面向对象程序设计课程设计报告正文.docx

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面向对象程序设计课程设计报告正文

目录

1前言1

2需求分析1

2.1任务和要求1

2.2运行环境1

2.3开发工具1

3分析和设计1

3.1系统分析及设计思路1

3.2主要类图1

3.3函数流程图2

4具体代码实现2

5课程设计总结2

5.1程序运行结果或预期运行结果2

5.2设计结论2

参考文献2

致谢2

1前言

随着科学的进步和科技的发展，计算机的应用可以说是家喻户晓，但是随着计算机应用领域的不断扩大,计算机已经深入到社会和生活的各个领域,而对于我们21世纪的青年来说，在社会主义发展的新阶段，更应该了解和掌握时代的脉搏，通晓计算机的知识和识别计算机的语言，在掌握了C++语言的概念和语法后，能熟悉掌握面向对象程序设计的编程方法及各种编程技巧，并能够利用简洁的语句编写出高效、完整，以解决在生活中各个方面遇到的具体问题，且为程序语言的软件编程奠定基础，也是在C语言程序的基础之上，使我对计算机语言有了更进一步的理解，和更深一步的认知。

同时通过用C++程序设计语言的应用，可以让我们提高学生的C++编程水平，让我们能够学有所获，灵活的运用所学知识，来实现机器语言。

2需求分析

2.1任务和要求

（1）该程序是分数计算器，程序能完成基本的加减乘除算术运算，要求界面提示清楚，便于操作。

（2）以a/b的形式输入输出分数，对输出结果可以约分的分数要进行约分。

（3）程序具有判断功能，当有非法的输入时（如分母等于零等），能给出提示信息并退出运算

（4）程序能以菜单形式显示相应的运算。

2.2运行环境

（1）WINDOWS2000/XP系统

（2）VisualC++6.0编译环境或DEVC++5.0编译环境

2.3开发工具

C++语言

3分析和设计

3.1系统分析及设计思路

该程序是分数计算器，所以要完成分数与分数之间的加、减、乘、除、乘运算和分数与整数之间的加、减、乘、除、乘运算，以及分数的幂运算。

程序分为以下几个模块：

1.类模块

该模块主要是定义一个分数类Fraction。

其中包括两个私有成员numerator（分子）,denominator（分母），并对在后面需要用到的程序进行声明。

Fraction（）{numerator=1;denominator=1;}//定义构造函数

Fraction（intn,intd）{numerator=n;denominator=d;}

用两个构造函数对私有成员numerator（分子）、denominator（分母）进行初始化。

具体实现代码如下;

classFraction//声明分数类

{

public:

Fraction（）{numerator=1;denominator=1;}//定义构造函数

Fraction（intn,intd）{numerator=n;denominator=d;}

voidsimplify（）;//声明约分函数

voidsetdate（）;//声明输入函数

voiddisplay（）;//声明输出函数

voidpower（）;//声明分数的幂函数

friendvoidcalculate（）;//声明计算方法函数

Fractionoperator+（Fraction&f2）;//声明重载分数和分数的加法运算符

Fractionoperator-（Fraction&f2）;//声明重载分数和分数的减法运算符

Fractionoperator*（Fraction&f2）;//声明重载分数和分数的乘法运算符

Fractionoperator/（Fraction&f2）;//声明重载分数和分数的除法运算符

//Fractionoperator*=（Fraction&f2）;

Fractionoperator+（int&i2）;//声明重载分数和整数的加法运算符

Fractionoperator-（int&i2）;//声明重载分数和整数的减法法运算符

Fractionoperator*（int&i2）;//声明重载分数和整数的乘法运算符

Fractionoperator/（int&i2）;//声明重载分数和整数的除法运算符

private:

intnumerator,denominator;//定义分数的分子和分母

};

2.重载模块

由于是特殊的函数成员对象之间相互运算，所以需要使用运算符重载功能，以便用来计算数据之间的大小。

该模块有两个部分：

一个部分是对分数和分数的四则运算符重载。

四则运算的原理为：

加法原理：

结果的分子是两个数的分子分母交换相乘相加的和，结果的分母是两分母相乘。

减法的原理与加法类似。

乘法的原理：

分母相乘，分子相乘。

除法的原理：

第二个分数的分子分母互换，再使用乘法原理。

实现代码如下：

FractionFraction:

:

operator+（Fraction&f2）//重载分数与分数运算符+

{Fractionf;

f.numerator=numerator*f2.denominator+denominator*f2.numerator;

f.denominator=denominator*f2.denominator;

returnf;

}

FractionFraction:

:

operator-（Fraction&f2）//重载分数与分数运算符-

{Fractionf;

f.numerator=numerator*f2.denominator-denominator*f2.numerator;

f.denominator=denominator*f2.denominator;

returnf;

}

FractionFraction:

:

operator*（Fraction&f2）//重载分数与分数运算符*

{Fractionf;

f.numerator=numerator*f2.numerator;

f.denominator=denominator*f2.denominator;

returnf;

