四则运算表达式生成

为了配合上一篇博客里所写的小程序，我又写了一个能够自动生成四则运算表达式的程序。程序的总体思路比较简单，

1. 随机生成一个数字，代表着生成表达式中操作数的个数。
2. 循环生成一个数字，将其输出，然后等概率生成‘+’‘-’‘*’‘/’中的一个跟在该数字后面，输出。
3. 以一定概率生成左括号，若生成了左括号则输出，并进行计数标志当前共有多少个未完成匹配的左括号。
4. 若当前有未完成匹配的左括号，则在生成一个数字后，生成一个操作符前，以一定的概率生成右括号。
5. 在生成完毕后，生成最后一个数并将为匹配的左括号予以匹配。

根据上述思路，其代码实现如下：

1 #include <bits/stdc++.h>
 2 
 3 #define maxl 8
 4 #define maxn 100
 5 
 6 using namespace std;
 7 
 8 typedef long long ll;
 9 
10 ofstream fout("equation.txt");
11 char Op[] = {'+', '-', '*', '/'};
12 
13 void create()
14 {
15     //首先随机生成算式中操作数的个数，其数量必须大于1 
16     int length;
17     do{
18         length = rand()%maxl;
19     }while(length < 2);
20     bool div = false;                        //用来防止出现除0错误 
21     int brack_cnt = 0;                        //记录未匹配的左括号个数 
22     ll num, op;
23     
24     for (int i = 1; i < length; i++)        //循环生成算式 
25     {
26         if (div)                            //若此时需要生成的数字前的负号是'/'，则需要特判此次生成的数字不能为0 
27         {
28             div = false;
29             do{
30                 num = rand()%maxn;
31             }while(num == 0);
32             fout << num;
33         }
34         else
35             fout << rand()%maxn;            //否则直接生成数字输出 
36         int tmpcnt = brack_cnt;
37         for (int j = 0; j < tmpcnt; j++)    //若当前有未匹配的左括号，则对每一个未匹配的左括号，都有一定概率生成相应右括号。    
38         {
39             if ((rand()%5) > 2)                //生成右括号概率为0.6
40             {
41                 brack_cnt--;
42                 fout << ")";
43             }
44         }
45         
46         op = rand()%4;                        //生成运算符 
47         fout << Op[op];
48         if (op == 3)                        //若生成了除号，则需要置相应标志位 
49             div = true;
50         
51         if (!(rand()%3))                    //以一定概率生成左括号，概率为1/3 
52         {
53             fout << "(";
54             brack_cnt++;
55             fout << rand()%maxn;            //生成左括号后必须生成一个数字和运算符，不然可能出现(15)这样的错误 
56             op = rand()%4;
57             fout << Op[op];
58             if (op == 3)
59                 div = true;
60         }
61     }
62     if (div)                                //生成最后一个数字，该数字后不需要跟运算符 
63     {
64         div = false;
65         do{
66             num = rand()%maxn;
67         }while(num == 0);
68         fout << num;
69     }
70     else
71         fout << rand()%maxn;
72     while(brack_cnt--)                        //补全右括号 
73         fout << ")";
74     fout << endl;
75 }
76 
77 int main()
78 {
79     srand(time(0));
80     int t;
81     //获得需要生成算式的个数 
82     cin >> t;
83     while(t--)
84         create();
85     return 0;
86 }

总结

这个程序在一定程度上实现了我们所需要的功能，但是仍有一定的不足，最重要的一个问题就是会生成一些无用的括号，比如(23)4等。所以整个程序还是有改进的余地的，在日后可以对其进行优化，使其能够完美的实现需求的功能。
原文链接: https://www.cnblogs.com/fanfan-blogs/p/5246469.html

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