四则运算之C++实现篇

对四则运算的一些要求如下：

1、题目避免重复；2、可定制（数量/打印方式）；3、可以控制下列参数:
是否有乘除法、数值范围、加减有无负数、除法有无余数、否支持分数 (真分数, 假分数, …)；

一、设计思想

设计思想融合在内容四——开发过程中。

二、源代码

  1 //刘**，2015年3月，30道四则运算及其各种限制
  2 #include <iostream>
  3 using namespace std;
  4 
  5 void main()
  6 {
  7     int a0[1000],b0[1000],c0[1000],a1[1000],b1[1000],c1[1000],a2[1000],b2[1000],c2[1000],a3[1000],b3[1000],c3[1000],C[1000],a,b,c;
  8     int i,j,A0,A1,A2,A3,B0,B1,B2,B3;
  9     int num,line,k;
 10     int min,max,m;
 11     int CC,FS,YS;
 12 
 13     k=0;
 14     A0=0;A1=0;A2=0;A3=0;
 15     B0=0;B1=0;B2=0;B3=0;
 16     cout<<"*************四则运算1.0*************"<<endl;
 17     
 18     cout<<"请依次输入输出算式数量和每行显示数量："<<endl;
 19     cin>>num>>line;
 20     
 21     cout<<"请问是否要有乘除法？有请输入"1"，无请输入"0""<<endl;
 22     cin>>CC;
 23     while(1)                             //判断输入是否合法
 24     {
 25         if(CC != 1&&CC != 0)
 26         {
 27             cout<<"输入不合法，请重新输入"1"或"0"：";
 28             cin>>CC;
 29         }
 30         else
 31             break;
 32     }
 33     
 34     cout<<"请问是否要加减结果有负数？有请输入"1"，无请输入"0""<<endl;
 35     cin>>FS;
 36     while(1)                             //判断输入是否合法
 37     {
 38         if(FS != 1&&FS != 0)
 39         {
 40             cout<<"输入不合法，请重新输入"1"或"0"：";
 41             cin>>FS;
 42         }
 43         else
 44             break;
 45     }
 46     
 47     cout<<"请问是否要除法结果有余数？有请输入"1"，无请输入"0""<<endl;
 48     cin>>YS;
 49     while(1)                             //判断输入是否合法
 50     {
 51         if(YS != 1&&YS != 0)
 52         {
 53             cout<<"输入不合法，请重新输入"1"或"0"：";
 54             cin>>YS;
 55         }
 56         else
 57             break;
 58     }
 59 
 60     cout<<"请输入两个值确定算式中a,b的取值范围（请保证前一个值小于后一个值）："<<endl;
 61     cin>>min>>max;
 62     while(1)                            //判断输入是否合法
 63     {
 64         if(min>=max)
 65         {
 66             cout<<"输入不合法，请重新输入：";
 67             cin>>min>>max;
 68         }
 69         else
 70             break;
 71     }
 72 
 73     m=max-min+1;
 74     for(i=0;i<1000;i++)
 75     {
 76         a0[i]=0;b0[i]=0;
 77         a1[i]=0;b1[i]=0;
 78         a2[i]=0;b2[i]=0;
 79         a3[i]=0;b3[i]=0;
 80     }
 81     for(i=0;;i++)
 82     {
 83         a=min+rand()%m;
 84         b=min+rand()%m;
 85         c=rand()%4;
 86         if(CC==0)              //如果CC=0，去除c=2,3的情况
 87         {
 88             if(c==2||c==3)
 89                 continue;
 90         }
 91         if(FS==0)              //如果FS=0，去除c=0,1下结果小于0的情况
 92         {
 93             if(c==0)
 94             {
 95                 if(a+b<0)
 96                     continue;
 97             }
 98             else if(c==1)
 99             {
100                 if(a-b<0)
101                     continue;
102             }
103         }
104         if(YS==0)             //如果YS=0，且是除法，去除a，b相除有余数的情况
105         {
106             if(c==3)
107                 if(0 != a%b)
108                     continue;
109         }
110         
111         //将算式分为加、减、乘、除四组
112         if(c==0)                       //加法
113         {
114             for(j=0;j<=A0;j++)
115             {
116                 if(a==a0[j]&&b==b0[j])
117                 {
118                     B0++;break;
119                 }
120             }
121             if(B0>0)
122             {
123                 B0=0;continue;
124             }
125             else
126             {
127                 a0[A0]=a;
128                 b0[A0]=b;
129                 c0[A0]=a+b;
130                 A0++;
131             }
132         }
133         else if(c==1)                   //减法
134         {
135             for(j=0;j<=A1;j++)
136             {
137                 if(a==a1[j]&&b==b1[j])
138                 {
139                     B1++;break;
140                 }
141             }
142             if(B1>0)
143             {
144                 B1=0;continue;
145             }
146             else
147             {
148                 a1[A1]=a;
149                 b1[A1]=b;
150                 c1[A1]=a+b;
151                 A1++;
152             }
153         }
154         else if(c==2)                     //乘法
155         {
156             for(j=0;j<=A2;j++)
157             {
158                 if(a==a2[j]&&b==b2[j])
159                 {
160                     B2++;break;
161                 }
162             }
163             if(B2>0)
164             {
165                 B2=0;continue;
166             }
167             else
168             {
169                 a2[A2]=a;
170                 b2[A2]=b;
171                 c2[A2]=a+b;
172                 A2++;
173             }
174         }
175         else                               //除法
176         {
177             if(b==0)
178                 continue;
179             for(j=0;j<=A3;j++)
180             {
181                 if(a==a3[j]&&b==b3[j])
182                 {
183                     B3++;break;
184                 }
185             }
186             if(B3>0)
187             {
188                 B3=0;continue;
189             }
190             else
191             {
192                 a3[A3]=a;
193                 b3[A3]=b;
194                 c3[A3]=a+b;
195                 A3++;
196             }
197         }
198         if(num==A0+A1+A2+A3)                //限制算式数量
199             break;
200     }
201     //输出
202     for(i=0;i<A0;i++)                        // +
203     {
204         k++;
205         if(a0[i]<0)
206             cout<<"("<<a0[i]<<")";
207         else
208             cout<<a0[i]<<" ";
209         cout<<"+";
210         if(b0[i]<0)
211             cout<<"("<<b0[i]<<")";
212         else
213             cout<<" "<<b0[i]<<" ";
214         cout<<"=";
215         if(k%line==0)
216             cout<<endl;
217         else
218             cout<<"	";
219     }
220     for(i=0;i<A1;i++)                         // -
221     {
222         k++;
223         if(a1[i]<0)
224             cout<<"("<<a1[i]<<")";
225         else
226             cout<<a1[i]<<" ";
227         cout<<"-";
228         if(b1[i]<0)
229             cout<<"("<<b1[i]<<")";
230         else
231             cout<<" "<<b1[i]<<" ";
232         cout<<"=";
233         if(k%line==0)
234             cout<<endl;
235         else
236             cout<<"	";
237     }
238     for(i=0;i<A2;i++)                         // *
239     {
240         k++;
241         if(a2[i]<0)
242             cout<<"("<<a2[i]<<")";
243         else
244             cout<<a2[i]<<" ";
245         cout<<"*";
246         if(b2[i]<0)
247             cout<<"("<<b2[i]<<")";
248         else
249             cout<<" "<<b2[i]<<" ";
250         cout<<"=";
251         if(k%line==0)
252             cout<<endl;
253         else
254             cout<<"	";
255     }
256     for(i=0;i<A3;i++)                          // /
257     {
258         k++;
259         if(a3[i]<0)
260             cout<<"("<<a3[i]<<")";
261         else
262             cout<<a3[i]<<" ";
263         cout<<"/";
264         if(b3[i]<0)
265             cout<<"("<<b3[i]<<")";
266         else
267             cout<<" "<<b3[i]<<" ";
268         cout<<"=";
269         if(k%line==0)
270             cout<<endl;
271         else
272             cout<<"	";
273     }
274     cout<<"请在此输入各式的结果："<<endl;
275     for(i=0;i<num;i++)
276         cin>>C[i];
277     int t=0,corr=0;
278     //判断输入结果的对错
279     for(i=0;i<A0;i++)
280     {
281         if(c0[i]==C[t])
282         {t++;corr++;}
283         else
284         {
285             t++;
286             cout<<"第"<<t<<"题答错！"<<endl;
287         }
288     }
289     for(i=0;i<A1;i++)
290     {
291         if(c1[i]==C[t])
292         {t++;corr++;}
293         else
294         {
295             t++;
296             cout<<"第"<<t<<"题答错！"<<endl;
297         }
298     }
299     for(i=0;i<A2;i++)
300     {
301         if(c2[i]==C[t])
302         {t++;corr++;}
303         else
304         {
305             t++;
306             cout<<"第"<<t<<"题答错！"<<endl;
307         }
308     }
309     for(i=0;i<A3;i++)
310     {
311         if(c3[i]==C[t])
312         {t++;corr++;}
313         else
314         {
315             t++;
316             cout<<"第"<<t<<"题答错！"<<endl;
317         }
318     }
319     if(line==corr)
320         cout<<"恭喜你都答对了！！！！！！"<<endl;
321 }

