CTSC23 公式编辑器.docx
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CTSC23公式编辑器
公式编辑器解题报告
湖南省长沙市长郡中学胡伟栋
问题简述：
给出键盘的一些操作，要求编一个程序模拟公式编辑器处理这些操作。
公式编辑器支持以下操作：
输入字符、插入分式、插入矩阵、插入一行或一列到矩阵中、光标上下左右移动、光标移到编辑框首、光标移到编辑框尾。
分析：
此题是一道很复杂的模拟题。
此题难点在于其对象的类型比较多：
有字符、矩阵和分式，同时操作比较多：
有光标的上下左右移动、Home、End，矩阵的增加行、列等。
且输出也比较麻烦。
解决此题主要是保持头脑清醒（这一点对做任何模拟题都非常重要）和选择好的数据结构。
这里，整个表达式很像一棵树的样子：
如果一个表达式不是整个表达式，则它必有一个直接的包含它的表达式，这就是它的父表达式；每个表达式都可能有0个或多个子表达式且子表达式之间没有直接关系。
可以用树结构来处理整个表达式。
此题是一个模拟题，不要用到多少算法，只要按照原题所说的一步一步做即可。
具体做法可见参考程序。
参考程序：
program
Maths;
{$ModeDelphi}//引用Delphi模式
const
inf='maths.in';//输入文件
ouf='maths.out';//输出文件
maxChars=100000;//输出的非空字符最大数
type
eleStyle=（eleChar,eleExp,eleMatrix,eleFraction）;//表达式的类型
placeType=（pl_None,pl_Home,pl_End）;//不移动/移到编缉框开始位置/移到编缉框结束位置
const
hs:
array[eleChar..eleFraction]ofinteger=（0,1,1,2）;//不同表达式的初始行数
ws:
array[eleChar..eleFraction]ofinteger=（0,0,1,1）;//不同表达式的初始列数
moveSetPlace:
array[-1..1]ofplaceType=（pl_End,pl_None,pl_Home）;//向左（-1）/右
（1）移动到子编辑框的位置
ifEnd:
array[-1..1]ofinteger=（1,0,0）;//向左（-1）/右
（1）移动是否会到子编辑框的结束位置
canMin:
array[eleChar..eleFraction]ofinteger=（0,0,1,1）;//编辑框的光标能向左移的最小位置
type
canvasType=object//所有非空字符输出队列
l:
integer;//字符数
pos:
array[-1..maxChars,1..2]ofinteger;//输出位置
chars:
array[0..maxChars]ofchar;//输出字符，#0表示分数线
procedurePrintChar（y,x:
integer;ch:
char）;//在第y行第x列输出一个字符ch
proceduresort（_From,_To:
integer）;//将字符按行列位置排序
procedureSave（fileName:
string）;//输出到文件
end;
eleType=class//表达式的基类
fParent:
eleType;//父达式
fStyle:
eleStyle;//表达式类型
h,w:
integer;//h为行数，w为列数
pos:
array[1..2]ofinteger;//若当前编辑焦点在这个表达式的子表达式中，则指向对应子表达式的位置
Width,Height,UpHeight,DownHeight:
integer;//输出宽度，高度，对齐行上方的高度，对齐行下方的高度
constructorcreate（parent:
eleType;style:
eleStyle）;//构造类并初始化
functiongetS（y,x:
integer）:
eleType;//取得y行x列的子表达式
proceduresetS（y,x:
integer;Value:
eleType）;//设置y行x列的子表达式
proceduresetFocus（place:
placeType）;//设置编辑焦点
proceduremoveHome;//光标移动到行首（虽然只可能在expType子类中调用此过程，但为了便于调用，将它放在基类中）
proceduremoveEnd;//光标移动到行尾（虽然只可能在expType子类中调用此过程，但为了便于调用，将它放在基类中）
proceduremoveUpOrDown（incs:
integer）;//光标上移（incs=-1）或下移（incs=1）一行
proceduremoveLeftOrRight（incs:
integer）;//光标左移（incs=-1）或右移（incs=1）一行
procedureAddCol;//添加一列
procedureAddRow;//添加一行
procedureAddOne（ele:
eleType）;//将一个表达式添加到光标位置（虽然只可能在expType子类中调用此过程，但为了便于调用，将它放在基类中）
proceduregetPrintMessage;//得到输出的信息（应输出行数、列数等）
procedurePrint（HCenter,Left:
integer）;//将表达式输出到输出队列中
propertys[y,x:
integer]:
eleTypereadgetSwritesetS;//子表达式。
这是一个属性，取值时相当于调用getS（y,x）；给它赋值时相当于调用setS（y,x,value），其中value为所赋的值
end;
charType=class（eleType）//字符子类
Dat:
char;//所存储的运算数或运算符
end;
expType=class（eleType）//编辑框子类
fs:
array[1..1,1..500]ofeleType;//编辑框内的子表达式
end;
matrixType=class（eleType）//矩阵子类
fs:
array[1..10,1..10]ofeleType;//矩阵中的子表达式
Heights,UpHeights,DownHeights,Widths:
array[1..10]ofinteger;//输出时每行对应的高度、对齐行上方的高度、对齐行下方的高度及每列对应的最大宽度
end;
fractionType=class（eleType）//分式子类
