C语言课程设计任务书.docx
《C语言课程设计任务书.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《C语言课程设计任务书.docx(15页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
C语言课程设计任务书
信息科学与工程学院
综合设计报告书
课程名称:
C语言课程设计
班级:
学号:
姓名:
指导教师:
(一)需求分析......................................2-3
1.设计题目;
2.用户操作流程;
3.数据处理流程;
(二)概要设计......................................4-5
1.系统总体设计框架;
2.系统功能模块图;
(三)详细设计.....................................5-11
1.主要功能模块的算法设计思路;
2.工作流程图;
(四)主要源程序代码...............................12-21
1.完整源程序清单及关键注释;
(五)调试分析过程描述.............................21-24
1.测试数据、测试输出结果;
2.对程序调试过程中存在问题的思考;
(六)课程设计小结.................................24-25
1.包括课程设计过程中的学习体会与收获;
2.对C语言和本课程设计的认识以及自己的建议等内容。
一、需求分析
1、设计题目:
编程实现以下功能:
(1)分别输入一元多项式pn(x)和Qn(x)。
从键盘输入一元多项式中各项的系数和指数,并用单链表加以表示。
(2)分别对一元多项式pn(x)和Qn(x)进行升幂排序。
(3)将一元多项式中各子项按照指数从小到大的顺序排序。
(4)分别输出一元多项式pn(x)和Qn(x)。
(5)将用单链表表示的一元多项式输出,即打印多项式的系数和指数。
(6)任意输入一个实数x0,分别求出一元多项式pn(x0)和Qn(x0)的值。
(7)已知有两个一元多项式分别为Pn(x)和Qn(x),求出两个多项式的和
(8)Rn(x)和差Tn(x),分别用单链表表示Rn(x)和Tn(x),并将二者输出,
(Rn(x)=Pn(x)+Qn(x),Tn(x)=Pn(x)-Qn(x))
2、用户操作流程:
(1)进入欢迎及界面。
(2)根据提示选择需要的功能。
(3)根据提示输入数据.
(4)选择函数输出运行结果。
(5)退出本系统。
3、数据处理流程
(1)输入数据,通过链表存储P(x)和Q(x)的指数和系数。
(2)通过冒泡排序法对P(x)和Q(x)进行升幂排序。
(3)输入x0,通过指针将其带入P(x)和Q(x)的表达式求出具体的数值。
(4)通过链表对两个多项式求和求差。
(5)通过链表输出运行结果。
;
二、概要设计
1、系统总体设计框架:
2、系统功能模块
(1)功能选择函数:
通过输入对应功能的数字,进行多项式的运算。
该函数在主函数中调用。
(2)输入数据函数:
通过建立单链表,输入两个多项式的各项指数和系数。
(3)升幂函数:
通过冒泡排序法对两个多项式进行升幂排序。
(4)求和求差函数:
定义空链用来存储结果,将两个多项式相加减。
(5)输出函数:
输出上一步的运行结果。
三、详细设计
一元多项式的表示在计算机内可以用链表来表示,为了节省存储空间,只存储多项式中系数非零的项。
链表中的每一个结点存放多项式的一个系数非零项,它包含三个域,分别存放该项的系数、指数以及指向下一个多项式项结点的指针。
创建一元多项式链表,对一元多项式的运算中会出现的各种可能情况进行分析,实现一元多项式的相加、相减操作。
多项式相加的运算规则是:
两个多项式中所有指数相同的项的对应系数相加,若和部位零,则构成“和多项式”中的一项;所有指数不相同的的项均“复抄”到“和多项式”中。
以单链表作为存储结构,并且“和多项式”中的节点无需另外生成,则可看做是将多项式Q加到多项式P中,由此得到下列运算规则:
若p->expexp,则结点p所指的结点应是“和多项式”中的一项,令指针p后移。
若p->expexp,则结点q所指的结点应是“和多项式”中的一项,将结点q插入在结点p之前,且令指针q在原来的链表上后移。
若p->exp=q->exp,则将两个结点的系数相加,当和不为零是修改结点p的系数,释放q结点;若和为零,则“和多项式”中无o此项,从P中p结点,同时释放p和q结点。
多项式相减运算规则同加法。
设计思路:
