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软件工程第二次作业——自动生成小学四则运算题目程序

题目要求

写一个能自动生成小学四则运算题目的程序，然后在此基础上扩展：

1）除了整数以外，还要支持真分数的四则运算，例如：1/6+1/8=7/24

2）程序要求能处理用户的输入，判断对错，累积分数

3）程序支持可以由用户自行选择加、减、乘、除运算

4）使用-n参数控制生成题目的个数，例如Myapp.exe -n 10，将生成10个题目

代码分析

结构体

//含有一个二元算数式的三个值以及一个标志符的结构体
typedef struct{
    float x = 0,y = 0;    //x,y为给定的随机数
    float r = 0;  //r为算数式结果
}Arithmetic;

选择函数

//根据用户选择识别将要进行的四则运算类型
Arithmetic choose(Arithmetic n){
    int choose = 0;
    cout<<"请选择您需要进行的四则运算类型\n"<<"1.加法\t2.减法\t3.乘法\t4.除法\n";
    cin>>choose;
    switch (choose) {
        case 1:
            n = Addition();
            break;
        case 2:
            n = Subtraction();
            break;
        case 3:
            n = Multiplication();
            break;
        case 4:
            n = Division();
            break;

        default:
            break;
    }

    return n;
}

转译用户输入结果

float conversion(string input){
    bool flag = false, sign = false;
    //flag标记用户输入中是否存在/号，有/号则true否则false
    //sign标记用户输入是否为负数，是负数则true否则false
    float a = 0, b = 0, result = 0;
    for (int i = 0; i<input.length(); i++) {
        if (input[i] != '/' && input[i] != '-') {
            int num = input[i]-'0'; //将char型转换为int型
            if (!flag) {    //若果flag为false，则说明还未遇到/号
                a *= 10;    //a记录/号前的数值
                a += num;
            } else {
                b *= 10;    //b记录/号后的数值
                b += num;
            }
        } else if (input[i] == '/'){
            flag = true;
        } else {
            sign = true;
        }
    }

    if (flag && sign) { //既有/号，又是负值
        result = -a/b;
    } else if (flag && !sign){  //有/号，但为正值
        result = a/b;
    } else if (!flag && sign){  //没有有/号，但为负值
        result = -a;
    } else {    //没有有/号，且为正值
        result = a;
    }
    return result;
}

判断对错函数

bool judge(Arithmetic n){
    bool flag = false;  //flag用于记录用户输入答案是否正确，正确return true，否则return false
    string input;
    cin>>input;
    if (n.r == conversion(input))
        flag = true;

    return flag;
}

Addition加法


Arithmetic Addition(){
    Arithmetic n;
    srand((unsigned)time(NULL));

    if (rand()%2 == 0) {//若为0则进行整数四则运算，若为1则进行真分数的四则运算
        n.x = rand()%size+1;
        n.y = rand()%size+1;
        n.r = n.x + n.y;
        printf("%.0f + %.0f = ?\n",n.x,n.y);
    } else {
        float a,b,c,d;
        a = rand()%size+1;
        b = rand()%size+1;
        c = rand()%size+1;
        d = rand()%size+1;
        if (a<b) {  //需要保证数值是真分数
            n.x = a/b;
        } else if (a==b){   //分子分母如果相同的话直接赋值为1
            n.x = 1;
        }else {     //需要保证数值是真分数
            n.x = b/a;
        }
        if (c<d) {  //需要保证数值是真分数
            n.y = c/d;
        } else if (c==d){   //分子分母如果相同的话直接赋值为1
            n.y = 1;
        }else {     //需要保证数值是真分数
            n.y = d/c;
        }
        n.r = n.x + n.y;