}

FractionFraction:

:

operator/（Fraction&f2）//重载分数与分数运算符/

{Fractionf;

f.numerator=numerator*f2.denominator;

f.denominator=denominator*f2.numerator;

returnf;

}

另一个部分是分数与整数的四则运算符重载。

在做分数与整数的四则运算时，只要将整数看成是分母为1的分数，其他的和分数与分数的四则运算类似。

实现将整数看成分数的语句如下：

（i2是用户定义的整数）

Fractionf2;

f2.numerator=i2;

f2.denominator=1;

3输入输出约分模块

在输入函数中用cin>>numerator>>ch>>denominator;输入一个分数，形如a/b。

再用一个for语句来判断输入的分数是否符合要求。

for（;denominator==0;）

{

cout<<"输入错误，分母不能为零！

"<

setdate（）;

break;

}

在输出函数中，用几个if语句来考虑分数输出结果的几种情况。

当分子为0时，则输出0,；当分子是分母的整数倍时，则一个整数numerator/denominator；否则，输出分数a/b的形式。

实现代码如下：

if（numerator==0）//当分子为0时，输出0

cout<<'0'<

else

if（numerator%denominator==0）//当分子是分母的整数倍时，输出一个整数

cout<

else

cout<

}

在约分函数中，先用一个for语句和一个if语句来判断分子与分母是否有公约数，如果有，分子分母除以这个公约数，一以实现约分。

实现代码如下：

for（i=1;i<=denominator&&i<=numerator;i++）

{

if（denominator%i==0&&numerator%i==0）

{

sum=i;

if（sum!

=1）

{

numerator=numerator/sum;

denominator=denominator/sum;

}

}

}

4.计算模块

此模块主要是对计算具体过程的实现。

在这个过程中，我们要用到system（"cls"）进行清屏，这样可以使界面更为清晰，直观。

首先是分数与分数的四则运算的实现。

用一个fraction函数来调用calculate函数，在calculate函数中，通过调用输入函数setdate来输入两个分数，并定义字符ch,用来选择要输入的运算符（“+”、“-”、“*”、“/”）在调用约分函数simplify函数和输出函数display函数来输出最终的计算结果。

在计算完成后用一个if语句来判断是否继续进行当前的运算。

具体实现代码如下：

voidcalculate（）

{charch,ch1;

Fractions,f1,f2;

f1.setdate（）;

cin>>ch;

f2.setdate（）;

switch（ch）//选择运算符“+”、“-”、“*”、“/”

{case'+':

s=f1+f2;break;

case'-':

s=f1-f2;break;

case'*':

s=f1*f2;break;

case'/':

s=f1/f2;break;

}

f1.display（）;

cout<

f2.display（）;

cout<<"=";

s.simplify（）;

s.display（）;

cout<

cout<<"是否继续进行计算?

（Y/N）:

";

cin>>ch1;

if（ch1=='n'）

k=0;

system（"cls"）;

}

然后是分数与整数的四则运算的实现。

在此过程中，我们只需要自定义一个整数，其他实现过程和分数与分数的四则运算的实现过程类似。

最后是分数的幂运算的实现。

在进行幂运算时，也要注意不同情况，先要用if判断语句来判断是否为0次幂，若是则输出1。

否则就用一个for语句通过累乘来计算。

在调用约分函数simplify函数和输出函数display函数来输出最终的计算结果。

在计算完成后用一个if语句来判断是否继续进行当前的运算。

具体实现代码如下：

voidpower（）//定义分数的幂运算函数

{system（"cls"）;//清屏

Fractionf,f1;

intn,i;

charch1;

f.setdate（）;

cin>>n;

if（n==0）//如果是0次幂，则输出1

cout<<"f="<<1<

else

{for（i=1;i<=n;i++）

{f1=f1*f;//计算分数的多次幂

}

f.display（）;

cout<<"^"<

f1.simplify（）;//调用约分函数

f1.display（）;

cout<

cout<<"是否继续进行计算?

（Y/N）:

";

cin>>ch1;

if（ch1=='n'）

k=0;

system（"cls"）;

}

}

5主函数模块

用为该分数计算器的特点是实现对分数进行加减乘除幂操作，根据这个特点在主函数设计菜单，列出这个程序所有能进行的功能。

用switch语句来判断用户选择的功能并进行相应的运算。

调用fraction（）是进行分数与分数的四则运算。

调用integer（）是进行分数与整数的四则运算。

调用power（）是进行分数的幂运算。

在每次计算后再用一条if语句来判断是否继续运行。

当不再使用此分数计算器是，则按0退出，并显示“谢谢您的使用”的界面。

具体实现代码如下：

intmain（）

{

charch1;

while（k!

