本次作业的题目：
在四则运算2的基础上，再添加一些条件，总共要求满足如下条件：
1.题目避免重复。
2.可制定。（数量/打印方式）
3.可以控制下列参数：
- 是否有乘除法
- 是否有括号（最多可支持10个数参与计算）
- 数值范围
- 加减有无负数
- 乘除有无余数
（新要求）
4.学生写的程序必须能判定用户的输入答案是否正确
5.程序必须能处理混合四则运算
PS：连续的减法和除法，应该遵循做结合的规定；连续除法要打括号。
设计思想：
1.因为这次是结对开发，两个人结对，并且再上一次的程序基础上进行拓展，所以比较了一下各自的程序，选出较优秀的那一个。
2.由于要完成的功能非常多，可以划分多个模块实现，便于多个功能组合。
3.第一个模块就是出现连除的情况，我们程序是随机出现括号的，如果出现连除的情况，必须在后方添加括号。
4.括号的实现，利用整型转化成字符串型来进行解决，括号随机出现左边或者右边，保存在数组之内。
5.实现真分数以及真分数的运算，运算方式直接利用分数的加减乘除运算规则来实现。
6.结果的验证，将四则运算算式转化成字符串，利用压栈入栈的数据结构计算四则运算表达式，正确的结果与输出入的结果进行比较，得出答案是否正确。
代码：
//随机生成四则运算表达式 杨超群 2016.3.12 #include<iostream> #include<string> #include<time.h> #include <stdio.h> #include<fstream> #include<cmath> #include<sstream> #include<strstream> #include<math.h> #include<iomanip> #define MAX 100 #define False 0 #define True 1 using namespace std; typedef string SelemType; using namespace std; string str1[4]={"+","-","*","/"}; //运算符数组，存储+ - * / int n,m; int num[6]; //随机生成的操作数 char str2[25]; //整数转化为的字符数组 char str3[25]; //整数转化为的字符数组 string str4[100]; int OperatorNum[1000]; //运算符数组，每生成一个运算符存进数组 typedef struct{ SelemType *base; SelemType *top; int stacksize; }Sqstack; void InitStack(Sqstack &s) //栈的初始化 { s.base=new SelemType[MAX]; if(!s.base)exit(1); s.top=s.base; s.stacksize =MAX; } void Push(Sqstack &s,SelemType e) //压入 { if(s.top-s.base==s.stacksize) exit(1); *s.top++=e; } void Pop(Sqstack &s,SelemType &e) //弹出 { if(s.top==s.base) exit(1); e=*--s.top; } SelemType GetTop(Sqstack &s) //取顶 { if(s.top==s.base) exit(1); return *(s.top-1); } int In(SelemType ch) //判断是否为运算符 { if(ch=="+"||ch=="-"||ch=="*"||ch=="/"||ch=="("||ch==")"||ch=="#") return True; else return False; } SelemType Operate(SelemType a1,SelemType theta,SelemType b1) //计算 { stringstream ss; SelemType c1; double m1,m2; double m3,m4; m1=atof(a1.c_str()); m2=atof(b1.c_str()); if(theta=="+") m3=m1+m2; else if(theta=="-") m3=m1-m2; else if(theta=="*") m3=m1*m2; else if(theta=="/") m3=m1/m2; m4=double((int)(m3*100))/100.0; ss<<m4; ss>>c1; return c1; } char Precede(string theta1,string theta2) //运算符的计算顺序判断 { char chx; if(theta1=="+") { if(theta2=="*"||theta2=="/"||theta2=="(") chx = '<'; else chx = '>'; } else if(theta1=="-") { if(theta2=="*"||theta2=="/"||theta2=="(") chx = '<'; else chx = '>'; } else if(theta1=="*") { if(theta2=="(") chx = '<'; else chx = '>'; } else if(theta1=="/") { if(theta2=="(") chx = '<'; else chx = '>'; } else if(theta1=="(") { if(theta2==")") chx = '='; else if(theta2=="#") chx='$'; else chx = '<'; } else if(theta1==")") { if(theta2=="(") chx = '$'; else chx = '>'; } else if(theta1=="#") { if(theta2=="#") chx = '='; else