        if (n.r==0) {   //结果为0说明两个真分数都是1/1
            printf("%.0f + %.0f = ?\n",n.x,n.y);
        } else if (n.x==1){ //仅有一个真分数，一个1/1
            printf("%.0f + %.0f/%.0f = ?\n",n.x,c<d?c:d,c>d?c:d);
        } else if (n.y==1){
            printf("%.0f/%.0f + %.0f = ?\n",a<b?a:b,a>b?a:b,n.y);
        } else {        //除去其他可能，仅剩下两个数都是真分数的情况
            printf("%.0f/%.0f + %.0f/%.0f = ?\n",a<b?a:b,a>b?a:b,c<d?c:d,c>d?c:d);
        }
    }

    return n;
}

Subtraction减法

Arithmetic Subtraction(){
    Arithmetic n;
    srand((unsigned)time(NULL));

    if (rand()%2 == 0) {//若为偶数则进行整数四则运算，若为奇数则进行真分数的四则运算
        n.x = rand()%size+1;
        n.y = rand()%size+1;
        n.r = n.x - n.y;
        printf("%.0f - %.0f = ?\n",n.x,n.y);
    } else {
        float a,b,c,d;
        a = rand()%size+1;
        b = rand()%size+1;
        c = rand()%size+1;
        d = rand()%size+1;
        if (a<b) {
            n.x = a/b;
        } else if (a==b){
            n.x = 1;
        }else {
            n.x = b/a;
        }
        if (c<d) {
            n.y = c/d;
        } else if (c==d){
            n.y = 1;
        }else {
            n.y = d/c;
        }
        n.r = n.x - n.y;

        if (n.r==0) {
            printf("%.0f - %.0f = ?\n",n.x,n.y);
        } else if (n.x==1){
            printf("%.0f - %.0f/%.0f = ?\n",n.x,c<d?c:d,c>d?c:d);
        } else if (n.y==1){
            printf("%.0f/%.0f - %.0f = ?\n",a<b?a:b,a>b?a:b,n.y);
        } else {
            printf("%.0f/%.0f - %.0f/%.0f = ?\n",a<b?a:b,a>b?a:b,c<d?c:d,c>d?c:d);
        }
    }

    return n;
}

Multiplication乘法

Arithmetic Multiplication(){
    Arithmetic n;
    srand((unsigned)time(NULL));

    if (rand()%2 == 0) {//若为偶数则进行整数四则运算，若为奇数则进行真分数的四则运算
        n.x= rand()%size+1;
        n.y= rand()%size+1;
        n.r = n.x * n.y;
        printf("%.0f * %.0f = ?\n",n.x,n.y);
    } else {
        float a,b,c,d;
        a = rand()%size+1;
        b = rand()%size+1;
        c = rand()%size+1;
        d = rand()%size+1;
        if (a<b) {
            n.x = a/b;
        } else if (a==b){
            n.x = 1;
        }else {
            n.x = b/a;
        }
        if (c<d) {
            n.y = c/d;
        } else if (c==d){
            n.y = 1;
        }else {
            n.y = d/c;
        }
        n.r = n.x * n.y;

        if (n.r==0) {
            printf("%.0f * %.0f = ?\n",n.x,n.y);
        } else if (n.x==1){
            printf("%.0f * %.0f/%.0f = ?\n",n.x,c<d?c:d,c>d?c:d);
        } else if (n.y==1){
            printf("%.0f/%.0f * %.0f = ?\n",a<b?a:b,a>b?a:b,n.y);
        } else {
            printf("%.0f/%.0f * %.0f/%.0f = ?\n",a<b?a:b,a>b?a:b,c<d?c:d,c>d?c:d);
        }
    }

    return n;
}

Division除法

Arithmetic Division(){  //除法不需要考虑两个整数的，没有意义，直接两个真分数的除法
    Arithmetic n;
    srand((unsigned)time(NULL));

