四则运算计算程序(完成)

在上次的基础上，这次我们要完成两个功能——约分和逐条读入算式。

约分：

约分就是将分子分母同时除以它们的最大公约数。所以我们需要先得到它们的最大公约数。
这里我们可以使用辗转相除发来得到它，辗转相除法是一种递归过程，它的函数实现如下：

int Fraction::get_gcd(int a, int b)//求最大公约数,a为分子,b为分母
{
    if (b == 0)
        return a;
    return get_gcd(b, a%b);
}

这个函数的使用方法很简单，只需要输入两个参数便可以得到最大公约数。

约分函数的函数实现如下：

void Fraction::reduction() {
    int gcd = get_gcd(numerator, denominator);
    numerator    = numerator      / gcd;
    denominator = denominator / gcd;
    if (denominator < 0)
    {
        numerator = -numerator;
        denominator = -denominator;
    }
}

在除完最大公约数后，为了方便打印分数，我们把整个分数的正负号在分子中表示，分母是恒正的。但因为计算中间可能会有分母为负的情况，所以我们在约分中进行判断，如果分母小于0，则分子分母都取反。

逐条读入算式：

引入

#include <fstream>

这是输入文件流的头文件，文件流fstream和输入输出流iostream的使用方法类似。

Calculator类是负责输入、转换、输出的类。在Calculator类中添加两个成员变量：

ifstream ifs, ifs_line

ifs流是用来读入计算器的文件流，即一个字符一个字符读入，就像用手输入一样。

ifs_line流是用来读入文件里的算式并打印在控制台的文件流。

建立一个txt文件Expressions.txt，里面写下10个算式。

Calculator类主成员函数Run()实现如下：

void Calculator::Run() {
    ifs = ifstream("Expressions.txt");
    ifs_line = ifstream("Expressions.txt");
    
    Fraction correct_answer, user_answer;    // 正确答案和用户答案
    int    correct_num = 0, wrong_num = 0;

    // 输入中缀表达式
    cout << "请计算下列算式：" << endl;
    while (!ifs_line.eof())
    {
        // 每个算式计算之前清空成员变量
        il = 0;
        pl = 0;
        while (!is.empty())
            is.pop();
        while (!ps.empty())
            ps.pop();
        for (int i = 0; i < 100; i++)
        {
            InfixExp[i] = PostfixExp[i] = Expression();
        }
　　　　 // 获得中缀表达式及中缀表达式转后缀表达式
        if (GetInfixExp() && Transform()) {
            for (int i = 0; i < pl; i++) {
                if (PostfixExp[i].Operator == NULL)
                    ps.push(PostfixExp[i].Operand);
                else {
                    if (!Compute(PostfixExp[i].Operator))
                        return;
                }
            }
            correct_answer = ps.top();
        }
        else
        {
            cout << "算式格式错误" << endl;
            return;
        }

        cin >> user_answer;
        user_answer.reduction(), correct_answer.reduction();
        if (user_answer == correct_answer)
        {
            correct_num++;
            cout << "计算正确" << endl;
            
        }
        else
        {
            wrong_num++;
            cout << "计算错误，正确答案是" << correct_answer << endl;
            
        }
    }
    cout << "所有算式计算完毕" << endl;
    cout << "共" << correct_num + wrong_num << "题，";
    cout << "正确" << correct_num << "道，错误" << wrong_num << "道" << endl;
}

运行结果：