if(theta2==")") chx='$'; else chx = '<'; } return chx; } string TiQuString(string str,int &i) { string ch; char *q; string p; p=str; q=&p[i]; ch=ch+*q; if((*q>='0')&&(*q<='9')) { i++; int j=1; while((*(q+j)>='0')&&(*(q+j)<='9')) { ch=ch+*(q+j); j++; } i=i+j-1; } else { ch=*q; i++; } return ch; } string OPeration(string str) { string str1; str1=str+"#"; int i=0; string ch; ch=TiQuString(str1,i); SelemType theta,x1,a1,b1; Sqstack OPND,OPTR; InitStack(OPTR); InitStack(OPND); Push(OPTR,"#"); while(ch!="#"||GetTop(OPTR)!="#") { int f; f=In(ch); if(f!=True) { Push(OPND,ch); ch=TiQuString(str1,i); } else { switch(Precede(GetTop(OPTR),ch)) { case '<': { Push(OPTR,ch); ch=TiQuString(str1,i); break; } case '>': { Pop(OPTR,theta); Pop(OPND,b1);Pop(OPND,a1); Push(OPND,Operate(a1,theta,b1)); break; } case '=': { Pop(OPTR,x1); ch=TiQuString(str1,i); break; } case '$': { cout<<"该表达式有错"; break; } default:break; } } } return GetTop(OPND); } void Input(int n,int p,int min,int max,int &j,int &q) { int num1,num2,num3,num4,num5; //随机数 int c=0; //指向第一个运算符数组的下标 int s=0; //括号的个数 string str; ofstream outfile; outfile.open("a.txt",ios::app); if(!outfile) { cerr<<"OPEN ERROR!"<<endl; exit(0); } num1=rand()%(max-min+1)+min; num2=rand()%(max-min+1)+min; num3=rand()%4; //随机数指向运算符数组的下标 itoa(num1,str2,10); //整数转化为字符数组 itoa(num2,str3,10); //整数转化为字符数组 str=str2+str1[num3]+str3; //生成表达式 OperatorNum[c]=num3; //当前生成的符号存入OperatorNum数组里 c++; n=n-2; //消耗了两个操作数 while(n!=0) //当n不等于0时，循环生成str，即表达式+符号+表达式的形式 { num4=rand()%2; if(num4==0) //上一个str放在符号的左边 { num5=rand()%2; if(s<=3) { if(num5==0) //上一个str不加括号 { num3=rand()%4; OperatorNum[c]=num3; c++; num1=rand()%(max-min+1)+min; itoa(num1,str2,10); if((num3==3)&&(OperatorNum[c-2]==3)) //避免生成6/3/2的形式 str="("+str+")"+str1[num3]+str2; else str=str+str1[num3]+str2; } else //上一个str加括号 { num3=rand()%4; num1=rand()%(max-min+1)+min; itoa(num1,str2,10); str="("+str+")"+str1[num3]+str2; s++; } } else { num3=rand()%4; OperatorNum[c]=num3; c++; num1=rand()%(max-min+1)+min; itoa(num1,str2,10); if((num3==3)&&(OperatorNum[c-2]==3)) //避免生成6/3/2的形式 str="("+str+")"+str1[num3]+str2; else str=str+str1[num3]+str2; } } else //上一个str放在符号的右边 { num5=rand()%2; if(s<=3) { if(num5==0) // 上一个str不加括 { num3=rand()%4; OperatorNum[c]=num3; c++; num1=rand()%(max-min+1)+min; itoa(num1,str2,10); if((num3==3)&&(OperatorNum[c-2]==3)) str=str2+str1[num3]+"("+str+")"; else str=str2+str1[num3]+str; } else //上一个str加括号 { num3=rand()%4; num1=rand()%(max-min+1)+min; itoa(num1,str2,10); str=str2+str1[num3]+"("+str+")"; s++; } } else { num3=rand()%4; OperatorNum[c]=num3; c++; num1=rand()%(max-min+1)+min; itoa(num1,str2,10); if((num3==3)&&(OperatorNum[c-2]==3)) str=str2+str1[num3]+"("+str+")"; else