    float a,b,c,d;
    a = rand()%size+1;
    b = rand()%size+1;
    c = rand()%size+1;
    d = rand()%size+1;
    if (a<b) {
        n.x = a/b;
    } else if (a==b){
        n.x = 1;
    }else {
        n.x = b/a;
    }
    if (c<d) {
        n.y = c/d;
    } else if (c==d){
        n.y = 1;
    }else {
        n.y = d/c;
    }
    n.r = n.x / n.y;

    if (n.r==0) {
        printf("%.0f / %.0f = ?\n",n.x,n.y);
    } else if (n.x==1){
        printf("%.0f / %.0f/%.0f = ?\n",n.x,c<d?c:d,c>d?c:d);
    } else if (n.y==1){
        printf("%.0f/%.0f / %.0f = ?\n",a<b?a:b,a>b?a:b,n.y);
    } else {
        printf("%.0f/%.0f / %.0f/%.0f = ?\n",a<b?a:b,a>b?a:b,c<d?c:d,c>d?c:d);
    }

    return n;
}

main函数

int main(int argc, const char * argv[]) {
    int score = 0, cnt = 0;

    printf("请设置题目数量\n");	//此处用于测试，源码部分，这段内容注释掉
    scanf("%d",&cnt);

//    if (string(argv[1])=="-n") {      //在terminals或者command中运行的时候，参数顺序存放在argv数组中
//        string c = argv[2];
//        cnt = stoi(c);
//    }

    for (int i = 0; i<cnt; i++) {
        Arithmetic t;
        t = choose(t);
        if (judge(t) == true) {
            score+=10;
            cout<<"恭喜您回答正确！\n";
        } else {
            cout<<"很抱歉您的答案不正确，再想想哦～\n";
        }
    }
    printf("满分为：%d  您的得分为：%d分\n",cnt*10,score);

    return 0;
}

运行截图

  1. 在编译器中运行
软件工程第二次作业——自动生成小学四则运算题目程序-LMLPHP软件工程第二次作业——自动生成小学四则运算题目程序-LMLPHP
  1. 在terminals终端中运行
软件工程第二次作业——自动生成小学四则运算题目程序-LMLPHP

个人小结

  1. 问题分析:真分数输出问题

  2. 问题分析:真分数输入问题

  3. 问题分析:浮点型数据精度值导致结果出错

  4. 问题分析:在command或者terminals中给exe文件或a.out文件传参问题

源码

//
//  main.cpp
//  四则运算生成
//
//  Created by Chen on 2020/11/2.
//  Copyright © 2020 xxc. All rights reserved.
//

#include <iostream>
#include <string.h>
#define size 10
using namespace std;

//含有一个二元算数式的三个值
typedef struct{
    float x = 0,y = 0;    //x,y为给定的随机数
    float r = 0;  //r为算数式结果
}Arithmetic;

Arithmetic choose(Arithmetic n);//选择函数，根据用户选择 识别将要进行的四则运算类型
float conversion(string input);//用户输入转换
bool judge(Arithmetic n);//结果判断
Arithmetic Addition();//加法运算
Arithmetic Subtraction();//减法运算
Arithmetic Multiplication();//乘法运算
Arithmetic Division();//除法运算


int main(int argc, const char * argv[]) {
    int score = 0, cnt = 0;

//    printf("请设置题目数量\n");
//    scanf("%d",&cnt);

   if (string(argv[1])=="-n") {      //在terminals或者command中运行的时候，参数顺序存放在argv数组中
        string c = argv[2];
        cnt = stoi(c);
	}

    for (int i = 0; i<cnt; i++) {
        Arithmetic t;
        t = choose(t);
        if (judge(t) == true) {
            score+=10;
            cout<<"恭喜您回答正确！\n";
        } else {
            cout<<"很抱歉您的答案不正确，再想想哦～\n";
        }
    }
    printf("满分为：%d  您的得分为：%d分\n",cnt*10,score);

