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团队成员：苗堃（结组项目-四则运算3）、罗毅（结组项目-四则运算3）
PSP总结结组项目-四则运算3
本次软件工程老师提出了新任务：在上一次四则运算的题目基础上增加新的功能：比如四则运算要求能求出运算结果，对于用户输入的运算结果进行比对结果是否正确，加入真分数的计算，判断是否四则运算的产生式是否重复等。但这次要求我们结组开发，而且结组的目的是：两人合作，分解任务，协同开发，仔细分析程序的过程，同时在开发过程中需要检查程序的各个流程，有问题需要共同讨论解决。
之后我便明确了我的任务：将上一次的程序产生的计算式全部考虑成string串，我做的就是一个接口，进入我的接口传入string类型的字符串后就能出栈得到需要的答案。这样我的任务便十分明确了，我希望在这次任务中用上我学的栈和队列的知识。前期我们商量后决定使用另一个小伙伴的程序作为模版进行迭代开发，所以我花了一个晚上研究了他写的程序，大致清晰了流程后，我考虑使用容器来简化整个计算的过程。参考了网上的一些小神的代码后，我开始如下编程设计：
使用五个容器类deque<char> coll0 deque<char> coll1; stack<char> coll2; deque<char> coll3; stack<double>coll4; 整体过程就是通过coll0来消除string式中的空格，coll1来记录产生的中缀表达式，coll2来记录运算符，因为运算符有彼此的优先级和消除括号等，再通过coll3和coll4就将转换的后缀表达式可以计算出结果。将其中设计的过程全部设计为函数，以便以后可以封装成类可以调用。主要的问题就是处理多位数时判断花了一些功夫写在另一篇博客上了，具体详结组项目-四则运算3，本次程序先研讨了小学2-6年级的数学水平，发现真分数计算才是重点，乘除法不应过于复杂，而且最好有面向儿童的界面。
下面是整个代码：
1 #include<stack> 2 #include<iostream> 3 #include<deque> 4 #include<string> 5 #include<sstream> 6 #include<time.h> 7 using namespace std; 8 9 int Num[100]; //将数字存入数组a 10 string op_arrays[100]; //将运算符存入数组b 11 string All[100]; //合成总数组e 12 string fu[100]; //辅助数组 13 int true_num = 0; //统计做对的题目数 14 int false_num = 0; //统计做错的题目数 15 16 bool isPra(char); //判断是否为括号 17 int getPri(char); //获得符号优先性 18 void check(char c, stack<char>& coll2, deque<char>& coll3);//判断符号优先性 19 void allocate(deque<char>& coll1, stack<char>& coll2, deque<char>& coll3); //将中缀表达式分解为符号和运算数 20 void calculate(deque<char>& coll3, stack<double>& coll4); //计算后缀表达式 21 22 int main() 23 { 24 srand((int)time(NULL));//设置随机种子，使得程序每次运行的结果都不同 25 int subject_number; //出题数量 26 int random_number = 0; //运算数字字数 27 int operation_character = 0; 28 int fuhao = 0; //判定运算符 29 30 int Jude_has_brackets; //定义左、右括号的是否存在的随机变量 31 string left; //左括号变量 32 string right; //左括号变量 33 string sign = "a"; //定义符号变量 34 char Jude_has_mul_dev; //定义是否需要乘除法的变量 35 36 deque<char> coll0; //消除中缀表达式的空格 37 deque<char> coll1; //盛放中缀表达式 38 stack<char> coll2; //盛放操作符 39 deque<char> coll3; //盛放后缀表达式 40 stack<double>coll4; //计算后缀表达式的辅助容器 41 42 int min, Max; //定义输入的值得范围的最值(仅能输入整数<=30) 43 string w = " "; 44 45 //写一个简易菜单 46 cout << "欢 ／￣＼＿／￣＼ "<<endl; 47 cout << "迎 ▏ ▔▔▔▔＼ " << endl; 48 cout << "使 ／＼ ／ ﹨" << endl; 49 cout << "用 ∕ ／ ）" << endl; 50 cout << "小 ▏ ● ▏"<<endl; 51 cout << "天 ▏ ▔█ " << endl; 52 cout << "才 ◢██◣ ／＼＿＿／" << endl; 53 cout << "四 █████◣ ／" << endl; 54 cout << "则 █████████████◣ " << endl; 55 cout << "运◢██████████████▆▄" << endl; 56 cout << "算 █◤◢██◣◥█████████◤＼" << endl; 57 cout << "自◥◢████ ████████◤ ＼" << endl; 58 cout << "助 █████ ██████◤ ﹨" << endl; 59 cout << "系 │ │█████◤ ▏" << endl; 60 cout << "统 │ │ ▏" << endl; 61 cout << " ∕ ∕ ／▔▔▔＼ ∕" << endl; 62 cout << " ∕＿＿_／﹨ ∕ ＼ ／＼" << endl; 63 cout << " ＼ ＼_ ﹨／ ﹨" << endl; 64 cout << " ＼＿＿＿＼ ﹨／▔＼﹨／▔＼" << endl; 65 cout << " ＼ ∕" << endl; 66 cout << "1.请输入产生数字的范围（最小和最大）："; 67 cin >> min >> Max; 68 cout << "提示：若您需要做乘除法 请不要做超过30以外的乘除法" << endl; 69 cout << endl; 70 cout << "2.