//Note:生成一颗不可能带括号的树
//步骤:先生成一个中缀表达式，再生成一颗二叉树
public void GenerateTreeWithoutBrack(Fraction[] numbers, string[] operations, Random rand, int leftRange)
{
StringBuilder temp = new StringBuilder();
//通过给定的numbers和operations生成不带括号的中缀表达式
for (int i = 0; i < numbers.Count(); i++)
{
temp.Append(numbers[i].ToString() + " ");
//在生成不带括号的表达式时，必须得学会反转
if (i == numbers.Count() - 1)
{
break;
}
//如果不带括号表达中出现了 x/0的情况，由于除法是左结合所以只要保证除法右侧的数不为0即可
if (operations[i] == "÷" && numbers[i + 1].GetMo() == 0)
{
numbers[i + 1] = new Fraction(1, 1);
}
//要求整除的前提下，这时候都是整数参与运算，没有分数
else if (operations[i] == "÷" && !HasFrac)
{
//如果本来就整除就不需要费事了...
if (numbers[i].GetMo() % numbers[i + 1].GetMo() != 0 &&
(i == 0 || operations[i - 1] == "+" || operations[i - 1] == "-" || operations[i - 1] == "×"))
{
//在leftRange到numbers[i]的范围内取一随机数，求它与numbers[i]的分子的最大公约数
int a = rand.Next(leftRange, Math.Abs((int)numbers[i].GetMo()) + 1);
long gcd = Fraction.GetGCD(numbers[i].GetMo(), a);
//令numbers[i+1]的值为该数
numbers[i + 1] = new Fraction(gcd, 1);
}
}
temp.Append(operations[i] + " ");
}
//获得了不带括号的中缀表达式，接下来要将它变为一颗树，这里一定要带=，这是判断的条件之一
TreeInfix = temp.ToString() + " =";
//中缀表达式要先转成后缀表达式
string Suffix = InfixToSuffix(TreeInfix);
//后缀表达式转成树,设置Root为根结点
SuffixToTree(Suffix);
//通过对树的修补进行表达式的合法化
Answer = AmendTreeAndCalculate(this.Root, leftRange).ToString();
//重新生成一个中缀表达式(不加任何括号的)
TreeInfix = InOrderToInfixWithoutBrack(this.Root) + " =";
//通过最小表示法生成最小表示序列
TreeMinusLamda = GenerateMinusExp(this.Root);
}
//修正树结构，并计算得出最后的值。
//修正包括范围：
//1.减法中产生负数的情况(包括 有括号 与 无括号式子)
//2.除法中需要整除的情况(这里只会修复有括号式子，无括号式子的情况已经在生成时修复了)
//3.除法出现除数为0的情况(全部修复)
public Fraction AmendTreeAndCalculate(Node root, int leftRange)
{
if (root.Left == null && root.Right == null)
{
return((Fraction)root.Value);
}
switch (root.Value)
{
case "+": return(AmendTreeAndCalculate(root.Left, leftRange) + AmendTreeAndCalculate(root.Right, leftRange));
case "-":
Fraction LExp = AmendTreeAndCalculate(root.Left, leftRange);
Fraction RExp = AmendTreeAndCalculate(root.Right, leftRange);
//如果结果为负数的话且是没有括号的式子
//不允许结果中出现负数的话，就把两颗子树翻转
//并且要重新生成中缀表达式和最小表达式
if ((RExp > LExp) & !HasNegative & HasBrack)
{
Transfer(root);
}
//针对没有括号的情况
else if ((RExp > LExp) & !HasNegative)
{
root.Value = "+";
return(LExp + RExp);
}
return(LExp - RExp);
case "×": return(AmendTreeAndCalculate(root.Left, leftRange) * AmendTreeAndCalculate(root.Right, leftRange));
case "÷":
Fraction divider = AmendTreeAndCalculate(root.Left, leftRange);
Fraction divisor = AmendTreeAndCalculate(root.Right, leftRange);
//如果发现被除数不是0，而除数是0的话，就翻转两颗子树
if (divisor.GetMo() == 0 && divider.GetMo() != 0)
{
Transfer(root);
return(0);
}
//如果不幸发现被除数和除数同时为0的话，那么还是默默地改掉这个符号吧...
else if (divisor.GetMo() == 0 && divider.GetMo() == 0)
{
//除法自此改名为加法
root.Value = "+";
return(0);
}
//如果在满足了有效性的条件下，突然发现老板加了任务：你必须给我搞个整除出来，咋办？
if (!HasFrac)
{
//如果你天生就能整除，我何必遭受这个罪呢...
if (divider.GetMo() % divisor.GetMo() == 0)
{
return(divider.GetMo() / divisor.GetMo());
}
//但如果你天生不能整除可咋办呢？
else
{
//求得左侧被除数随机化产生的一个因子
int iRnd = DateTime.Now.Millisecond;
Random rand = new Random(iRnd);
//注意这里值域的下限
int a = rand.Next(leftRange, Math.Abs((int)divider.GetMo()));
long gcd = Fraction.GetGCD(divider.GetMo(), a);
//舍弃右侧原有子树，使用新的结点来代替，除法结果是 divider / gcd
root.Right = new Node(new Fraction(gcd, 1).ToString());
return(divider.GetMo() / gcd);
}
}
return(divider / divisor);
default:
throw new MyException.OwnDivException("啊呀呀，在计算的时候出了奇怪的错误。");
}
}