str=str2+str1[num3]+str; } } n--; //消耗一个操作数 } string result1,result2; //result1表示用户输入的答案，result2表示程序计算的结果 str4[p]=str; //把str存入字符串数组str4中 for(int i=0;i<p;i++) //查询四则运算式是否有重复 if(str4[i]==str4[p]) Input(m,p,min,max,j,q); cout<<str4[p]<<"="; result2=OPeration(str); //计算四则表达式 cin>>result1; if(result1==result2) //判断结果是否正确 { cout<<"计算正确"; j++; } else { cout<<"计算错误,答案是"<<setprecision(2)<<fixed<<result2; q++; } outfile<<str4[p]<<endl; cout<<endl; } void Input1(int n,int p,int min,int max,int &j,int &q) { int num1,num2,num3,num4; int c=0; int s=0; string str; ofstream outfile; outfile.open("a.txt",ios::app); if(!outfile) { cerr<<"OPEN ERROR!"<<endl; exit(0); } num1=rand()%(max-min+1)+min; num2=rand()%(max-min+1)+min; num3=rand()%4; itoa(num1,str2,10); itoa(num2,str3,10); str=str2+str1[num3]+str3; OperatorNum[c]=num3; c++; n=n-2; while(n!=0) //当n不等于0时，循环生成str，即表达式+符号+表达式的形式 { num4=rand()%2; if(num4==0) //上一个str放在符号的左边 { num3=rand()%4; OperatorNum[c]=num3; c++; num1=rand()%(max-min+1)+min; itoa(num1,str2,10); if((num3==3)&&(OperatorNum[c-2]==3)) //避免生成6/3/2的形式 str="("+str+")"+str1[num3]+str2; else str=str+str1[num3]+str2; } else //上一个str放在符号的右边 { num3=rand()%4; OperatorNum[c]=num3; c++; num1=rand()%(max-min+1)+min; itoa(num1,str2,10); if((num3==3)&&(OperatorNum[c-2]==3)) str=str2+str1[num3]+"("+str+")"; else str=str2+str1[num3]+str; } n--; } string result1,result2; str4[p]=str; //把str存入字符串数组str4中 for(int i=0;i<p;i++) //查询四则运算式是否有重复 if(str4[i]==str4[p]) Input(m,p,min,max,j,q); cout<<str4[p]<<"="; result2=OPeration(str); cin>>result1; if(result1==result2) { cout<<"计算正确"; j++; } else { cout<<"计算错误,答案是"<<setprecision(2)<<fixed<<result2; q++; } outfile<<str4[p]<<endl; cout<<endl; } void sort(int min,int max){ //生成四个随机数并排序 num[0]=rand()%(max-min+1)+min; num[1]=rand()%(max-min+1)+min; num[2]=rand()%(max-min+1)+min; num[3]=rand()%(max-min+1)+min; for(int i=0;i<4;i++){ for(int j=0;j<i;j++){ if(num[i]>num[j]) { int temp=0; temp=num[i]; num[i]=num[j]; num[j]=temp; } } } } void sort1(int min,int max) //生成两个随机数，并排序 { num[4]=rand()%(max-min+1)+min; num[5]=rand()%(max-min+1)+min; for(int i=4;i<6;i++){ for(int j=4;j<i;j++){ if(num[i]>num[j]) { int temp=0; temp=num[i]; num[i]=num[j]; num[j]=temp; } } } } void Simplification(int &m,int &n) //真分数化简 { int x,y,i,p; //公约数p if(m>=n) { x=n; y=m; } if(m<n) { x=m; y=n; } for(i=x;i>0;i--) { if(x%i==0&&y%i==0) { p=i; break; } } m=m/p; n=n/p; } void Input2(int n,int p,int min,int max,int &j,int &q) { int num3,num4,s=0; string str,strr2,strr3,str5,str6,str7,str8,str9; stringstream ss1,ss2,ss3,ss4,ss5,ss6,ss7,ss8; ofstream outfile; outfile.open("a.txt",ios::app); if(!outfile) { cerr<<"OPEN ERROR!"