是否需要乘除法[y为需要乘除法 n为不需要乘除法] "; 71 cin >> Jude_has_mul_dev; 72 while (min<0) 73 { 74 cout << "请做正数运算：" << endl; 75 cout << "输入最小值" << endl; 76 cin >> min; 77 } 78 while (Max>30 && Jude_has_mul_dev == 'y') 79 { 80 cout << "请重新输入最大值:" << endl; 81 cin >> Max; 82 } 83 cout << "请输入出题数量："; 84 cin >> subject_number; 85 86 int i = 0, j, k; 87 if ('y' == Jude_has_mul_dev) 88 { 89 random_number = rand() % 9 + 2; //随机生成2~10个数 90 for (j = 0; j < subject_number; j++) //设置题目数量 91 { 92 //清除数组元素 93 memset(Num, 0, sizeof(Num)); 94 memset(op_arrays, 0, sizeof(op_arrays)); 95 memset(fu, 0, sizeof(fu)); 96 97 random_number = rand() % 9 + 2; //随机生成2~10个数 98 for (i = 0; i < random_number; i++) 99 { 100 stringstream ss; 101 operation_character = rand() % (Max - min + 1) + min; 102 Num[i] = operation_character; 103 fuhao = rand() % 4 + 1; 104 switch (fuhao) 105 { 106 case 1:sign = "+"; break; 107 case 2:sign = "-"; break; 108 case 3:sign = "*"; break; 109 case 4:sign = "/"; break; 110 } 111 //若为除法则除数不为零 112 while (Num[i] == 0 && i >= 1) 113 { 114 if (op_arrays[i - 1] == "/") 115 { 116 operation_character = rand() % (Max - min + 1) + min; 117 Num[i] = operation_character; 118 } 119 } 120 op_arrays[i] = sign; 121 122 fu[4 * i] = w; 123 ss << Num[i]; 124 ss >> fu[4 * i + 1]; 125 fu[4 * i + 2] = w; 126 if (i != (random_number - 1)) //最后一次不产生符号 127 fu[4 * i + 3] = op_arrays[i]; 128 else fu[4 * i + 3] = w; 129 } 130 Jude_has_brackets = rand() % 2 + 1; //随机确定有无括号 131 switch (Jude_has_brackets) 132 { 133 case 1: 134 left = "("; 135 right = ")"; 136 break; 137 case 2: 138 left = w; 139 right = w; 140 break; 141 } 142 143 for (i = 0; i < random_number; i++) 144 { 145 for (k = 0; k < (random_number - 1) / 2; k++) 146 { 147 fu[4 * k] = left; 148 if (left == "(") 149 { 150 fu[4 * k + 10] = right; 151 } 152 } 153 if ((fu[4 * i] == left) && (fu[4 * i + 2] == right)) 154 { 155 fu[4 * i] = w; 156 fu[4 * i + 2] = w; 157 } 158 159 All[j] += fu[4 * i] + fu[4 * i + 1] + fu[4 * i + 2] + fu[4 * i + 3]; 160 } 161 cout << j + 1 << "题. " << All[j] << "= " ; 162 for (int i = 0; i != All[j].size(); ++i) 163 { 164 //逐一加入每个字符，这里使用deque因为deque在两端删除添加的速度最快 165 coll0.push_back(All[j][i]); //在尾部加入一个元素 166 } 167 168 //将coll0转换为后缀表达式coll1 169 for (int i = 0; i != All[j].size(); ++i) 170 { 171 char k = coll0.front(); 172 coll0.pop_front(); 173 if (k != ' ') //消除空格 174 coll1.push_back(k); 175 } 176 //从coll中取出元素，分配元素到coll2和coll3中 177 allocate(coll1, coll2, coll3); 178 179 //计算后缀表达式 180 calculate(coll3, coll4); 181 182 double result = 0; 183 cin >> result; 184 if (result == coll4.top()) 185 { 186 cout << "正确！" << endl; 187 true_num++; 188 cout << "计算结果为:" << coll4.top() << endl; 189 } 190 else 191 { 192 cout << "错误！" << endl; 193 false_num++; 194 cout << "计算结果为:" << coll4.top() << endl; 195 } 196 //将栈清空 197 coll4.pop(); 198 } 199 if (true_num >= false_num) 200 cout << "恭喜你！