如何编写C++温度转换程序 基础公式与用户输入验证

#include <iostream> // 用于输入输出
#include <limits>   // 用于std::numeric_limits，清除输入流
#include <string>   // 用于std::string和std::getline
#include <iomanip>  // 用于std::fixed和std::setprecision

// 摄氏度转华氏度
double celsiusToFahrenheit(double celsius) {
    return (celsius * 9.0 / 5.0) + 32.0;
}

// 华氏度转摄氏度
double fahrenheitToCelsius(double fahrenheit) {
    return (fahrenheit - 32.0) * 5.0 / 9.0;
}

// 摄氏度转开尔文
double celsiusToKelvin(double celsius) {
    return celsius + 273.15;
}

// 开尔文转摄氏度
double kelvinToCelsius(double kelvin) {
    return kelvin - 273.15;
}

int main() {
    double temperatureInput;
    std::string inputLine;
    char unitChoice;

    std::cout << "欢迎使用温度转换器！\n";
    std::cout << "请选择你想要进行的转换类型：\n";
    std::cout << "1. 摄氏度 (C) 转 华氏度 (F)\n";
    std::cout << "2. 华氏度 (F) 转 摄氏度 (C)\n";
    std::cout << "3. 摄氏度 (C) 转 开尔文 (K)\n";
    std::cout << "4. 开尔文 (K) 转 摄氏度 (C)\n";
    std::cout << "输入你的选择 (1-4): ";

    while (!(std::cin >> unitChoice) || (unitChoice < '1' || unitChoice > '4')) {
        std::cout << "无效的选择，请输入1到4之间的数字: ";
        std::cin.clear(); // 清除错误标志
        std::cin.ignore(std::numeric_limits<std::streamsize>::max(), '\n'); // 丢弃当前行所有剩余字符
    }
    std::cin.ignore(std::numeric_limits<std::streamsize>::max(), '\n'); // 丢弃选择后的换行符

    std::cout << "请输入温度数值: ";

    // 尝试读取一行输入，然后将其转换为数字，这样可以更好地处理非数字输入
    while (std::getline(std::cin, inputLine)) {
        try {
            temperatureInput = std::stod(inputLine); // 尝试将字符串转换为double
            // 简单的一个物理常识验证：温度不应该低于绝对零度
            if ((unitChoice == '1' || unitChoice == '3') && temperatureInput < -273.15) { // 摄氏度
                std::cout << "摄氏度不能低于绝对零度 (-273.15 C)。请重新输入: ";
                continue;
            }
            if (unitChoice == '2' && temperatureInput < -459.67) { // 华氏度
                 std::cout << "华氏度不能低于绝对零度 (-459.67 F)。请重新输入: ";
                continue;
            }
            if (unitChoice == '4' && temperatureInput < 0) { // 开尔文
                 std::cout << "开尔文不能低于绝对零度 (0 K)。请重新输入: ";
                continue;
            }
            break; // 输入有效，跳出循环
        } catch (const std::invalid_argument& e) {
            std::cout << "输入无效，这不是一个数字。请重新输入: ";
        } catch (const std::out_of_range& e) {
            std::cout << "输入数字过大或过小，超出范围。请重新输入: ";
        }
    }

    std::cout << std::fixed << std::setprecision(2); // 设置输出精度

    switch (unitChoice) {
        case '1':
            std::cout << temperatureInput << " 摄氏度 = " << celsiusToFahrenheit(temperatureInput) << " 华氏度\n";
            break;
        case '2':
            std::cout << temperatureInput << " 华氏度 = " << fahrenheitToCelsius(temperatureInput) << " 摄氏度\n";
            break;
        case '3':
            std::cout << temperatureInput << " 摄氏度 = " << celsiusToKelvin(temperatureInput) << " 开尔文\n";
            break;
        case '4':
            std::cout << temperatureInput << " 开尔文 = " << kelvinToCelsius(temperatureInput) << " 摄氏度\n";
            break;
    }

    return 0;
}