三、运行结果截图

四、开发过程

整个程序都在一个cpp文件中，而且都在一个main函数中，程序开始时就想要将程序分割为一个个调用函数，鉴于能力有限，对于各个函数之间的值传递不熟练，且涉及到很多数组，所以暂且写在了一个函数里面。

关于判断是否重复的解决。函数主要使用了for循环，首先随机出一个算式的两个参数和一个符号，根据符号的不同分为四组，以此减少验证是否重复时的验证次数。每组中有两个数组来存放两个参数。当每获得两个随机数，就和相应组内进行比较，前一个和前一个数组中数值比较，后一个和后一个数组中数值比较，有相同的就continue跳过，不保存在数组中。这种比较方式就忽略了两个参数颠倒产生两个式子的情况，例如5+4和4+5，单这种情况可以当做交换率的考核。

关于出题数量和打印方式的限制解决。使用两个参数num、line，num限制出题数量，line限制输出时每行输出数量。将for循环设为无限循环，在循环的最后让四组数量相加等于num即可break跳出循环。

最后一个限制有很多要求，目前完成了除分数的前几个要求。解决方法就是在for循环刚开始时，两个参数和符号都产生后，加上对各个限制的判断，不符合就continue跳过。数值范围则使用x=min+rand%(max-min)产生符合数值范围的随机数。

分数没有解决，一开始的想法就是用四个数组分别表示两个参数的分子和分母，根据我的分组判断的做法，那就还要再声明16个数组，这十六个数组不能在使用一开始for循环内的产生算式的算法，需要新的代码来实现要求，新的代码其实也就是在以前for循环的算法中加上每个式子加上两个数组进行运算，可有了式子的两个参数后，问题产生，怎么让两个参数满足限制条件，最基本的就是怎么让产生的分数在数值范围内，如果要求有负数又怎么办？因此分数还没有实现。

五、时间记录日志

学生：刘** 日期：2015.3

教师：王** 课程：软件工程

日期	开始时间	结束时间	中断时间	净时间	活动	备注
3/18	6:00	10:30	20	250	没课	明天交作业
3/19	4:20	5:50		90	编程	马上交作业