您共做对" << true_num << "道题！" << "做错" << false_num << "道题！" << endl; 201 else 202 cout << "还需加油！您共做对" << true_num << "道题！" << "做错" << false_num << "道题！" << endl; 203 } 204 else 205 { 206 random_number = rand() % 9 + 2; //随机生成2~10个数 207 for (j = 0; j < subject_number; j++) //设置题目数量 208 { 209 //清除数组元素 210 memset(Num, 0, sizeof(Num)); 211 memset(op_arrays, 0, sizeof(op_arrays)); 212 memset(fu, 0, sizeof(fu)); 213 214 random_number = rand() % 9 + 2; //随机生成2~10个数 215 for (i = 0; i < random_number; i++) 216 { 217 stringstream ss; 218 operation_character = rand() % (Max - min + 1) + min; 219 Num[i] = operation_character; 220 fuhao = rand() % 2 + 1; 221 switch (fuhao) 222 { 223 case 1:sign = "+"; break; 224 case 2:sign = "-"; break; 225 } 226 op_arrays[i] = sign; 227 228 fu[4 * i] = w; 229 ss << Num[i]; 230 ss >> fu[4 * i + 1]; 231 fu[4 * i + 2] = w; 232 if (i != (random_number - 1)) //最后一次不产生符号 233 fu[4 * i + 3] = op_arrays[i]; 234 else fu[4 * i + 3] = w; 235 } 236 Jude_has_brackets = rand() % 2 + 1; //随机确定有无括号 237 switch (Jude_has_brackets) 238 { 239 case 1: 240 left = "("; 241 right = ")"; 242 break; 243 case 2: 244 left = w; 245 right = w; 246 break; 247 } 248 249 for (i = 0; i < random_number; i++) 250 { 251 for (k = 0; k < (random_number - 1) / 2; k++) 252 { 253 fu[4 * k] = left; 254 if (left == "(") 255 { 256 fu[4 * k + 10] = right; 257 } 258 } 259 if ((fu[4 * i] == left) && (fu[4 * i + 2] == right)) 260 { 261 fu[4 * i] = w; 262 fu[4 * i + 2] = w; 263 } 264 265 All[j] += fu[4 * i] + fu[4 * i + 1] + fu[4 * i + 2] + fu[4 * i + 3]; 266 } 267 cout << j + 1 << "题. " << All[j] << "= " << endl; 268 for (int i = 0; i != All[j].size(); ++i) 269 { 270 //逐一加入每个字符，这里使用deque因为deque在两端删除添加的速度最快 271 coll0.push_back(All[j][i]); //在尾部加入一个元素 272 } 273 274 //将coll0转换为后缀表达式coll1 275 for (int i = 0; i != All[j].size(); ++i) 276 { 277 char k = coll0.front(); 278 coll0.pop_front(); 279 if (k != ' ') //消除空格 280 coll1.push_back(k); 281 } 282 //从coll中取出元素，分配元素到coll2和coll3中 283 allocate(coll1, coll2, coll3); 284 285 //计算后缀表达式 286 calculate(coll3, coll4); 287 288 double result = 0; 289 cin >> result; 290 if (result == coll4.top()) 291 { 292 cout << "正确！" << endl; 293 true_num++; 294 cout << "计算结果为:" << coll4.top() << endl; 295 } 296 else 297 { 298 cout << "错误！" << endl; 299 false_num++; 300 cout << "计算结果为:" << coll4.top() << endl; 301 } 302 //将栈清空 303 coll4.pop(); 304 } 305 if (true_num >= false_num) 306 cout << "恭喜你！您共做对" << true_num << "道题！" << "做错" << false_num << "道题！" << endl; 307 else 308 cout << "还需加油！