 while (ch != ‘\0‘)//exp表达式未扫描完时循环
15 {
16 switch (ch)
17 {
18 case‘[‘://判定为左括号
19 {
20 op.top++;
21 op.data[op.top] = ch;
22 }break;
23 case‘]‘://判定为右括号，此时将’[‘之前的运算符依次出栈并存放到postexp中
24 {
25 while (op.data[op.top] != ‘[‘)
26 {
27 postexp[j] = op.data[op.top];
28 j++;
29 op.top--;
30 }
31 op.top--;//将’[‘删除
32 }break;
33 case‘+‘://为’+‘或’-‘时，其优先级不大于栈顶的任何运算符，直到’]‘为止
34 case‘-‘:
35 {
36 while (op.top != -1 && op.data[op.top] != ‘[‘)
37 {
38 postexp[j] = op.data[op.top];
39 j++;
40 op.top--;
41 }
42 op.top++;
43 op.data[op.top] = ch;
44 }break;
45 case‘*‘://为’*‘或’/’时，其优先级不大于栈顶为‘*’或‘/‘的优先级，直到’[‘
46 case‘/‘:
47 {
48 while (op.top != -1 && op.data[op.top] != ‘[‘ && (op.data[op.top] == ‘*‘ || op.data[op.top] == ‘/‘))
49 {
50 postexp[j] = op.data[op.top];
51 j++;
52 op.top--;
53 }
54 op.top++;
55 op.data[op.top] = ch;
56 }break;
57 case‘ ‘:break;//过滤掉空格
58 case‘(‘://将分数当成一个整体放到postexp中
59 {
60 while (ch != ‘)‘)
61 {
62 postexp[j]=ch;
63 j++;
64 ch = exp[i];
65 i++;
66 }
67 postexp[j]=ch; j++;//将‘)‘放到postexp中
68 }break;
69 default:
70 {
71 while (ch >= ‘0‘&&ch <= ‘9‘)//判定为数字
72 {
73 postexp[j] = ch;
74 j++;
75 ch = exp[i];
76 i++;
77 }
78 i--;
79 postexp[j] = ‘#‘;//用#标示一个数值的结束
80 j++;
81 }
82 }
83 ch = exp[i];
84 i++;
85 }
86 while (op.top != -1)//此时exp扫描完毕，栈不空时出栈并存放到postexp中
87 {
88 postexp[j] = op.data[op.top];
89 j++;
90 op.top--;
91 }
92 postexp[j] = ‘\0‘;//给postexp表达式添加结束标识
93 }
94 struct
95 {
96 Fraction data[maxsize];//存放数值
97 int top;//栈顶指针
98 }st;
99 Fraction compvalue(char postexp[])//计算后缀表达式的值
100 {
101 double d;
102 char ch;
103 int i = 0;//postexp的下标
104 st.top = -1;
105 ch = postexp[i];
106 i++;
107 while (ch != ‘\0‘)//postexp字符串未扫描完事完成循环
108 {
109 switch (ch)
110 {
111 case‘+‘:
112 {
113 st.data[st.top - 1] = add(st.data[st.top - 1], st.data[st.top]);
114 st.top--;
115 }break;
116 case‘-‘:
117 {
118 st.data[st.top - 1] = minus1(st.data[st.top - 1], st.data[st.top]);
119 st.top--;
120 }break;
121 case‘*‘:
122 {
123 st.data[st.top - 1] = multi(st.data[st.top - 1], st.data[st.top]);
124 st.top--;
125 }break;
126 case‘/‘:
127 {
128 st.data[st.top - 1] = divide(st.data[st.top - 1], st.data[st.top]);
129 st.top--;
130 }break;
131 case‘(‘:
132 {
133 double high = 0, low = 0;
134 ch = postexp[i]; i++;//删除‘（‘
135 while (ch != ‘\\‘)
136 {
137 high = 10 * high + ch - ‘0‘;
138 ch = postexp[i];
139 i++;
140 }
141 ch = postexp[i]; i++;//删除’\’
142 while (ch != ‘)‘)
143 {
144 low = 10 * low + ch - ‘0‘;
145 ch = postexp[i];
146 i++;
147 }
148 st.top++;
149 Fraction re = fraction(high, low);
150 st.data[st.top] = re;
151 }break;
152 default:
153 {
154 d = 0;
155 while (ch >= ‘0‘&&ch <= ‘9‘)//将数字字符转化为对应的数值存放到d中
156 {
157 d = 10 * d + ch - ‘0‘;
158 ch = postexp[i];
159 i++;
160 }
161 st.top++;
162 Fraction re = fraction(d, 1);
163 st.data[st.top] = re;
164 }
165 }
166 ch = postexp[i];
167 i++;
168 }
169 return st.data[st.top];
170 }
yunsuan.cpp
1 #include"head.h"
2 int flag = 1;
3 int suiji(int down, int up)//随机生成1至n的整数
4 {
5 int low = down, high = up;