实现的方法是先定义多项式结点的结构,该多项式每个结点由三个元素:
输入的系数、输入的指数、以及指向下一个结点的指针构成。
该链表采用链式存储结构。
然后通过多次的输入,依次得到两个一元多项式的各个项的系数与指数。
该输入以零结尾。
然后通过对结点的判断是否为零后,进行运算或者终止的操作。
再初始化一个链表LC,将LC的各项系数和指数的指针指向LA+LB所得的结果的值,完成了最后的输出。
(1)定义结构体struct
结构体为表示一个对象的不同属性提供了连贯一致的方法,结构体类型的说明从关键词struct开始,成员可以由各种数据类型混合构成,成员甚至还可以是数组或者其他类型的结构,但是,结构体中不能包含自身定义类型的成员。
使用typedef和struct定义的新类型名称,其用途与内建类型的名称相同,可以用来:
声明和初始化结构体变量;创建并根据自己的意愿初始化结构数组;
(2)单链表的建立
单链表有两个域,data域和next域,一个是存放数据,一个是存放指针而且指向它的后继。
并且还有个head,称表结点,它一般不存放数据,只是做个特殊标记。
表的结束是NULL,也就是最后的那个链域next为空单链表的插入运算有两种,一种是头插法,另一种是尾插法,这里运用的是尾插法
(3)一元多项式的建立
输入多项式采用插头的方式,输入多项式中一个项的系数和指数,就产生一个新的节点,建立起它的右指针,并用头节点指向它;为了判断一个多项式是否结束,定义一个结束标志,并输入非0时就继续,当输入0时,就结束一个多项式的输入
(4)显示一元多项式
如果系数是大于0的话就输出+系数x指数形式;如果系数小于0的话输出系数x指数形式;如果指数为0的话,直接输出系数;如果系数是的话就直接输出+x;如果系数是-1的话直接输出-x输出多项式
(5)一元多项式的加法计算
它从两个多项式的头部开始,两个多项式的某一项都不为空时,如果数相等的话,系数就应该相加;相加的和不为0的话,用头插法建立一个新的节点。
p的指数小于q的指数的话,就应该复制q节点到多项式中。
p的指数大于q的指数的话,就应该复制p节点到多形式中。
当第二个多项式为空时,第一个多项式不为空时,将第一个多项式用心节点产生。
当第一个多项式为空,第二个多项式不为空时,将第二个多项式用新节点产生
(6)一元多项式的减法计算
它从两个多项式的头部开始,两个多项式的某一项都不为空时,如果数相等的话,系数就应该相减;相加的和不为0的话,用头插法建立一个新的节点。
p的指数小于q的指数的话,就应该复制q节点到多项式中。
p的指数大于q的指数的话,就应该复制p节点到多形式中。
并且建立的节点的系数为原来的相反数;当第二个多项式为空时,第一个多项式不为空时,将第一个多项式用心节点产生。
当第一个多项式为空,第二个多项式不为空时,将第二个多项式用新节点产生,并且建立的节点系数为原来的相反数。
数学模型:
在数学上,一个一元多项式Pn(x)可按升幂写成:
Pn(x)=p0+p1x+p2x2+……+pnxn
它由n+1个系数唯一确定,因此,在计算机中它可用一个线性表P来表示:
P=(p0,p1,p2,……,pn)
每一项的指数i隐含在其系数Pi的序号里,每一项的值顺序为各个多项式的系数值。
加法模型:
假设Qm(X)是一元m次多项式,同样可用线性表Q来表示:
Q=(q0,q1,q2,……qm)
不失一般性,设mm,相加的结果也可以用单链表来表示,规则是相同指数的项的系数相加,所以P(x)+Q(x)=(p0+q0,p1+q1……pm+qm,pm+1……pn),例如:
P(x)=2x4+5x2+3x+1,Q(x)=3x2+1,相加后R(x)=2x4+8x2+3x+2,用一维向量表表示分别为(1,3,5,0,2)+(1,0,3,)=(2,3,8,0,2),写成数学形式即为2x4+8x2+3x+2,结论正确。
减法模型同加法模型。
具体函数模块的流程图:
功能选择模块:
输入数据函数:
求和函数模块:
求差函数模块:
四、主要源程序代码
#include<>
#include<>
#include
typedefstructduoxiangshi
{
intcoef;
intexp;
structduoxiangshi*next;
}DXS;
intgetNum()
{
intnum;
printf("输入选择功能对应的数字:
");
scanf("%d",&num);
returnnum;
}
voidfun1(DXS*PHEAD,DXS*QHEAD)
{
intzs,xs;lf\n",sum);
sum=0;
while(QHEAD->next!
