四则运算计算程序(完成)

在上次的基础上，这次我们要完成两个功能——约分和逐条读入算式。

约分：

约分就是将分子分母同时除以它们的最大公约数。所以我们需要先得到它们的最大公约数。
这里我们可以使用辗转相除发来得到它，辗转相除法是一种递归过程，它的函数实现如下：

1 int Fraction::get_gcd(int a, int b)//求最大公约数,a为分子,b为分母
2 {
3     if (b == 0)
4         return a;
5     return get_gcd(b, a%b);
6 }

这个函数的使用方法很简单，只需要输入两个参数便可以得到最大公约数。

约分函数的函数实现如下：

 1 void Fraction::reduction() {
 2     int gcd = get_gcd(numerator, denominator);
 3     numerator    = numerator      / gcd;
 4     denominator = denominator / gcd;
 5     if (denominator < 0)
 6     {
 7         numerator = -numerator;
 8         denominator = -denominator;
 9     }
10 }

在除完最大公约数后，为了方便打印分数，我们把整个分数的正负号在分子中表示，分母是恒正的。但因为计算中间可能会有分母为负的情况，所以我们在约分中进行判断，如果分母小于0，则分子分母都取反。

逐条读入算式：

引入

1 #include <fstream>

这是输入文件流的头文件，文件流fstream和输入输出流iostream的使用方法类似。

Calculator类是负责输入、转换、输出的类。在Calculator类中添加两个成员变量：

1 ifstream ifs, ifs_line

ifs流是用来读入计算器的文件流，即一个字符一个字符读入，就像用手输入一样。

ifs_line流是用来读入文件里的算式并打印在控制台的文件流。

建立一个txt文件Expressions.txt，里面写下10个算式。

Calculator类主成员函数Run()实现如下：

 1 void Calculator::Run() {
 2     ifs = ifstream("Expressions.txt");
 3     ifs_line = ifstream("Expressions.txt");
 4     
 5     Fraction correct_answer, user_answer;    // 正确答案和用户答案
 6     int    correct_num = 0, wrong_num = 0;
 7 
 8     // 输入中缀表达式
 9     cout << "请计算下列算式：" << endl;
10     while (!ifs_line.eof())
11     {
12         // 每个算式计算之前清空成员变量
13         il = 0;
14         pl = 0;
15         while (!is.empty())
16             is.pop();
17         while (!ps.empty())
18             ps.pop();
19         for (int i = 0; i < 100; i++)
20         {
21             InfixExp[i] = PostfixExp[i] = Expression();
22         }
23 　　　　 // 获得中缀表达式及中缀表达式转后缀表达式
24         if (GetInfixExp() && Transform()) {
25             for (int i = 0; i < pl; i++) {
26                 if (PostfixExp[i].Operator == NULL)
27                     ps.push(PostfixExp[i].Operand);
28                 else {
29                     if (!Compute(PostfixExp[i].Operator))
30                         return;
31                 }
32             }
33             correct_answer = ps.top();
34         }
35         else
36         {
37             cout << "算式格式错误" << endl;
38             return;
39         }
40 
41         cin >> user_answer;
42         user_answer.reduction(), correct_answer.reduction();
43         if (user_answer == correct_answer)
44         {
45             correct_num++;
46             cout << "计算正确" << endl;
47             
48         }
49         else
50         {
51             wrong_num++;
52             cout << "计算错误，正确答案是" << correct_answer << endl;
53             
54         }
55     }
56     cout << "所有算式计算完毕" << endl;
57     cout << "共" << correct_num + wrong_num << "题，";
58     cout << "正确" << correct_num << "道，错误" << wrong_num << "道" << endl;
59 }

运行结果：