lib/mint/generator/square_root_arithmetic.rb

   1 # -*- coding: nil -*-
   2
   3 module Mint::Generator
   4
   5   #
   6   # 無理数の四則演算を生成するジェネレータ
   7   #
   8   # == オプション
   9   # [_term_number_]
  10   #   生成する式の項数を１以上の整数で指定します。
  11   # [_operators_]
  12   #   使用可能な演算子を指定します。
  13   #   +, - の２種類から使用したいものを配列で指定します。
  14   # [_min_]
  15   #   生成する式の各項の最小値を０以上の整数で指定します。
  16   # [_max_]
  17   #   生成する式の各項の最大値を０以上の整数で指定します。
  18   #   _min_ よりも小さい値を指定することは出来ません。
  19   # [_upper_limit_]
  20   #    すべてが数字だった場合は強制的に１つ根号を追加します。
  21   #    そのときの根号内の数字の最大値を2以上の整数で指定します。
  22   #    なお、最小値は自動的に２に設定されます。
  23   # [_single_term_min_]
  24   #   生成する式の項数の最小値を１以上の整数で指定します。
  25   # [_single_term_max_]
  26   #   生成する式の項数の最大値を１以上の整数で指定します。
  27   #   _single_term_min_ より小さい値は指定出来ません。
  28   # [_use_coefficient_]
  29   #   真を指定すると根号を含む項の係数を生成します。
  30   # [_use_power_]
  31   #   真を指定すると２乗項を生成します。
  32   #
  33   class SquareRootArithmetic < Arithmetic
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  35 #     root_pattern = /[2-9]?sqrt\((?:[2-9]|\d\d)\)/
  36 #     term_pattern = /#{root_pattern} [+\-] #{root_pattern}/
  37 #     validation /\A\(#{root_pattern}\)\^2\z/
  38 #     validation /\A#{term_pattern}\z/
  39 #     validation /\A\(#{term_pattern}\)(?:\^2)? [+\-] \(#{term_pattern}(?:\^2)?\)\z/
  40 #     validation /\A\(#{term_pattern}\) [\*\/] \(#{term_pattern}\)\z/
  41 #     validation /\A#{root_pattern} \* #{root_pattern}\z/
  42
  43     private
  44
  45     option :min,             0
  46     option :max,             20
  47     option :upper_limit,     20
  48     option :operators,       %w[ * ]
  49     option :use_power,       false
  50     option :use_coefficient, false
  51     option :single_term_min, 2
  52     option :single_term_max, 2
  53
  54     def operand
  55       results = square_root_expression_parts
  56       result = results[0..-2].join(' ')
  57       result = "(#{result})" if results.size > 2
  58       result = "#{result}^2" if options[:use_power] && rand(2) == 0
  59       result
  60     end
  61
  62     def swap_options_with(temp)
  63       temp_options = options.dup
  64       self.options = temp_options.merge(temp)
  65       yield
  66       self.options = temp_options
  67     end
  68
  69     def have_common_prime_divisor?(numbers)
  70       return true unless numbers.size == 2
  71       return true if numbers.include?(0)
  72       return true if numbers.any? {|n| n < 10 }
  73       prime_divisors = numbers.map {|num| num.factorize }
  74       prime_divisors[0].each do |hoge|
  75         prime_divisors[1].each do |piyo|
  76           commons = hoge & piyo
  77           return true unless commons.empty? || commons.first == 1
  78         end
  79       end
  80       false
  81     end
  82
  83     def square_root_expression_parts
  84       term_number = term_number(:single)
  85       results = []
  86       if options[:use_power]
  87         begin
  88           numbers = Array.new(term_number) { create_integer(options[:min], options[:max], false) }
  89         end until numbers.size == 1 || have_common_prime_divisor?(numbers)
  90         results = numbers.map {|number| create_square_root_number(number) }
  91       else
  92         results = Array.new(term_number) { create_square_root_number }
  93       end
  94       results.sort!
  95       if results.all? {|r| /sqrt/ !~ r }
  96         results.delete_at rand(results.length)
  97         swap_options_with(:min => 2, :max => options[:upper_limit]) do
  98           results << create_square_root_number
  99         end
 100       end
 101       operators = term_number.times.map { %w[ + - ].sample }
 102       results.zip(operators).flatten
 103     end
 104
 105     def create_square_root_number(number = nil)
 106       if number.nil?
 107         number = create_integer(options[:min], options[:max], false)
 108       end
 109       "#{coefficient(number)}#{root(number)}"
 110     end
 111
 112     def root(number)
 113       zero_or_one?(number) ? '' : "sqrt(#{number})"
 114     end
 115
 116     def coefficient(number)
 117       if options[:use_coefficient] || zero_or_one?(number)
 118         return create_integer(2, 9, false)
 119       end
 120       nil
 121     end
 122
 123     def zero_or_one?(number)
 124       number == 0 || number == 1
 125     end
 126   end
 127 end
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