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#include<iostream>
#include<cstring>
#include "elimination.h"
using namespace std;
int reanum,pronum;//反应物和生成物数量
int at_totnum=1;
int deter[100][100];//行列式
int judge(char m)
{
if(m<=90&&m>=65)
return 1;//大写
else if(m<=122&&m>=97)
return 2;//小写
else if(m<=57&&m>=48)
return 3;//数字
else if(m=='(')
return 4;
else if(m==')')
return 5;
else
return 114514+1919810;
}
struct matter//定义每一个化合物为结构体(这里的化合物)
{
string name;
string at_name[20];
int at_num[20];
int beg,end;
bool if_bra;//是否存在括号
int bra_num;
int at_rank;//元素排行榜
};
matter rea[21];//反应物reactant
matter pro[21];//生成物product
int main()
{
int bucket[40][30][30]={0};//使用桶进行元素判重
int listx[40],listy[40];
cout<<"欢迎使用由哈三中信息科学协会编程分部开发的应用程序"<<endl;
cout<<"您的输入应包括四行:分别为反应物数量,反应物化学式,生成物数量,生成物化学式"<<endl;
cin>>reanum;
for(int i=1;i<=reanum;i++)
{
cin>>rea[i].name;
}
cin>>pronum;
for(int i=1;i<=pronum;i++)
{
cin>>pro[i].name;
}
cout<<"您输入的化学方程式的化学计量数应为"<<endl;
for(int r=1;r<=reanum;r++)//对反应物进行处理
{
rea[r].if_bra=false;
rea[r].at_rank=1;
rea[r].name+=')';
int len=rea[r].name.size();
for(int i=0;i<len;i++)//记录物质中的元素名称
{
if(judge(rea[r].name[i])==1)
{
if(judge(rea[r].name[i+1])!=2)//如果下一位不是小写字母
{
rea[r].at_name[rea[r].at_rank]+=rea[r].name[i];
rea[r].at_rank++;
}
if(judge(rea[r].name[i+1])==2)
{
rea[r].at_name[rea[r].at_rank]+=rea[r].name[i];
rea[r].at_name[rea[r].at_rank]+=rea[r].name[i+1];
i++;
rea[r].at_rank++;
}
}
}
rea[r].at_rank=1;//初始化
for(int i=0;i<len;i++)//记录每个元素的个数
{
if(judge(rea[r].name[i])==1)
{
if(judge(rea[r].name[i+1])==1||judge(rea[r].name[i+1])==4||judge(rea[r].name[i+1])==5)//如果下一位也是大写字母或者前括号或者后括号
{
rea[r].at_num[rea[r].at_rank]=1;
rea[r].at_rank++;
continue;
}
if(judge(rea[r].name[i+1])==3)//如果是数字
{
if(judge(rea[r].name[i+2])!=3)//如果该数字只有一位
{
rea[r].at_num[rea[r].at_rank]=int(rea[r].name[i+1])-48;
rea[r].at_rank++;
continue;
}
if(judge(rea[r].name[i+2])==3)//如果该数字有两位
{
rea[r].at_num[rea[r].at_rank]=(int(rea[r].name[i+1])-48)*10+int(rea[r].name[i+2])-48;
i++;
rea[r].at_rank++;
continue;
}
}
if(judge(rea[r].name[i+1])==2)//如果下一位是小写字母
{
if(judge(rea[r].name[i+2])==1||judge(rea[r].name[i+2])==4||judge(rea[r].name[i+2])==5)
{
rea[r].at_num[rea[r].at_rank]=1;
rea[r].at_rank++;
i++;
continue;
}
if(judge(rea[r].name[i+2])==3)
{
if(judge(rea[r].name[i+3])!=3)
{
rea[r].at_num[rea[r].at_rank]=int(rea[r].name[i+2])-48;
rea[r].at_rank++;
i++;
continue;
}
if(judge(rea[r].name[i+3])==3)
{
rea[r].at_num[rea[r].at_rank]=(int(rea[r].name[i+2])-48)*10+int(rea[r].name[i+3])-48;
rea[r].at_rank++;
i+=2;
continue;
}
}
}
}
if(judge(rea[r].name[i])==4)//如果是前括号
{
rea[r].beg=rea[r].at_rank;
rea[r].if_bra=true;
}
if(judge(rea[r].name[i])==5&&i!=len-1)
{
rea[r].end=rea[r].at_rank-1;
if(judge(rea[r].name[i+2])!=3)
rea[r].bra_num=int(rea[r].name[i+1])-48;
else
{
rea[r].bra_num=(int(rea[r].name[i+1])-48)*10+int(rea[r].name[i+2])-48;
}
}
}
if(rea[r].if_bra==true)//将括号中的元素数乘上括号数
{
for(int i=rea[r].beg;i<=rea[r].end;i++)
{
rea[r].at_num[i]=rea[r].at_num[i]*rea[r].bra_num;
}
}
len--;
}
for(int r=1;r<=pronum;r++)//对生成物进行处理
{
pro[r].name+=')';
pro[r].at_rank=1;
int len=pro[r].name.size();
for(int i=0;i<len;i++)//记录物质中的元素名称
{
if(judge(pro[r].name[i])==1)
{
if(judge(pro[r].name[i+1])!=2)//如果下一位不是小写字母
{
pro[r].at_name[pro[r].at_rank]+=pro[r].name[i];
pro[r].at_rank++;
}
if(judge(pro[r].name[i+1])==2)
{
pro[r].at_name[pro[r].at_rank]+=pro[r].name[i];
pro[r].at_name[pro[r].at_rank]+=pro[r].name[i+1];
i++;
pro[r].at_rank++;
}
}
}
pro[r].at_rank=1;//初始化
for(int i=0;i<len;i++)//记录每个元素的个数