6 if (flag)
7 {
8 flag = 0;
9 srand((unsigned)time(NULL));//种子
10 }
11 int result = random(down, up);
12 return result;
13
14 }
15 bool is_unique(string str, vector <string> s)//判断生成的运算式是否重复
16 {
17 int count = 0;
18 for (int i = 0; i < s.size(); i++)
19 {
20 if (str!=s[i])
21 {
22 count++;
23 }
24 else break;
25 }
26 bool flag0 = count == s.size() ? true : false;
27 return flag0;
28 }
29 void yunsuan(int time, int low, int high, int fl1, int fl2, int fl3)//根据参数要求生成四则运算式
30 {
31 int integer1, integer2;
32 int ch1, ch2, ch3, ch4;//switch语句的选项
33 char sign;//运算符号
34 int times = time;//题目数
35 vector <string> str;//str用来保存生成的题目
36 int right = 0, wrong = 0;
37 for (int i = 1; i <= times;)
38 {
39 int flag4 = 1;//flag4用来标记运算式是否是刚开始生成
40 string first, second, cal;//四则运算的第一个运算数和第二个运算数
41 int number = suiji(1, 9);//number为参与运算的参数个数
42 for (int j = 1; j <= number;)
43 {
44 //-------------------------------------------------------------------------------------
45 if (fl1 == 1)//允许乘除发参与运算的情况
46 {
47 ch1 = suiji(1, 4);//随机生成运算符号
48 switch (ch1)
49 {
50 case 1:sign = ‘+‘; break;
51 case 2:sign = ‘-‘; break;
52 case 3:sign = ‘*‘; break;
53 case 4:sign = ‘/‘; break;
54 default:cout << "有错误！" << endl; break;
55 }
56 }
57 else//不允许乘除法参与运算的情况
58 {
59 ch1 = suiji(1, 2);//随机生成运算符号
60 switch (ch1)
61 {
62 case 1:sign = ‘+‘; break;
63 case 2:sign = ‘-‘; break;
64 default:cout << "有错误！" << endl; break;
65 }
66 }
67 //-------------------------------------------------------------------------------------
68 if (fl3 == 1)//允许真分数参与运算
69 {
70 ch2 = suiji(1, 3);//四则运算题目的三种情况
71 switch (ch2)
72 {
73 case 1://整数和整数
74 {
75 strstream si, so;
76 integer1 = suiji(low, high);
77 si << integer1; si >> first;
78 integer2 = suiji(low, high);
79 so << integer2; so >> second;
80 }break;
81 case 2://整数和真分数
82 {
83 strstream ss;
84 integer1 = suiji(low, high);
85 ss << integer1; ss >> first;
86 Fraction f = reduction(fra(low, high));
87 second = "(" + f.high + "\\" + f.low + ")";
88 }break;
89 case 3://真分数和真分数
90 {
91 Fraction f1 = reduction(fra(low, high));
92 Fraction f2 = reduction(fra(low, high));
93 first = "(" + f1.high + "\\" + f1.low + ")";
94 second = "(" + f2.high + "\\" + f2.low + ")";
95 }break;
96 default:cout << "有错误！" << endl; break;
97 }
98 }
99 else//不允许真分数参与运算
100 {
101 strstream si, so;
102 integer1 = suiji(low, high);
103 si << integer1; si >> first;
104 integer2 = suiji(low, high);
105 so << integer2; so >> second;
106 }
107 //-------------------------------------------------------------------------------------
108 if (fl2 == 1)//允许括号（【】）参与运算
109 {
110 ch4 = suiji(1, 4);
111 switch (ch4)
112 {
113 case 1:
114 {
115 if (flag4 == 1)//flag4为1表示运算式还未生成前两个运算数
116 {
117 cal = first + sign + second;
118 flag4 = 0;
119 }
120 else
121 {
122 cal = cal + sign + first;//将以生成的运算式个新生成的运算数连接起来
123 }
124 }break;
125 case 2:
126 {
127 if (flag4 == 1)
128 {
129 cal = second + sign + first;
130 flag4 = 0;
131 }
132 else
133 {
134 cal = second + sign + cal;