<<endl; exit(0); } num3=rand()%4; sort(min,max); Simplification(num[0],num[3]); Simplification(num[1],num[2]); ss1<<num[0]; ss1>>strr2; ss2<<num[1]; ss2>>strr3; ss3<<num[2]; ss3>>str5; ss4<<num[3]; ss4>>str6; if((str5!=strr3)&&(str6!=strr2)) //避免生成分子分母相等的表达式 str="("+str5+"/"+strr3+")"+str1[num3]+"("+str6+"/"+strr2+")"; else if(str5==strr3) str=str5+str1[num3]+"("+str6+"/"+strr2+")"; else if(str6==strr2) str="("+str5+"/"+strr3+")"+str1[num3]+str6; n=n-4; while(n!=0) //当n不等于0时，循环生成str，即表达式+符号+表达式的形式 { num4=rand()%2; if(num4==0) //上一个str放在符号的左边 { sort1(min,max); Simplification(num[4],num[5]); num3=rand()%4; ss5<<num[4]; ss5>>str7; ss6<<num[5]; ss6>>str8; if(str7!=str8) //避免生成分子分母相等的表达式 str9="("+str8+"/"+str7+")"; else str9=str8; str=str+str1[num3]+str9; } else //上一个str放在符号的右边 { sort1(min,max); Simplification(num[4],num[5]); num3=rand()%4; ss7<<num[4]; ss7>>str7; ss8<<num[5]; ss8>>str8; if(str7!=str8) //避免生成分子分母相等的表达式 str9="("+str8+"/"+str7+")"; else str9=str8; str=str9+str1[num3]+str; } n=n-2; } string result1,result2; str4[p]=str; //把str存入字符串数组str4中 for(int i=0;i<p;i++) //查询四则运算式是否有重复 if(str4[i]==str4[p]) Input2(m,p,min,max,j,q); cout<<str4[p]<<"="; result2=OPeration(str); cin>>result1; if(result1==result2) { cout<<"计算正确"; j++; } else { cout<<"计算错误,答案是"<<setprecision(2)<<fixed<<result2; q++; } outfile<<str4[p]<<endl; cout<<endl; } void changeNum(int n,int y,int min,int max) { int j=0,q=0,num6; if(y==1) { for(int i=0;i<n;i++) { num6=rand()%9+2; switch(num6) { case 2:Input(2,i,min,max,j,q);break; case 3:Input(3,i,min,max,j,q);break; case 4:Input(4,i,min,max,j,q);break; case 5:Input(5,i,min,max,j,q);break; case 6:Input(6,i,min,max,j,q);break; case 7:Input(7,i,min,max,j,q);break; case 8:Input(8,i,min,max,j,q);break; case 9:Input(9,i,min,max,j,q);break; case 10:Input(10,i,min,max,j,q);break; } } cout<<"本次测试结束"<<endl; cout<<"正确----"<<j<<"道题,错误----"<<q<<"道题"<<endl; cout<<"***************************************"<<endl; } else { for(int i=0;i<n;i++) { num6=rand()%9+2; switch(num6) { case 2:Input1(2,i,min,max,j,q);break; case 3:Input1(3,i,min,max,j,q);break; case 4:Input1(4,i,min,max,j,q);break; case 5:Input1(5,i,min,max,j,q);break; case 6:Input1(6,i,min,max,j,q);break; case 7:Input1(7,i,min,max,j,q);break; case 8:Input1(8,i,min,max,j,q);break; case 9:Input1(9,i,min,max,j,q);break; case 10:Input1(10,i,min,max,j,q);break; } } cout<<"本次测试结束"<<endl; cout<<"正确----"<<j<<"道题,错误----"<<q<<"道题"<<endl; cout<<"***************************************"<<endl; } } void