fs:
array[1..2,1..1]ofeleType;//分式中的子表达式
end;
var
root,//整个表达式
action:
eleType;//当前的焦点表达式
screen:
canvasType;//输出队列
functionmax（a,b:
integer）:
integer;//求a,b的最大值
begin
ifa>bthenmax:
=aelsemax:
=b;
end;
procedurecanvasType.PrintChar（y,x:
integer;ch:
char）;
begin
ifch='-'theninc（x）else
ifch=#0thench:
='-';
inc（l）;
pos[l,1]:
=y;pos[l,2]:
=x;
chars[l]:
=ch;
end;
procedurecanvasType.sort（_From,_To:
integer）;
var
i,j:
integer;
begin
i:
=_From;j:
=_To;pos[-1]:
=pos[（i+j）shr1];
whilei<=jdo
begin
while（pos[i,1]while（pos[j,1]>pos[-1,1]）or（pos[j,1]=pos[-1,1]）and（pos[j,2]>pos[-1,2]）dodec（j）;
ifi<=jthen
begin
pos[0]:
=pos[i];pos[i]:
=pos[j];pos[j]:
=pos[0];
chars[0]:
=chars[i];chars[i]:
=chars[j];chars[j]:
=chars[0];
inc（i）;dec（j）;
end;
end;
ifj>_Fromthensort（_From,j）;
ifi<_Tothensort（i,_To）;
end;
procedurecanvasType.Save（fileName:
string）;
var
cur:
array[1..2]ofinteger;
i,j:
integer;
begin
sort（1,l）;
assign（output,fileName）;rewrite（output）;
cur[1]:
=1;cur[2]:
=1;
fori:
=1toldo
begin
ifcur[1]<>pos[i,1]thencur[2]:
=1;
forj:
=cur[1]+1topos[i,1]do
writeln;
write（chars[i]:
pos[i,2]-cur[2]+1）;
cur[1]:
=pos[i,1];
cur[2]:
=pos[i,2]+1;
end;
writeln;
close（output）;
end;
constructoreleType.create（parent:
eleType;style:
eleStyle）;
var
i:
integer;
begin
fParent:
=parent;
fStyle:
=style;
h:
=hs[style];
w:
=ws[style];
pos[1]:
=1;
pos[2]:
=1;
if（fStyle=eleMatrix）or（fStyle=eleFraction）then//如果是矩阵或分式，则一开始就应该有1或2个子编辑框
fori:
=1tohdo
s[i,1]:
=expType.create（self,eleExp）;
end;
functioneleType.getS（y,x:
integer）:
eleType;
begin
casefStyleof//对不同的子类得到第y行第x列的子表达式
eleExp:
getS:
=expType（self）.fs[y,x];
eleMatrix:
getS:
=matrixType（self）.fs[y,x];
eleFraction:
getS:
=fractionType（self）.fs[y,x];
elsegetS:
=nil;
end;
end;
procedureeleType.setS（y,x:
integer;value:
eleType）;
begin
casefStyleof//对不同的子类设置第y行第x列的子表达式
eleExp:
expType（self）.fs[y,x]:
=value;
eleMatrix:
matrixType（self）.fs[y,x]:
=value;
eleFraction:
fractionType（self）.fs[y,x]:
=value;
end;
end;
procedureeleType.setFocus（place:
placeType）;
begin
action:
=self;
caseplaceof//设置焦点时可顺便确定光标位置
pl_Home:
moveHome;
pl_End:
moveEnd;
end;
end;
procedureeleType.moveHome;
begin
pos[2]:
=0;
end;
procedureeleType.moveEnd;
begin
pos[2]:
=w;
end;
procedureeleType.moveUpOrDown（incs:
integer）;
begin
if（pos[1]+incs>=1）and（pos[1]+incs<=h）then//当前表达式可以上/下移动则移动
begin
inc（pos[1],incs）;
s[pos[1],pos[2]].setFocus（pl_Home）;
end
else//当前表达式不可上/下移动则由上一级表达式移动
iffParent<>nilthen
fParent.moveUpOrDown（incs）;
end;
procedureeleType.moveLeftOrRight（incs:
integer）;
procedureparentMove;//使用上一级表达式移动
begin
iffParent<>nilthen
begin
iffParent.fStyle=eleExpthen
begin
ifincs=-1thendec（fParent.pos[2]）;
incs:
=0;
end;
fParent.moveLeftOrRight（incs）;
end;
end;
var
p:
integer;
begin
ifincs=0thensetFocus（pl_None）else
if（pos[2]+incsw）thenparentMoveelse//如果当前表达式不能移动，则使用上一级表达式移动
casefStyleof
eleExp:
begin
p:
