结对编程作业:四则运算设计

一、算法设计思路：
设计思路

1. ‌主程序模块‌
   ‌初始化与交互控制‌：
   使用 srand(time(NULL)) 初始化随机数种子，保证每次运行生成不同题目。通过 while(1) 循环持续接收用户输入，输入 e 退出，否则调用题目生成函数。
2. ‌题目生成模块‌
   ‌随机生成题目‌：
   生成三个 1~20 的随机数（num1, num2, num3）。
   随机选择两个运算符（op1, op2）构成表达式（如 num1 op1 num2 op2 num3）。
   ‌预处理‌：
   ‌减法‌：若 num1 < num2，交换两者确保结果非负。
   ‌除法‌：调整 num2 或 num3，确保除数非零且结果可整除。
   ‌复合运算符处理‌：若第二个运算符是减法或除法，需基于第一个运算结果调整后续数值，避免负数或非整除结果。
3. ‌输入输出设计‌
   ‌输入容错‌：
   使用 scanf(" %c", &exitChar) 中的空格跳过空白符（如回车），避免误读输入。
4. ‌正确率计算模块‌
   公式为 (countCorrect / countTotal) * 100，通过浮点运算保留两位小数，避免整数除法精度丢失
   二、程序代码

define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

include <stdio.h>

include <stdlib.h>

include <time.h>

void generateQuestion(int* countCorrect, int* countTotal);
float calculateAccuracy(int countCorrect, int countTotal);

int main()
{
srand((unsigned int)time(NULL));
int countCorrect = 0, countTotal = 0;
char exitChar;

while (1) {
    printf("输入 'e' 退出或输入任意符号继续...\n");
    scanf(" %c", &exitChar);
    if (exitChar == 'e') {
        break;
    }
    generateQuestion(&countCorrect, &countTotal);
}

float accuracy = calculateAccuracy(countCorrect, countTotal);
printf("您的正确率为: %.2f%%\n", accuracy);

return 0;

}

void generateQuestion(int* countCorrect, int* countTotal)
{
int num1, num2, num3, result, userAnswer;
char operators[] = { '+', '-', '*', '/' };
char op1, op2;

// 生成三个随机数（范围 1~20）
num1 = rand() % 20 + 1;
num2 = rand() % 20 + 1;
num3 = rand() % 20 + 1;

// 随机选择两个运算符
op1 = operators[rand() % 4];
op2 = operators[rand() % 4];

// 预处理：确保减法结果非负且除法能整除
// 处理第一个运算符
if (op1 == '-') {
    // 确保 num1 >= num2
    if (num1 < num2) {
        int temp = num1;
        num1 = num2;
        num2 = temp;
    }
}
if (op1 == '/') {
    // 确保能整除且除数不为 0
    while (num2 == 0 || num1 % num2 != 0) {
        num2 = rand() % 10 + 1;
    }
}

// 处理第二个运算符
if (op2 == '-') {
    // 根据第一个运算结果调整 num3
    int firstResult;
    switch (op1) {
    case '+': firstResult = num1 + num2; break;
    case '-': firstResult = num1 - num2; break;
    case '*': firstResult = num1 * num2; break;
    case '/': firstResult = num1 / num2; break;
    }
    // 确保 firstResult >= num3
    if (firstResult < num3) {
        num3 = rand() % firstResult + 1; // 限制 num3 <= firstResult
    }
}
if (op2 == '/') {
    // 确保能整除且除数不为 0
    while (num3 == 0 || num2 % num3 != 0) {

三、运算结果截图

四、算法设计体会
运算符的合法性处理需细致考虑多种情况。例如，除法预处理中需同时检查除数非零和可整除性；复合运算符（如 (num1 - num2) - num3）需确保每一步结果均合法，避免负数或小数。
‌调试难点‌：初始版本在处理第二个运算符时，未正确基于第一个运算结果调整数值（如除法预处理误用 num2 % num3 而非 firstResult % num3），导致部分题目无法生成，需通过逐步调试定位逻辑漏洞。
本次实验我们通过模块化设计和预处理，实现了一个四则运算练习生成程序，尽可能去做到兼顾功能性和用户体验。过程中对运算符处理、随机数调整等问题的解决，深化了我们对程序优化和交互设计的理解。