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目录四则运算——初级
题目
编写一个四则运算程序，满足如下要求
- 题目要求：100以内加减法，满足小学二年级数学口算需求
- 使用参数控制生成题目的个数
- 每道题目中出现的运算符个数不超过两个
- 程序一次运行生成的题目不能重复，请思考关于重复的定义。生成的题目存入执行程序的当前目录下的Exercises.txt文件，格式如下：
- 四则运算题目1
- 四则运算题目2
- 再生成题目的同时，计算出所有题目的答案，并存入执行程序的当前目录下的Answers.txt文件，格式如下：
- 答案1
- 答案2
- 估计需求分析、设计、编码、测试各阶段时间，记录实际工作中各项工作时间花费，并列表进行对比
需求分析
start at 20:30
-
首先，100以内加减法，100以内加减法是指参与运算的数不超过100，还是运算结果不超过100？
通过对市面上的100以内加减法的习题的分析研究，以及对于小学二年级家长与老师的采访调研，得出100以内加减法，100以内加减法是指参与运算的数和运算结果都不超过100的含义。
-
使用参数控制生成题目的个数就是需要用户输入数量
-
每道题目中出现的运算符个数不超过两个即为，运算符只能是一个或者两个
-
一次运行生成的题目不能重复，那么对于一个运算符的情况，不能出现1+2和2+1或1+2和1+2的情况，对于两个运算符情况，不能出现1+1+2与1+2+1的情况
-
生成的题目及其答案需要对应的存入相应的文件里面
end at 20:42
cost time 12min
设计
start at 22:35
- 用num存储生成题目的个数。
- 用随机数ra的0和1表示运算符的个数，0代表1个运算符，1代表2个运算符。
- 再用随机数opt的0和1代表+-运算符，0代表+，1代表-。
- 随机生成参与运算的0-100之间数字，首先计算结果，如果大于100就不记入已产生的四则运算式子。
- 对于重复的，我们可以采用数据结构来存储，将加减号转换为正负号，存入[-100,+100]的两个或者三个数组内。
- 使用文件流操作，将数据读入txt其中。
end at 22:48
cost time 13min
编码
begin at 0:07
#include <bits/stdc++.h>
//#define LOCAL
using namespace std;
typedef long long ll;
#define IOS ios::sync_with_stdio(false); cin.tie(0); cout.tie(0);
const double pi=acos(-1.0);
const int INF=1000000000;
const int maxn=1000005;
int num,ans=0;
int plustwo[110][110],minutwo[110][110],operatthree[500][500][500];
int main()
{
IOS;
#ifdef LOCAL
freopen("input.txt","r",stdin);
freopen("output.txt","w",stdout);
#endif
srand(time(NULL));
memset(plustwo,0,sizeof(plustwo));
memset(minutwo,0,sizeof(minutwo));
memset(operatthree,0,sizeof(operatthree));
cout<<"please input the number of the questions that you need:"<<endl;
cin>>num;
fstream f;
f.open("Exercises.txt",ios::out);
f.close();
f.open("Answers.txt",ios::out);
f.close();
while(ans<num){
int ra=rand()%2+1;
if(ra==1){
int a1=rand()%100+1,a2=rand()%100+1,opt=rand()%2+1,res;
if(opt==1){
res=a1+a2;
if(res<0||res>100) continue;
if(plustwo[a1][a2]==1) continue;
plustwo[a1][a2]=1;
//cout<<ans+1<<":"<<a1<<"+"<<a2<<"="<<res<<endl;
f.open("Exercises.txt",ios::out|ios::app);
f<<ans+1<<":"<<a1<<"+"<<a2<<"="<<endl;
f.close();
f.open("Answers.txt",ios::out|ios::app);
f<<ans+1<<":"<<res<<endl;
f.close();
}
else{
res=a1-a2;
if(res<0||res>100) continue;
if(minutwo[a1][a2]==1) continue;
minutwo[a1][a2]=1;
//cout<<ans+1<<":"<<a1<<"-"<<a2<<"="<<res<<endl;
f.open("Exercises.txt",ios::out|ios::app);
f<<ans+1<<":"<<a1<<"-"<<a2<<"="<<endl;
f.close();
f.open("Answers.txt",ios::out|ios::app);
f<<ans+1<<":"<<res<<endl;
f.close();
}
ans++;
}
else {
int a1=rand()%100+1,a2=rand()%100+1,a3=rand()%100+1,res,opt1=rand()%2+1,opt2=rand()%2+1;
int b1=a1,b2=a2,b3=a3;
if(opt1==2) b2=-b2;
if(opt2==2) b3=-b3;
res=b1+b2+b3;
if(res<0||res>100) continue;
if(operatthree[b1][200+b2][200+b3]==1) continue;
operatthree[b1][200+b2][200+b3]=1;
/*cout<<ans+1<<":"<<a1;
if(opt1==1) cout<<"+";
else cout<<"-";
cout<<a2;
if(opt2==1) cout<<"+";
else cout<<"-";
cout<<a3<<"="<<res<<endl;*/
f.open("Exercises.txt",ios::out|ios::app);
f<<ans+1<<":"<<a1;
if(opt1==1) f<<"+";
else f<<"-";