=max（pos[2],pos[2]+incs）;
cases[pos[1],p].fStyleof//如果子表达式是矩阵或分式，则将光标移到子表达式中，否则直接改变光标位置
eleMatrix,eleFraction:
begin
pos[2]:
=p;
withs[pos[1],p]do
begin
pos[1]:
=（h+1）shr1;
pos[2]:
=（1+ifEnd[incs]*（w-1））;
s[pos[1],pos[2]].setFocus（moveSetPlace[incs]）;
end;
end;
elseinc（pos[2],incs）;
end;
end;
eleMatrix:
begin
inc（pos[2],incs）;
s[pos[1],pos[2]].setFocus（moveSetPlace[incs]）;
end;
elseparentMove;//分式要使用上一级表达式移动
end;
end;
procedureeleType.AddRow;
var
i,j:
integer;
begin
iffStyle=eleMatrixthen//如果当前是一个矩阵，则添加一行，否则看上一级表达式能否添加行
begin
fori:
=hdowntopos[1]do
forj:
=1towdo
s[i+1,j]:
=s[i,j];
inc（h）;
forj:
=1towdo
s[pos[1],j]:
=expType.create（self,eleExp）;
s[pos[1],pos[2]].setFocus（pl_Home）;
end
else
iffParent<>nilthenfParent.AddRow;
end;
procedureeleType.AddCol;
var
i,j:
integer;
begin
iffStyle=eleMatrixthen//如果当前是一个矩阵，则添加一列，否则看上一级表达式能否添加列
begin
forj:
=wdowntopos[2]do
fori:
=1tohdo
s[i,j+1]:
=s[i,j];
inc（w）;
fori:
=1tohdo
s[i,pos[2]]:
=expType.create（self,eleExp）;
s[pos[1],pos[2]].setFocus（pl_Home）;
end
else
iffParent<>nilthenfParent.AddCol;
end;
procedureeleType.AddOne（ele:
eleType）;
var
i:
integer;
begin
fori:
=wdowntopos[2]+1do
s[1,i+1]:
=s[1,i];
inc（w）;
s[1,pos[2]+1]:
=ele;
moveLeftOrRight
（1）;
end;
procedureeleType.getPrintMessage;
var
i,j:
integer;
begin
Width:
=0;UpHeight:
=0;DownHeight:
=0;
casefStyleof
eleChar:
begin
UpHeight:
=0;DownHeight:
=0;
ifcharType（self）.Dat='-'thenWidth:
=3elseWidth:
=1;
end;
eleExp:
fori:
=1towdo
begin
s[1,i].getPrintMessage;
inc（Width,s[1,i].Width）;
UpHeight:
=max（UpHeight,s[1,i].UpHeight）;
DownHeight:
=max（DownHeight,s[1,i].DownHeight）;
end;
eleMatrix:
withmatrixType（self）do
begin
fillchar（UpHeights,sizeof（UpHeights）,0）;
fillchar（DownHeights,sizeof（DownHeights）,0）;
fillchar（Widths,sizeof（Widths）,0）;
fori:
=1tohdo
begin
forj:
=1towdo
begin
s[i,j].getPrintMessage;
UpHeights[i]:
=max（UpHeights[i],s[i,j].UpHeight）;
DownHeights[i]:
=max（DownHeights[i],s[i,j].DownHeight）;
Widths[j]:
=max（Widths[j],s[i,j].Width）;
end;
Heights[i]:
=UpHeights[i]+DownHeights[i]+1;
end;
fori:
=1towdo
inc（Width,Widths[i]+1）;
inc（Width）;
fori:
=1tohshr1do
inc（UpHeight,Heights[i]+1）;
dec（UpHeight）;
ifodd（h）then
inc（UpHeight,1+UpHeights[hshr1+1]）;
fori:
=hdowntoh-hshr1+1do
inc（DownHeight,Heights[i]+1）;
dec（DownHeight）;
ifodd（h）then
inc（DownHeight,1+DownHeights[hshr1+1]）;
end;
eleFraction:
begin
s[1,1].getPrintMessage;
s[2,1].getPrintMessage;
UpHeight:
=s[1,1].Height;
DownHeight:
=s[2,1].Height;
Width:
=max（s[1,1].Width,s[2,1].Width）+2;
end;
end;
Height:
=UpHeight+DownHeight+1;
end;
procedureeleType.Print（HCenter,Left:
integer）;
var
Top,L,i,j:
integer;
begin
casefStyleof
eleChar:
Screen.PrintChar（HCenter,Left,charType（self）.Dat）;
eleExp:
fori:
=1towdo
begin
s[1,i].Print（HCenter,Left）;
inc（Left,s[1,i].Width）;
end;
eleMatrix:
withmatrixType（self）do
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