135 }
136 }break;
137 case 3:
138 {
139 if (flag4 == 1)
140 {
141 cal = "[" + first + sign + second + "]";//添加括号【】的情况
142 flag4 = 0;
143 }
144 else
145 {
146 cal = "[" + cal + sign + first + "]";
147 }
148 }break;
149 case 4:
150 {
151 if (flag4 == 1)
152 {
153 cal = "[" + second + sign + first + "]";
154 flag4 = 0;
155 }
156 else
157 {
158 cal = "[" + second + sign + cal + "]";
159 }
160 }break;
161 default:cout << "有错误！" << endl; break;
162 }
163 }
164 else//不允许括号（【】）参与运算
165 {
166 ch4 = suiji(1, 2);//输出的两种情况
167 switch (ch4)
168 {
169 case 1:
170 {
171 if (flag4 == 1)
172 {
173 cal = first + sign + second;
174 flag4 = 0;
175 }
176 else
177 {
178 cal = cal + sign + first;
179 }
180 }break;
181 case 2:
182 {
183 if (flag4 == 1)
184 {
185 cal = second + sign + first;
186 flag4 = 0;
187 }
188 else
189 {
190 cal = second + sign + cal;
191 }
192 }break;
193 default:cout << "有错误！" << endl; break;
194 }
195 }
196 j++;
197 }
198 //------------------------------------------------------------------------------
199 if (str.empty())//若sr为空，则将第一个生成的运算式添加到vector中
200 {
201 str.push_back(cal);
202 cout << "(" << i << ")." << cal << "=";
203
204 string answer;
205 cin >> answer;
206 char postexp[maxsize];
207 trans(cal, postexp);
208 Fraction re = compvalue(postexp);
209 string result = FraToString(re);
210 if (answer == result)
211 {
212 cout << "正确！" << endl;
213 right++;
214 }
215 else
216 {
217 cout << "错误！，正确答案为:" << result << endl;
218 wrong++;
219 }
220 i++;
221 }
222 if (is_unique(cal, str))//判断生成的运算式和之前已经生成的运算式是否重复
223 {
224 str.push_back(cal);//将生成的运算式添加到str中
225 cout << "(" << i << ")." << cal << "=";
226 string answer;
227 cin >> answer;
228 char postexp[maxsize];
229 trans(cal, postexp);
230 Fraction re = compvalue(postexp);
231 string result = FraToString(re);
232 if (answer == result)
233 {
234 cout << "正确！" << endl;
235 right++;
236
237 }
238 else
239 {
240 cout << "错误！，正确答案为:" << result << endl;
241 wrong++;
242 }
243 i++;
244 }
245 else {}
246 }
247 cout << "**********************************************************************************" << endl;
248 cout << "你做对了" << right << "道题，做错了" << wrong << "道题" << endl;
249 }
main.cpp
1 #include"head.h"
2 int main()
3 {
4 cout << "请输入题目数(1~100)：";
5 int times, down, up, flag1, flag2, flag3, flag4;
6 cin >> times;//times至题目数
7 cout << "请输入数值绝对值范围:";
8 cin >> down >> up;//[down,up]为运算数范围
9 cout << "是否允许乘除发参与运算（y/n）:";
10 char yn1;
11 cin >> yn1;
12 yn1 == ‘y‘ || yn1 == ‘Y‘ ? flag1 = 1 : flag1 = 0;
13 cout << "是否允许括号（[]）参与运算（y/n）:";
14 char yn2;
15 cin >> yn2;
16 yn2 == ‘y‘ || yn2 == ‘Y‘ ? flag2 = 1 : flag2 = 0;//flag2判断是否允许括号参与运算
17 cout << "是否允许真分数参与运算（y/n）：";
18 char yn3;
19 cin >> yn3;
20 yn3 == ‘y‘ || yn3 == ‘Y‘ ? flag3 = 1 : flag3 = 0;//flag3判断是否允许真分数参与运算
21 cout << "**********************************************************************************" << endl;
22 yunsuan(times, down, up, flag1, flag2, flag3);
23 system("pause");
24 return 0;
25 }
截图：
时间： 2024-10-19 02:02:01