changeNum1(int n,int min,int max) { int j=0,q=0,p,num6; for(int i=0;i<n;i++) { num6=rand()%4; p=4+2*i; //表示生成的操作数的个数 switch(p) { case 4:Input2(4,i,min,max,j,q);break; case 6:Input2(6,i,min,max,j,q);break; case 8:Input2(8,i,min,max,j,q);break; case 10:Input2(10,i,min,max,j,q);break; } } cout<<"本次测试结束"<<endl; cout<<"正确----"<<j<<"道题,错误----"<<q<<"道题"<<endl; cout<<"***************************************"<<endl; } int main() { int x,y,max,min; srand((unsigned)time(NULL)); ofstream outfile1; outfile1.open("a.txt"); if(!outfile1) { cerr<<"OPEN ERROR!"<<endl; exit(0); } cout<<"------------自动出题做题系统---------------"<<endl; cout<<" 1.整数的四则运算 "<<endl; cout<<" 2.真分数的四则运算 "<<endl; cout<<" 3.退出 "<<endl; for(;;) { cout<<"请选择："; cin>>x; switch(x) { case 1: { cout<<"取值范围最小值（大于等于1）："; cin>>min; cout<<"取值范围最大值："; cin>>max; cout<<"有(无)括号运算(注释：真分数必须加括号，以防形成6/3/2的形式)---有（1），无（0）："; cin>>y; cout<<"题目数量："; cin>>n; cout<<" 测试开始 "<<endl; changeNum(n,y,min,max); break; } case 2: { cout<<"取值分子分母范围最小值（大于等于1）："; cin>>min; cout<<"取值分子分母范围最大值（大于等于1）："; cin>>max; cout<<"题目数量："; cin>>n; cout<<" 测试开始 "<<endl; changeNum1(n,min,max); break; } case 3: { exit(0); break; } } } return 0; }
实验截图：
实验总结：
第一次体验了结对开发编程，其中的好处不言而喻，锻炼了团队沟通能力，团结协作解决问题的能力。但是有时候难免会产生分歧，这个时候就要仔细认真沟通，想出解决办法，而不是互相抱怨，从中获益了很多，这次程序难度感觉还是很大，重新回去学习了相关的知识，例如数据结构与算法。还是利用分模块的编程理念，一步一步从最简单入手，完成小功能，再慢慢整合，一步一步攻克难关。最后完成了任务，很有成就感，团队荣誉感。
项目计划总结：
| 日期&&任务 | 听课 | 编写程序 | 阅读相关书籍 | 网上查找资料 | 日总计 |
| 周一 | 100 | 25 | 25 | 15 | 165 |
| 周二 | 30 | 35 | 25 | 90 | |
| 周三 | 60 | 15 | 35 | 110 | |
| 周四 | 100 | 30 | 30 | 25 | 185 |
| 周五 | 180 | 15 | 195 | ||
| 周六 | 60 | 15 | 75 | ||
| 周日 | 15 | 15 | |||
| 周总计 | 200 | 325 | 180 | 130 | 835 |
时间记录日志
| 日期 | 开始时间 | 结束时间 | 中断时间 | 净时间 | 活动 | 备注 |
| 3/14 | 14：00 | 15：50 | 10 | 100 | 听课 | 软件工程上课 |
| 17：10 | 17：20 | 10 | 阅读书籍 | 《构建之法》《梦断代码》 | ||
| 21：00 | 21：25 | 20 | 网上查找资料 | |||
| 3/15 | 14：00 | 15：00 | 10 | 110 | 编程 | 编写老师布置的作业 |
| 16：00 | 17：00 | 10 | 110 | 看书 | 《构建之法》《梦断代码》 | |
| 3/16 | 21：00 | 21：30 | 30 | 编程 | 编写老师布置的作业 | |
| 3/17 | 14：00 | 15：50 | 10 | 100 | 听课 | 软件工程上课 |
| 3/18 | 16：00 | 18：00 | 120 | 编程 | 编写老师布置的作业 | |
| 3/19 | 9：00 | 9：30 | 30 | 看书 | 《构建之法》《梦断代码》 | |
| 3/20 | 9：00 | 9：30 | 30 | 看书 | 《构建之法》《梦断代码》 |
缺陷记录日志：
| 日期 | 编号 | 类型 | 引入阶段 | 排除阶段 | 修复时间 | 修复缺陷 |
| 3月15日 | 1 | 编码 | 编码 | 0.2min | ||
| 缺少头文件 | ||||||
| 2 | 编码 | 运行 | 3min | |||
| 重复使用变量i，导致无限运行 | ||||||
| 3月18日 | 3 | 编码 | 编译 | 1min | ||
| if条件中用了“=”运算符 | ||||||
| 4 | 编码 | 编译 | 1min | |||
| switch的case中缺少了break | ||||||
| 5 | 编码 | 编译 | 0.2min | |||
| for的结尾再次使用i++，导致i加了两次 | ||||||
小组照片：
小组成员：杨涛 http://www.cnblogs.com/GloryYT/