    return 0;
}

//函数
//选择函数，根据用户选择识别将要进行的四则运算类型
Arithmetic choose(Arithmetic n){
    int choose = 0;
    cout<<"请选择您需要进行的四则运算类型\n"<<"1.加法\t2.减法\t3.乘法\t4.除法\n";
    cin>>choose;
    switch (choose) {
        case 1:
            n = Addition();
            break;
        case 2:
            n = Subtraction();
            break;
        case 3:
            n = Multiplication();
            break;
        case 4:
            n = Division();
            break;

        default:
            break;
    }

    return n;
}

//转译用户输入结果
float conversion(string input){
    bool flag = false, sign = false;
    //flag标记用户输入中是否存在/号，有/号则true否则false
    //sign标记用户输入是否为负数，是负数则true否则false
    float a = 0, b = 0, result = 0;
    for (int i = 0; i<input.length(); i++) {
        if (input[i] != '/' && input[i] != '-') {
            int num = input[i]-'0'; //将char型转换为int型
            if (!flag) {    //若果flag为false，则说明还未遇到/号
                a *= 10;    //a记录/号前的数值
                a += num;
            } else {
                b *= 10;    //b记录/号后的数值
                b += num;
            }
        } else if (input[i] == '/'){
            flag = true;
        } else {
            sign = true;
        }
    }

    if (flag && sign) { //既有/号，又是负值
        result = -a/b;
    } else if (flag && !sign){  //有/号，但为正值
        result = a/b;
    } else if (!flag && sign){  //没有有/号，但为负值
        result = -a;
    } else {    //没有有/号，且为正值
        result = a;
    }
    return result;
}

//判断对错函数
bool judge(Arithmetic n){
    bool flag = false;  //flag用于记录用户输入答案是否正确，正确return true，否则return false
    string input;
    cin>>input;
    if (n.r == conversion(input))
        flag = true;

    return flag;
}

//Addition加法
Arithmetic Addition(){
    Arithmetic n;
    srand((unsigned)time(NULL));

    if (rand()%2 == 0) {//若为0则进行整数四则运算，若为1则进行真分数的四则运算
        n.x = rand()%size+1;
        n.y = rand()%size+1;
        n.r = n.x + n.y;
        printf("%.0f + %.0f = ?\n",n.x,n.y);
    } else {
        float a,b,c,d;
        a = rand()%size+1;
        b = rand()%size+1;
        c = rand()%size+1;
        d = rand()%size+1;
        if (a<b) {  //需要保证数值是真分数
            n.x = a/b;
        } else if (a==b){   //分子分母如果相同的话直接赋值为1
            n.x = 1;
        }else {     //需要保证数值是真分数
            n.x = b/a;
        }
        if (c<d) {  //需要保证数值是真分数
            n.y = c/d;
        } else if (c==d){   //分子分母如果相同的话直接赋值为1
            n.y = 1;
        }else {     //需要保证数值是真分数
            n.y = d/c;
        }
        n.r = n.x + n.y;

        if (n.r==0) {   //结果为0说明两个真分数都是1/1
            printf("%.0f + %.0f = ?\n",n.x,n.y);
        } else if (n.x==1){ //仅有一个真分数，一个1/1
            printf("%.0f + %.0f/%.0f = ?\n",n.x,c<d?c:d,c>d?c:d);
        } else if (n.y==1){
            printf("%.0f/%.0f + %.0f = ?\n",a<b?a:b,a>b?a:b,n.y);
        } else {        //除去其他可能，仅剩下两个数都是真分数的情况
            printf("%.0f/%.0f + %.0f/%.0f = ?\n",a<b?a:b,a>b?a:b,c<d?c:d,c>d?c:d);
        }
    }

    return n;
}

//Subtraction减法
Arithmetic Subtraction(){
    Arithmetic n;
    srand((unsigned)time(NULL));