您共做对" << true_num << "道题！" << "做错" << false_num << "道题！" << endl; 309 } 310 return 0; 311 } 312 313 314 //判断是否为括号 315 bool isPra(char c) 316 { 317 if (c == '(' || c == ')') 318 return true; 319 else 320 return false; 321 } 322 323 //获得符号的优先性 324 int getPri(char c) 325 { 326 switch (c) 327 { 328 case '+': 329 case '-': 330 return 0; //如果是加减，返回0 331 break; 332 case '*': 333 case '/': 334 return 1; //如果是乘除，返回1 335 break; 336 case '(': 337 case ')': 338 return -1; //注意，这里将括号设为最低优先级，因此括号不会被弹出，除非遇到右括号 339 break; 340 } 341 return 2; 342 } 343 344 //判断符号的优先性 345 void check(char c, stack<char>& coll2, deque<char>& coll3) 346 { 347 if (coll2.empty()) 348 { 349 coll2.push(c); 350 return; 351 } 352 353 if (isPra(c)) 354 { 355 if (c == '(') 356 coll2.push(c); 357 else 358 { 359 //弹出所有元素直到遇到左括号 360 while (coll2.top() != '(') 361 { 362 char ch = coll2.top(); 363 coll3.push_back(ch); 364 coll2.pop(); 365 } 366 367 //当遇到左括号时，弹出但不加入coll3(后缀表达式中）--(“（”“）”都不放入后缀表达式中) 368 coll2.pop(); //弹出左括号 369 } 370 } 371 else //如果不是括号 372 { 373 //取出栈顶元素，与当前符号进行优先性比较 374 char sym = coll2.top(); 375 376 //比较两符号的优先性 377 if (getPri(c) <= getPri(sym)) 378 { 379 //如果c的优先性比栈顶符号小或等于，弹出栈顶元素 380 coll2.pop(); 381 //并将其压入coll3（后缀表达式）中 382 coll3.push_back(sym); 383 //递归调用check,比较当前符号c与下一个栈顶符号的优先性 384 check(c, coll2, coll3); 385 } 386 else 387 { 388 //如果c比栈顶符号优先级大，那将c压入coll2(操作符栈）中 389 coll2.push(c); 390 } 391 } 392 } 393 394 //从coll中取出元素，分配元素到coll2和coll3中 395 void allocate(deque<char>& coll1, stack<char>& coll2, deque<char>& coll3) 396 { 397 while (!coll1.empty()) 398 { 399 char c = coll1.front(); 400 coll1.pop_front(); 401 402 if (c >= '0'&&c <= '9') 403 { 404 coll3.push_back(c); 405 //判断是否为两位数 406 if (!coll1.empty()) 407 { 408 c = coll1.front(); 409 if (c >= '0'&&c <= '9') 410 coll3.push_back('@'); 411 } 412 } 413 else 414 { 415 //调用check函数，针对不同情况作出不同操作 416 check(c, coll2, coll3); 417 } 418 419 } 420 421 //如果输入结束，将coll2的元素全部弹出，加入后缀表达式中 422 while (!coll2.empty()) 423 { 424 char c = coll2.top(); 425 coll3.push_back(c); 426 coll2.pop(); 427 } 428 } 429 430 431 //计算后缀表达式(修改) 432 void calculate(deque<char>& coll3, stack<double>& coll4) 433 { 434 while (!coll3.empty()) 435 { 436 char c = coll3.front(); //取出第一个元素 437 double op = 0; 438 coll3.pop_front(); //并弹出此元素 439 //coll3.erase(coll3.begin()); 440 //如果是操作数，压入栈中 441 442 //若是两位数在压入辅助数组后需要进行判断 443 if (c >= '0'&&c <= '9') 444 { 445 op = (c - '0'); 446 coll4.push(op); 447 //cout<<"op="<<op<<endl; 448 } 449 else if (c == '@') //如果是两位数则再读一位(若超过两位需要while扩展) 450 { 451 char d = coll3.front(); 452 op = coll4.top(); 453 coll4.pop(); 454 op = op * 10 + (d - '0'); 455 coll4.push(op); 456 coll3.pop_front(); 457 } 458 else //如果是操作符，从栈中弹出元素进行计算 459 { 460 double op1 = coll4.top(); 461 coll4.pop(); 462 double op2 = coll4.top(); 463 coll4.pop(); 464 switch (c) 465 { 466 case '+': 467 coll4.push(op2 + op1); 468 break; 469 case '-': 470 coll4.push(op2 - op1); 471 break; 472 case '*': 473 coll4.push(op2*op1); 474 break; 475 case '/': 476 coll4.push(op2 / op1); //注意是op2(op)op1而不是op1(op)op2 477 break; 478 } 479 } 480 } 481 }
运行截图：
工作截图：
这星期有些懈怠了编程激情有些下降以至于都没有加上真分数等等的情况，所以我还要反思，因为最终要成为一个系统，我决定在安卓手机上显示，所以只有开始转换成java了，希望下次我能圆满完成把。
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