=NULL)
{
QHEAD=QHEAD->next;
sum+=QHEAD->coef*pow(x0,QHEAD->exp);
}
printf("Q(x0)=%.0lf\n\n",sum);
}
voidfun3(DXS*PHEAD,DXS*QHEAD)别输入Pn(x)和Qn(x)。
\n");
printf("2.分别对Pn(x)和Qn(x)进行升幂排序。
\n");
printf("3.分别求出Pn(x)和Qn(x)的和差。
\n");
printf("4.任意输入一个实数x,分别求出一元多项式Pn(x)和Qn(x)的值。
\n");
printf("5.分别输出上一步运行结果的Pn(x)和Qn(x)。
\n");
printf("-----------------------------------------------\n");
printf("Ifyouwanttoexitthesystem,pleaseinput0.\n");
}
intmain()
{
printf("Welcometothemenu~~\n");
menu();
intnum;
num=getNum();
if(num==0)
printf("\nExitthesystem,goodbye~~\n");
DXS*PHEAD,*QHEAD;
PHEAD=(DXS*)malloc(sizeof(DXS));
QHEAD=(DXS*)malloc(sizeof(DXS));
PHEAD->next=NULL;
QHEAD->next=NULL;
while(num)
{
switch(num)
{
case1:
fun1(PHEAD,QHEAD);break;
case2:
fun2(PHEAD,QHEAD);break;
case3:
fun3(PHEAD,QHEAD);break;
case4:
fun4(PHEAD,QHEAD);break;
case5:
fun5(PHEAD,QHEAD);break;
default:
printf("输入错误,请重新输入\n\n");
}
num=getNum();
if(num==0)
printf("\nExitthesystem,goodbye!
\n");
}
return0;
}
五、调试分析过程描述
测试数据及实验过程:
1、欢迎界面以及选择功能1和功能5得到的结果:
2、调用功能2对应的函数并输出结果
2、调用功能2对应的函数:
3、调用功能3对应的函数:
4、调用功能4对应的函数:
5、退出本系统:
调试:
当输入的两个多项式相同时,相减结果应为0,但T(X)显示的是0*x^4。
此时应当修改功能函数,当指数相同系数也相同的项相减时,释放p,q指针所指向的结点,输出0。
修正常改程序后,正常输出。
在此之前也遇到了一些问题,同样是减法函数,如果P,Q中相同指数对应的项相减时负数,刚开始输出的是“+-x”,即加上负的差值,通过修改代码,在原先函数功能的基础上增加判断条件:
If(T->coef>=o)
{
if(T!
=THEAD->next)
printf(“+”);
printf(“%d*x^%d,T->coef,T->exp);
}
else
printf(“-%d*x^%d”,-1*T->coef,T->exp);
六、设计小结
学习体会与心得:
通过对一元多项式的研究我们看到一元n次多项式与n维线性空间同构,这极大的扩展了其在工程领域的计算问题,在计算机中能够实现n维空间的四则运算,这实际上是用计算机来解决数学问题,研究最基本的运算规律,为数学研究提供了很大的帮助。
实现的方法是先定义多项式结点的结构,该多项式每个结点由三个元素:
输入的系数、输入的指数、以及指向下一个结点的指针构成。
该链表采用链式存储结构。
然后通过多次的输入,依次得到两个一元多项式的各个项的系数与指数。
该输入以零结尾。
然后通过对结点的判断是否为零后,进行运算或者终止的操作。
再初始化一个链表LC,将LC的各项系数和指数的指针指向LP+LQ所得的结果的值,完成了最后的输出。
根据上述的源程序,可以得到一元多项式计算的运行结果,采用单链表形式按照指数降序排列建立并输出多项式,实现两个多项式相加,相减。
输入一元多项式的项数,根据提示输入3个非零项,这是界面出现了几个选项,我们可以在这里实现一元多项式的加法,减法,升幂排序,赋值等功能的实现。
课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异,当今计算机应用在生活中可以说得是无处不在。
因此作为二十一世纪的大学来说掌握计算机开发技术是十分重要的。
回顾起此次课程设计,至今我仍感慨颇多,的确,从从拿到题目到完成整个编程,从理论到实践,在短短的半个多月里,可以学到很多很多的的东西,同时不仅可以巩固了以前所学过的知识,而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会服务,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到问题,可以说得是困难重重,难免会遇到过各种各样的问题,同时在设计的过程中发现了自己的不足之处,对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固,比如说结构体……通过这次课程设计之后,一定把以前所学过的知识重新温故。