=0）

{system（"cls"）;//清屏

cout<<"**********∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽**********"<

cout<<"********************"<

cout<<"**********欢迎使用分数计算器**********"<

cout<<"********************"<

cout<<"**********∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽**********"<

cout<

cout<<"＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊"<

cout<

cout<<"**********∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽**********"<

cout<<"**********1.分数与分数的四则运算**********"<

cout<<"**********2.分数与整数的四则运算**********"<

cout<<"**********3.幂**********"<

cout<<"**********0.退出**********"<

cout<<"**********∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽**********"<

cin>>k;

switch（k）//选择计算类型

{

case1:

{system（"cls"）;//清屏

fraction（）;//分数与分数的运算

cout<<"是否继续进行分数与分数的计算？

（Y/N）";

cin>>ch1;

if（ch1=='n'）

{k=5;break;};

}

case2:

{

system（"cls"）;//清屏

integer（）;//分数与整数的运算

cout<<"是否继续进行分数与整数的计算？

（Y/N）";

cin>>ch1;

if（ch1=='n'）

{k=5;break;};

}

case3:

{

system（"cls"）;//清屏

power（）;//分数的幂运算

cout<<"是否继续进行分数的幂计算？

（Y/N）";

cin>>ch1;

if（ch1=='n'）

{k=5;break;};

}

case5:

continue;

}

}

system（"cls"）;//清屏

cout<<"**********∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽**********"<

cout<<"********************"<

cout<<"**********谢谢您的使用**********"<

cout<<"********************"<

cout<<"**********∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽**********"<

return0;

}

3.2主要类图

+共有成员

-私有成员

#保护成员

3.3函数流程图

根据需要填上具体内容，没有重要的流程图可以不填。

4具体代码实现

写上源程序，并加上必要的注释。

5课程设计总结

5.1程序运行结果或预期运行结果

程序运行的主菜单模式：

图5.1主界面图

当分母为0时，显示出错信息：

图5.2错误提示

两个分数相加，并对输出结果进行约分：

图5.3两个分数相加图

两个分数相减，且最终的计算结果中分母为0时，则输出0。

.

图5.1两个分数相减图

两个分数相乘，且最终计算结果分子是分母的整数倍，则输出一个整数numerator/denominator。

图5.1分数与整数相乘图

分数的幂运算。

图5.1分数幂运算图

按0则退出，显示“欢迎使用的界面”。

图5.1退出界面图

5.2设计结论

试验中，我们按照从简单到复杂的方法，一步一个脚印编写代码，使得程序不易发生错误，并且容易更正，编写出来的程序代码简洁明朗，效率较高；

通过对例题的学习，我们最终将正确的代码编写出，并在不断地修改之下做到方便用户使用的要求；

编码的速度有一个从慢到快的过程，在本次试验中，我们的速度依然比较慢，这看出我们平时编码比较少，缺乏熟练度，并对算法了解不深入；

但是我们的代码看起来仍然有些凌乱，效率还没有带到真正的高效，每次运行都需要等待几秒钟。

再以后我们将通过练习基础功，简化程序代码，实现简单代码完善功能的理想。

1.编码要尽量使程序简单，采用最切实可靠的算法，实现封装，不同部分的代码应分工明确，最后由主函数统一调用；

2.编写完成后先自己检查一遍代码，然后由机器检测，找出错误的根源，从不同角度思考如何解决问题；

3.测试时应尽可能输入各种可能情况的数据以确保程序准确无误。

4.应避免任何可能的漏洞，使代码的可用性和可靠性增强。

5.试验中，我按照从简单到复杂的方法，一步一个脚印编写代码，使得程序不易发生错误，并且容易更正，编写出来的程序代码简洁明朗，效率较高；

6.通过对例题的学习，我最终将正确的代码编写出，并在不断地修改之下做到方便用户使用的要求；

7.编码的速度有一个从慢到快的过程，在本次试验中，我的速度依然比较慢，这看出我平时编码比较少，缺乏熟练度，并对算法了解不深入；

8.但是我的代码看起来仍然有些凌乱，效率还没有带到真正的高效，每次运行都需要等待几秒钟。

再以后我将通过练习基础功，简化程序代码，实现简单代码完善功能的理想。

本次试验中，我们先将书上的代码编译通过，通过讨论，认为书上检查异常的方式不便于理解，于是直接采用输出到dos窗口的方式，所以没有使用到utility.h头文件，同时，由于我们电脑上安装的编译系统不方便对.h文件进行调试修改，所以我们采用的cpp文件，在一个cpp文件中写下所有代码。

对于txt文件输出的格式，我们做的稍微人性化，界面简洁，容易区分

参考文献

[1]张福祥.C语言程序设计[M].辽宁大学出版社，2008.1

[2]张福祥，王萌．C语言程序设计习题解答与实验实训[M]．沈阳：

辽宁大学出版社，2008．

[3]牛莉，刘远军等．计算机等级考试辅导教程[M]．北京：

中国铁道出版社，2008．

致谢

经过两周的课程设计，我学到了许多关于c++的知识，我要感谢罗老师对我们的耐心指导，同时，我也感觉到了团队的力量