{
if(judge(pro[r].name[i])==1)
{
if(judge(pro[r].name[i+1])==1||judge(pro[r].name[i+1])==4||judge(pro[r].name[i+1])==5)//如果下一位也是大写字母或者前括号或者后括号
{
pro[r].at_num[pro[r].at_rank]=1;
pro[r].at_rank++;
continue;
}
if(judge(pro[r].name[i+1])==3)//如果是数字
{
if(judge(pro[r].name[i+2])!=3)//如果该数字只有一位
{
pro[r].at_num[pro[r].at_rank]=int(pro[r].name[i+1])-48;
pro[r].at_rank++;
continue;
}
if(judge(pro[r].name[i+2])==3)//如果该数字有两位
{
pro[r].at_num[pro[r].at_rank]=(int(pro[r].name[i+1])-48)*10+int(pro[r].name[i+2])-48;
i++;
pro[r].at_rank++;
continue;
}
}
if(judge(pro[r].name[i+1])==2)//如果下一位是小写字母
{
if(judge(pro[r].name[i+2])==1||judge(pro[r].name[i+2])==4||judge(pro[r].name[i+2])==5)
{
pro[r].at_num[pro[r].at_rank]=1;
pro[r].at_rank++;
i++;
continue;
}
if(judge(pro[r].name[i+2])==3)
{
if(judge(pro[r].name[i+3])!=3)
{
pro[r].at_num[pro[r].at_rank]=int(pro[r].name[i+2])-48;
pro[r].at_rank++;
i++;
continue;
}
if(judge(pro[r].name[i+3])==3)
{
pro[r].at_num[pro[r].at_rank]=(int(pro[r].name[i+2])-48)*10+int(pro[r].name[i+3])-48;
pro[r].at_rank++;
i+=2;
continue;
}
}
}
}
if(judge(pro[r].name[i])==4)//如果是前括号
{
pro[r].beg=pro[r].at_rank;
pro[r].if_bra=true;
}
if(judge(pro[r].name[i])==5&&i!=len-1)
{
pro[r].end=pro[r].at_rank-1;
if(judge(pro[r].name[i+2])!=3)
pro[r].bra_num=int(pro[r].name[i+1])-48;
else
{
pro[r].bra_num=(int(pro[r].name[i+1])-48)*10+int(pro[r].name[i+2])-48;
}
}
}
if(pro[r].if_bra==true)//将括号中的元素数乘上括号数
{
for(int i=pro[r].beg;i<=pro[r].end;i++)
{
pro[r].at_num[i]=pro[r].at_num[i]*pro[r].bra_num;
}
}
}
for(int i=1;i<=reanum;i++)//处理反应物
{
for(int j=1;j<=rea[i].at_rank-1;j++)//将每一个元素存入桶中
{
if(rea[i].at_name[j].size()==1)
{
bucket[i][rea[i].at_name[j][0]-'A'+1][0]+=rea[i].at_num[j];
bool if_rep=false;
for(int k=1;k<=at_totnum;k++)//循环判重
{
if(listx[k]==rea[i].at_name[j][0]-'A'+1&&listy[k]==0)//若发现重复
{
if_rep=true;
break;
}
}
if(if_rep==false)//若不重复，则将元素存入list中
{
listx[at_totnum]=rea[i].at_name[j][0]-'A'+1;
listy[at_totnum]=0;
at_totnum++;
}
}
else if(rea[i].at_name[j].size()==2)
{
bucket[i][rea[i].at_name[j][0]-'A'+1][rea[i].at_name[j][1]-'a'+1]+=rea[i].at_num[j];
bool if_rep=false;
for(int k=1;k<=at_totnum;k++)
{
if(listx[k]==rea[i].at_name[j][0]-'A'+1&&listy[k]==rea[i].at_name[j][1]-'a'+1)
{
if_rep=true;
break;
}
}
if(if_rep==false)
{
listx[at_totnum]=rea[i].at_name[j][0]-'A'+1;
listy[at_totnum]=rea[i].at_name[j][1]-'a'+1;
at_totnum++;
}
}
}
}
for(int i=1;i<=pronum;i++)//处理生成物
{
for(int j=1;j<=pro[i].at_rank-1;j++)//将每一个元素存入桶中
{
if(pro[i].at_name[j].size()==1)
{
bucket[i+reanum][pro[i].at_name[j][0]-'A'+1][0]+=pro[i].at_num[j];
}
else if(pro[i].at_name[j].size()==2)
{
bucket[i+reanum][pro[i].at_name[j][0]-'A'+1][pro[i].at_name[j][1]-'a'+1]+=pro[i].at_num[j];
}
}
}
at_totnum=at_totnum-1;
for(int i=1;i<=reanum;i++)//将bucket中数据整理到deter中
{
for(int j=1;j<=at_totnum;j++)
{
deter[j][i]=bucket[i][listx[j]][listy[j]];
}
}
for(int i=reanum+1;i<=reanum+pronum;i++)
{
for(int j=1;j<=at_totnum;j++)
{
deter[j][i]=-1*bucket[i][listx[j]][listy[j]];
}
}
vector <Fraction> result;
try
{
result = gaussianElimination(deterToVector(deter, at_totnum, reanum + pronum));
}
catch (const char * e)
{
cerr << e;
}
const int len = result.size();
int lcm = 1;
for (int i = 0; i < len; ++i)
{
result[i].irregularFraction();
lcm = math::lcm(result[i].getDenominator(), lcm);
}
for (int i = 0; i < len; ++i)
{
result[i] = result[i] * lcm;
result[i].irregularFraction();
cout << result[i].getNumerator() << ' ';
}
cout<<endl;
cout<<"主要开发者:Herminos,如虎添翼,AtomaAlpako"<<endl;
}