f<<a2;
if(opt2==1) f<<"+";
else f<<"-";
f<<a3<<"="<<endl;
f.close();
f.open("Answers.txt",ios::out|ios::app);
f<<ans+1<<":"<<res<<endl;
f.close();
ans++;
}
}
return 0;
}
end at 0:33
cost time 26min
重构代码
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int num,ans=0;
int plustwo[110][110],minutwo[110][110],operatthree[500][500][500];
fstream f;
void gentxt(); //创建Exercises和Answers文件
void outtwoex(int a1,int a2,int opt); //单符号加减法输出到Exercises
void outans(int res); //输出到Answers
void outthreex(int a1,int a2,int a3,int opt1,int opt2); //双符号加减法输出到Exercises
int main()
{
srand(time(NULL));
cout<<"please input the number of the questions that you need:"<<endl;
cin>>num;
gentxt();
while(ans<num){
int ra=rand()%2+1; //判断单双符号
if(ra==1){
int a1=rand()%100+1,a2=rand()%100+1,opt=rand()%2+1,res;
if(opt==1){ //单符号为+
res=a1+a2;
if(res<0||res>100) continue;
if(plustwo[a1][a2]==1) continue; //判断重复
plustwo[a1][a2]=1;
outtwoex(a1,a2,opt);
outans(res);
}
else{ //单符号为-
res=a1-a2;
if(res<0||res>100) continue;
if(minutwo[a1][a2]==1) continue; //判断重复
minutwo[a1][a2]=1;
outtwoex(a1,a2,opt);
outans(res);
}
ans++;
}
else { //双符号
int a1=rand()%100+1,a2=rand()%100+1,a3=rand()%100+1,res,opt1=rand()%2+1,opt2=rand()%2+1;
int b1=a1,b2=a2,b3=a3;
if(opt1==2) b2=-b2;
if(opt2==2) b3=-b3;
res=b1+b2+b3;
if(res<0||res>100) continue;
if(operatthree[b1][200+b2][200+b3]==1) continue;
operatthree[b1][200+b2][200+b3]=1;
outthreex(a1,a2,a3,opt1,opt2);
outans(res);
ans++;
}
}
return 0;
}
void gentxt(){
f.open("Exercises.txt",ios::out);
f.close();
f.open("Answers.txt",ios::out);
f.close();
}
void outtwoex(int a1,int a2,int opt){
f.open("Exercises.txt",ios::out|ios::app);
if(opt==1) f<<ans+1<<":"<<a1<<"+"<<a2<<"="<<endl;
else f<<ans+1<<":"<<a1<<"-"<<a2<<"="<<endl;
f.close();
}
void outans(int res){
f.open("Answers.txt",ios::out|ios::app);
f<<ans+1<<":"<<res<<endl;
f.close();
}
void outthreex(int a1,int a2,int a3,int opt1,int opt2){
f.open("Exercises.txt",ios::out|ios::app);
f<<ans+1<<":"<<a1;
if(opt1==1) f<<"+";
else f<<"-";
f<<a2;
if(opt2==1) f<<"+";
else f<<"-";
f<<a3<<"="<<endl;
f.close();
}
测试
start at 0:37
无bug
输入：20
//Exercises.txt
1:46+88-51=
2:90-78=
3:69-48=
4:47+100-91=
5:18+52=
6:69-80+47=
7:85+77-64=
8:41+42+14=
9:98-66=
10:95-67=
11:8+66+17=
12:8+64-59=
13:16-9=
14:38+39=
15:81-56+26=
16:70-32+53=
17:69-23+40=
18:87-74=
19:64+8=
20:72-97+44=
//Answers.txt
1:83
2:12
3:21
4:56
5:70
6:36
7:98
8:97
9:32
10:28
11:91
12:13
13:7
14:77
15:51
16:91
17:86
18:13
19:72
20:19
end at 0:43
cost time 6min
思路说明
首先输入要生成多少条四则运算题目。
然后对于每一条题目我们来随机生成是一个运算符还是两个运算符。
如果是一个运算符，随机生成a+b或者a-b的形式。
如果是两个运算符，就随机生成a+b+c或a+b-c或a-b+c或a-b-b的形式。
然后我们来考虑如何避免重复的情况发生。
对于一个运算符+的情况，我们用二维数组来存储a和b是否出现过。
对于一个运算符-的情况，我们再用另一个二维数组来存储a和b是否出现过。
对于两个运算符，我们将减100变成加-100，从而全部转换到+域上来。
简而言之就是当运算符为-的时候，将后面的一个数字变为相反数。
然后我们只需要用一个三维数组来存储a、b、c是否出现过即可。
最后将运算式及其答案分别存入文件即可。
时间花费比较
| 需求分析 | 12minutes |
|---|---|
| 设计 | 13minutes |
| 编码 | 26minutes |
| 测试 | 6minutes |
已知问题
- 界面不够直观, 操作便利性不足
解决方案: 进一步优化界面设计，可以用前端语言做一个便于操作的界面
-
随机数生成难以生成足够多的题目
解决方案：暂无良好的解决方案