用C++实现的随机生成300道四则运算练习题的程序

一、前言

本次专业课实验为结对编程，即一个同学coding,另一个同学在旁边审核代码，经过一定时间后再交换角色。队友学号为2152202。

 

二、题设

小学老师要每周给同学出300道四则运算练习题。这个程序有很多种实现方式：C/C++/C#/VB.net/Java/Excel/Unix Shell/Emacs/Powershell/Vbscript/Perl/Python。

具体要求：

1.一或两个运算符(a+b或a+b+c)，100 以内的数字，不需要写答案。

2.需要检查答案是否正确，并且保证答案在 0..100 之间。

3.尽可能地多设置一些条件。

 

三、分析

经讨论后，我们结对小组选择了相对比较熟悉的C++语言。由于是为小学生开发的四则运算练习题，考虑到小学生对于分数运算可能相对不太熟悉，于是除法算法需要对运算结果进行判断。具体判断方式为，如果运算结果是分数，那么这题废弃，重新出题。加减乘法不需要考虑分数运算问题，但存在运算结果在0-100范围外的情况，若经过判断，运算结果在0-100在范围之外，那么该题废弃，重新出题。通过rand() % 3+ 1生成1-4的随机数用于实现加减乘除运算符号的随机。

在筛选有效题目的基础上，我们再使用if语句对做题人输入答案的正确性进行验证，并输出相应的提示性语句。最后计算做题人本次答题的正确率并输出。此外我们还增加了将错题写入文件的功能，文件下保留了使用此程序答题的历史所有错题。

为实现随机出题，我们使用了ctime头文件。

 

 

四、实验环境

Dev-C++  Win 10

 

五、代码及运行结果

 

#include <iomanip>
#include<iostream>
#include<cstdlib>
#include<ctime>
#include<fstream>
using namespace std;

int main()
{
    clock_t t0,t1;  //用于计算运行时间
    int sum,num=-1,flag=1,f_right=0;        //sum用来存放正确的结果，num用来存放答题者输入的结果，flag用来记录有效题目数量 ，f_right用来记录正确数量 
    double accuracy=0;        //正确率 
    for(t0 = clock();flag<=300;){
        srand(time(NULL));
        int a,b;        //生成两个随机数
        a= rand() %100;
        b= rand() %100;
        int e= rand() % 3+ 1;        //判断四则运算符号 生成0+1~3+1的随机数
        if(e==1){            //加法 
            sum=a+b;
            if(sum<=100){
                cout<<"第"<<flag<<"题：" ;
                cout<<a<<"+"<<b<<"=";
                cin>>num;
                flag++;
            }
        }
    
        else if(e==2){        //减法 
            sum=a-b;
            if(sum<=100&&sum>=0){
                cout<<"第"<<flag<<"题：" ;
                cout<<a<<"-"<<b<<"=";
                cin>>num;
                flag++;
            }
        }
    
        else if(e==3){        //乘法 
            sum=a*b;
            if(sum<=100&&sum>=0){
                cout<<"第"<<flag<<"题：" ;
                cout<<a<<"*"<<b<<"=";
                cin>>num;
                flag++;
            }
        }
    
        else if(e==4){        //除法 
            if(b!=0&&a%b==0){
                sum=a/b;
                if(sum<=100&&sum>=0){
                    cout<<"第"<<flag<<"题：" ;
                    cout<<a<<"/"<<b<<"=";
                    cin>>num;    
                    flag++;
                }
            }
        }
        
        if(num==sum){
            cout<<"恭喜你答对了！"<<endl;
            system("pause");
            f_right++;
            num=-1;
        }
        else if(num!=-1){        //&&num!=sum
            cout<<"很遗憾你答错了！"<<endl;    
            
            ofstream ofs;
            ofs.open("file.txt", ios::app);

            if(e==1){
                ofs<<a<<"+"<<b<<"="<<sum<<endl<<"你的答案："<<num<<endl;    
            }
            else if(e==2){
                ofs<<a<<"-"<<b<<"="<<sum<<endl<<"你的答案："<<num<<endl;    
            }
            else if(e==3){
                ofs<<a<<"*"<<b<<"="<<sum<<endl<<"你的答案："<<num<<endl;    
            }
            else if(e==4){
                ofs<<a<<"/"<<b<<"="<<sum<<endl<<"你的答案："<<num<<endl;    
            }

            
            ofs.close();
            
            system("pause");
            num=-1;
        }
        if((flag-1)%10==0)
        system("cls");

    }
    t1 = clock();
    int time=(int)(t1-t0)/CLOCKS_PER_SEC;
    flag=flag-1;
    accuracy=(double)f_right/(double)flag;
//    cout<<"恭喜做完本轮试题，您本次的正确率为："<<accuracy*100<<"%";
    cout<<"恭喜做完本轮试题，您本次的正确率为："<<fixed<<setprecision(2)<<accuracy*100<<"%"<<"本次作答总用时为："<<time<<"秒"<<endl; 
    return 0;
}

每十题清一次屏：

显示正确率以及总用时：

 

 

错题记录：

 

 

 

六、遇到的问题及解决方式

1.重复打印

在编码过程中遇到了输出错误后，重复打印了多行输出语句。为解决此问题，我们选择在if语句判断运算结果正确与否过后将num置为-1,避免程序在筛除无效题目后重复打印之前的输出语句。

 

2.控制double的小数点位数

由于我们程序中具有计算正确率的功能，于是使用了double类型来存储相关变量。随着正确率分子分母的变化，在输出时小数点后的位数也有所变化。为了方便老师等相关人员统计做题情况，我们查询资料后使用了iomanip头文件，利用setprecision函数来控制小数点位数。

相关代码片段：

 

#include <iomanip>

accuracy=(double)f_right/(double)flag;
cout<<"恭喜做完本轮试题，您本次的正确率为："<<accuracy*100<<"%";

 

 

 

 

 

 

 

 

3.控制随机性

在实际测试中我们发现，如果做题人做题速度过快，那么随着系统时间随机的逻辑则会影响随机性，即在相对短的时间内会出同样的题目，这无疑违背了同学们做题的初衷。于是我们想到利用system("pause")，以此达到延缓出题时间的效果，进一步控制程序的随机性。

改进前：

 

改进后：

 

 

4.显示时间

我们原本的构思是一定时间内当前题未能答出，则自动视为答错了，进入下一题。但实际上实现起来过于复杂，于是经过查阅资料，修改成了显示总时长。

相关代码片段:

 

#include<ctime>

clock_t t0,t1;  //用于计算运行时间
t1 = clock();
int time=(int)(t1-t0)/CLOCKS_PER_SEC;
cout<<"本次作答总用时为："<<time<<"秒"<<endl;

 

 

 

 

七、收获与总结

经过本次结对编程实验，我们对结对编程有了更深切的体会。一是感觉结对编程效率比较高，在编程的过程中双方就能实时交流，能及时提出建议或是改正错误，并且由于随时准备交流，所以专注度高。二是结对编程能实现相对更完整的程序。三是结对编程有助于双方能力的提升。总的来说，本次结对编程实验收获颇丰！博主能力有限，如有建议及指正欢迎在评论区提出！