    if (rand()%2 == 0) {//若为偶数则进行整数四则运算，若为奇数则进行真分数的四则运算
        n.x = rand()%size+1;
        n.y = rand()%size+1;
        n.r = n.x - n.y;
        printf("%.0f - %.0f = ?\n",n.x,n.y);
    } else {
        float a,b,c,d;
        a = rand()%size+1;
        b = rand()%size+1;
        c = rand()%size+1;
        d = rand()%size+1;
        if (a<b) {
            n.x = a/b;
        } else if (a==b){
            n.x = 1;
        }else {
            n.x = b/a;
        }
        if (c<d) {
            n.y = c/d;
        } else if (c==d){
            n.y = 1;
        }else {
            n.y = d/c;
        }
        n.r = n.x - n.y;

        if (n.r==0) {
            printf("%.0f - %.0f = ?\n",n.x,n.y);
        } else if (n.x==1){
            printf("%.0f - %.0f/%.0f = ?\n",n.x,c<d?c:d,c>d?c:d);
        } else if (n.y==1){
            printf("%.0f/%.0f - %.0f = ?\n",a<b?a:b,a>b?a:b,n.y);
        } else {
            printf("%.0f/%.0f - %.0f/%.0f = ?\n",a<b?a:b,a>b?a:b,c<d?c:d,c>d?c:d);
        }
    }

    return n;
}

//Multiplication乘法
Arithmetic Multiplication(){
    Arithmetic n;
    srand((unsigned)time(NULL));

    if (rand()%2 == 0) {//若为偶数则进行整数四则运算，若为奇数则进行真分数的四则运算
        n.x= rand()%size+1;
        n.y= rand()%size+1;
        n.r = n.x * n.y;
        printf("%.0f * %.0f = ?\n",n.x,n.y);
    } else {
        float a,b,c,d;
        a = rand()%size+1;
        b = rand()%size+1;
        c = rand()%size+1;
        d = rand()%size+1;
        if (a<b) {
            n.x = a/b;
        } else if (a==b){
            n.x = 1;
        }else {
            n.x = b/a;
        }
        if (c<d) {
            n.y = c/d;
        } else if (c==d){
            n.y = 1;
        }else {
            n.y = d/c;
        }
        n.r = n.x * n.y;

        if (n.r==0) {
            printf("%.0f * %.0f = ?\n",n.x,n.y);
        } else if (n.x==1){
            printf("%.0f * %.0f/%.0f = ?\n",n.x,c<d?c:d,c>d?c:d);
        } else if (n.y==1){
            printf("%.0f/%.0f * %.0f = ?\n",a<b?a:b,a>b?a:b,n.y);
        } else {
            printf("%.0f/%.0f * %.0f/%.0f = ?\n",a<b?a:b,a>b?a:b,c<d?c:d,c>d?c:d);
        }
    }

    return n;
}

//Division除法
Arithmetic Division(){  //除法不需要考虑两个整数的，没有意义，直接两个真分数的除法
    Arithmetic n;
    srand((unsigned)time(NULL));

    float a,b,c,d;
    a = rand()%size+1;
    b = rand()%size+1;
    c = rand()%size+1;
    d = rand()%size+1;
    if (a<b) {
        n.x = a/b;
    } else if (a==b){
        n.x = 1;
    }else {
        n.x = b/a;
    }
    if (c<d) {
        n.y = c/d;
    } else if (c==d){
        n.y = 1;
    }else {
        n.y = d/c;
    }
    n.r = n.x / n.y;

    if (n.r==0) {
        printf("%.0f / %.0f = ?\n",n.x,n.y);
    } else if (n.x==1){
        printf("%.0f / %.0f/%.0f = ?\n",n.x,c<d?c:d,c>d?c:d);
    } else if (n.y==1){
        printf("%.0f/%.0f / %.0f = ?\n",a<b?a:b,a>b?a:b,n.y);
    } else {
        printf("%.0f/%.0f / %.0f/%.0f = ?\n",a<b?a:b,a>b?a:b,c<d?c:d,c>d?c:d);
    }

    return n;
}
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