是否可以减少重复的基于排列的 if 语句？

Question

您好，我正在做这个数学游戏，在我的最后一个场景中，我做了很多重复的代码，但我不确定是否有办法简化它，我已经在下面链接了，所以可能会更老练程序员可能有一些更优雅的解决方案！ 例如，我试图生成 (a[]b)²[]c[]d 之类的所有排列，其中括号将替换为 +、-、* 或 /。我一直在做的只是创建随机百分比 if 语句来选择特定版本，如“(a+b)²/cd” 是否有比我一直在做的更“蛮力”和可读性的方法？

if(UnityEngine.Random.Range(0,101)>50){
        // 50% of being (a+b)²(c)+d
    if(UnityEngine.Random.Range(0,101)>50){
        ans = ((int) Mathf.Pow((float) a+ (float) b, 2))*c+d;
        input.text = "("+a+"+"+b+")"+"²"+"("+c+")"+"+"+d+"=";
        Debug.Log("Problem ID: 78");
        // 50% of being (a+b)²(c)-d
    } else {
        ans = ((int) Mathf.Pow((float) a+ (float) b, 2))*c-d;
        input.text = "("+a+"+"+b+")"+"²"+"("+c+")"+"-"+d+"=";
        Debug.Log("Problem ID: 79");
    }
    // 50% of being (a-b)²(c)[]d
} else {
    // 50% of being (a-b)²(c)+d
    if(UnityEngine.Random.Range(0,101)>50){
        ans = ((int) Mathf.Pow((float) a- (float) b, 2))*c+d;
        input.text = "("+a+"-"+b+")"+"²"+"("+c+")"+"+"+d+"=";
        Debug.Log("Problem ID: 80");
        // 50% of being (a-b)²(c)-d
    } else {
        ans = ((int) Mathf.Pow((float) a- (float) b, 2))*c-d;
        input.text = "("+a+"-"+b+")"+"²"+"("+c+")"+"-"+d+"=";
        Debug.Log("Problem ID: 81");
    }

（下面的Pastebin以获得更多上下文） https://pastebin.pl/view/d1bfb99e

Answer 1

我赞赏您希望使您的代码更具可读性。基本思想是将 (a) 定义、(b) 选择和 (c) 应用运算符分开。

• 第 1 步：定义Operators。每个Operator 都结合了一个数学运算（例如Add 将是(a, b) => a + b）和一个符号（例如Add 将是"+"）。

  class Operator
  {
      public Func<int, int, int> Calculate { get; }
      public string Symbol { get; }
  
      public Operator(Func<int, int, int> calculate, string symbol)
      {
          Calculate = calculate;
          Symbol = symbol;
      }
  }
  
  private Operator Add = new Operator((a, b) => (a + b), "+");
  private Operator Subtract = new Operator((a, b) => (a - b), "-");
  

• 第 2 步：然后随机选择运算符（我使用 System.Random，因为我对 Unity 不熟悉，但请随意将其替换为您选择的随机数生成器）：

  var rnd = new Random();
  
  private (Operator op1, Operator op2, int problemId) RandomlyChooseProblem()
  {
      switch (rnd.Next(4))
      {
          case 0: return (Add, Add, 78);
          case 1: return (Add, Subtract, 79);
          case 2: return (Subtract, Add, 80);
          case 3: return (Subtract, Subtract, 81);
          default: throw new InvalidOperationException("This should not happen.");
      }
  }
  

• 第 3 步：应用它们：

  var (op1, op2, problemId) = RandomlyChooseProblem();
  
  ans = op2.Calculate((int)Math.Pow(op1.Calculate(a, b), 2) * c, d);
  input.text = $"(a{op1.Symbol}b)²*c{op2.Symbol}d");
  Debug.Log($"Problem ID: {problemId}");
  

现在只需一行代码即可添加新的运算符（例如Multiply）或新的问题变体（例如(Add, Multiply, 82)）。

Answer 2

将计算分成几部分 - a±b、square * c 和 ±d。分别计算，乘以得到最终结果。对于文本，可以使用字符串插值

float ans;
string operator1;
string operator2;
if (UnityEngine.Random.Range(0,101)>50) {
    ans = (float) a + (float) b;
    operator1 = "+";
} else {
    ans = (float) a - (float) b;
    operator1 = "-";
}
ans = (int)(ans * ans) * c;
if (UnityEngine.Random.Range(0,101)>50) {
    ans += d;
    operator2 = "+";
} else {
    ans -= d;
    operator2 = "-";
}
input.text = $"(a{operator1}b)²(c){operator2}d";

还要注意UnityEngine.Random.Range(0,101) > 50 的概率并不完全是 50%。您可能指的是UnityEngine.Random.Range(1,101) > 50，但我只会使用UnityEngine.Random.Range(0,2) == 0。

可以通过生成 2 个随机位并将由这些位编码的 2 位数字添加到 78 来展平问题 ID：

float ans;
string operator1;
string operator2;
int random1 = UnityEngine.Random.Range(0,2);
int random2 = UnityEngine.Random.Range(0,2);
if (random1 == 0) {
    ans = (float) a + (float) b;
    operator1 = "+";
} else {
    ans = (float) a - (float) b;
    operator1 = "-";
}
ans = (int)(ans * ans) * c;
if (random2 == 0) {
    ans += d;
    operator2 = "+";
} else {
    ans -= d;
    operator2 = "-";
}
int problemID = 78 + random1 + random2 * 2;
Debug.Log($"Problem ID: {problemID}");
input.text = $"(a{operator1}b)²(c){operator2}d";

不过，这个技巧在 IMO 中的可读性并不高。