任意长整数的四则运算.docx
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任意长整数的四则运算
1题目介绍和功能要求
1.1课程设计题目要求
【问题描述】：
设计一个实现任意长的整数进行加法运算的演示程序。
【题目容】：
利用双向循环链表实现长整数的存储，每个结点含一个整形变量。
任何整形变量的围是-（
-1）~（
-1）。
输入和输出形式：
按中国对于长整数的表示习惯，每四位一组，组间用逗号隔开。
【基本要求】：
（1）利用所学知识，设计相应的数据结构；
（2）熟练运用开发环境；
（3）完成软件的设计与编码；
（4）熟练地掌握基本的调试方法。
1.2题目分析
【需求分析】：
（1）本程序实现计算任意长的整数的加法运算.以用户和计算机对话的方式，即在计算机终端上显示“提示信息”之后，由用户在键盘上输入演示程序中规定的运算命令，然后程序就计算并显示出这两个数的运算。
（2）本演示程序中，数字字符限定为[‘0’~‘9’]和字符‘，’，输入字符可以任意长，输入形式以“回车符”为结束标志，串中字符顺序不限，且允许出现重复字符。
（3）利用双向循环链表现实长整数的存储，每个结点含一个整形变量。
输入的形式以回车结束，可以直接输入正数或负数。
按中国对于长整数的表示习惯，每四位一组，除数字和位于首位置的负号外，其它一切字符都将作为分隔符，连续多个分隔符当一个处理,但不使用分隔符也不影响结果。
2系统功能模块结构图
2.1系统功能结构框图
系统功能模块
主调程序模块
长整数运算模块
双向循环链表处理模块
界面模块
图2.1系统功能结构图
2.2主要模块的功能说明：
（1）主调程序模块：
voidmain（）
{
初始化；
do{
接受命令；
处理命令；
}while（“命令”=”退出”）
}
（2）双向循环链表处理模块//cmplinklen.h//Creat.h//compare
说明：
进行链表的存储和处理
（3）长整数运算模块//add.h//sub.h//imul.h//idiv.h
说明:
对长整数进行四则运算
（4）界面模块//title.h//welcome.h
说明：
控制系统运行操作界面
3数据结构的设计及用法说明
3.1概要说明
为了实现上述功能，采取双向循环链表表示长整数，每个结点含一个整型变量，仅绝对值不超过9999的整数，整个链表用十进制数表示。
利用头结点数据域的符号表示长整数的符号，相加过程不破坏两个操作数链表，对长整数位数不作上限。
为此需要两个结构数据类型：
双向循环链表和长整数。
3.2用法说明
3.2.1双向循环链表的数据结构定义：
typedefstructNode//双向循环链表结点
{intdata;
structNode*prior,*next;
}Node,*NodeList;
3.2.2基本操作:
Statusconversion（charstr[],NodeList&oprh）;
//将字符串形式的操作数转换成所需的类型
intcmplinklen（NodeListopr1,NodeListopr2）;
//opr1链比opr2链长则返回1，短则返回-1，否则返回0
intlength（NodeListoprr）;
//求链表长度
StatusCreat（NodeList&oprr,intlen）;
//生成指定长度链表
intcompare（NodeListopr1,NodeListopr2）;
//比较opr1、opr2绝对值的大小
4涉及到的函数的描述
4.1长整数操作函数
Statusinput（NodeList&opr1,NodeList&opr2,charstr[]）；
//从键盘输入两个长整数，存至opr1和opr2中
Statusoutput（NodeListoprr,charstr[]）；
//在屏幕打印长整数oprr
Statusadd_bas（NodeListopr1,NodeListopr2,NodeList&oprr）；
//本算法实现A,B相加的操作
Statussub_bas（NodeListopr1,NodeListopr2,NodeList&oprr）；
//本算法实现A,B相减的操作
Statusimul（NodeListopr1,NodeListopr2,NodeList&oprr）；
//本算法实现A,B相乘的操作
Statusidiv（NodeListopr1,NodeListopr2,NodeList&quti,NodeList&remand）；//本算法实现A,B相除的操作
4.2主要函数
主程序模块:
//intmain（）
双向循环链表处理模块:
//Statusconversion（charstr[],NodeList&oprh）;
//intcmplinklen（NodeListopr1,NodeListopr2）;
//StatusCreat（NodeList&oprr,intlen）;
//intcompare（NodeListopr1,NodeListopr2）;
长整数四则运算模块:
//Statusadd_bas（NodeListopr1,NodeListopr2,NodeList&oprr）；
//Statussub_bas（NodeListopr1,NodeListopr2,NodeList&oprr）；
//Statusimul（NodeListopr1,NodeListopr2,NodeList&oprr）；
//Statusidiv（NodeListopr1,NodeListopr2,NodeList&quti,NodeList&remand）；
界面模块:
//voidtitle（）;//voidwelcome（）;
5主要算法程序流程图
5.1程序流程图
输出数据
输出数据
否
是
程序结束
程序结束
图5.1主要算法流程图
6程序测试
（1）程序运行环境为DOS界面，执行文件为“长整数四则运算.exe”
（2）进入演示程序后即显示文本方式的用户界面
图6.1用户界面
（3）输入命令，执行相应的功能：
1---加法运算2---减法运算3---乘法运算4---除法运算5---退出系统
图6.2执行界面
（4）加法运算测试
图6.3加法运算界面
（5）减法运算测试
图6.4减法运算界面
（6）乘法运算测试
图6.5乘法运算界
（7）除法运算测试
图6.6除法运算界面
7参考文献
[1]严蔚敏，吴伟民.数据结构（C语言版）[M].：
清华大学，2006
[2]吕国英.算法设计与分析[M].：
清华大学，2006
[3]徐宝文，志.C程序设计语言[M].：
机械工业，2004
[4]滕国文.数据结构课程设计[M].：
清华大学，2010
[5]仕华.数据结构课程设计（第2版）[M].：
机械工业，2010
[6]建学，光.数据结构课程设计案例精编[M].：
清华大学，2010
[7]汪沁，奚峰.数据结构与算法[M].：
清华大学，2012
[8]奚小玲，敖广武.数据结构理论与实践[M].：
东北大学，2010
附录：
程序清单（带有必要的注释）
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#defineLENsizeof（structNode）
#defineMAX1000
#defineOK1
#defineERROR0
#defineOVERFLOW-1
#defineTRUE1
#defineFALSE0
typedefintStatus;
typedefstructNode
{
intdata;
structNode*prior,*next;
}Node,*NodeList;
//===============输入模块===============
//求指数函数值
intaxp（inta,intk）
{
intr=1;
if（k==0）
return1;
for（;k>0;k--）
r=r*a;
returnr;
}
//输入转换函数
Statusconversion（charstr[],NodeList&oprh）
{//将字符串形式的操作数转换成所需的类型
NodeListp;
inti,k,buffer;
k=buffer=0;
oprh=（NodeList）malloc（LEN）;
oprh->next=oprh;
oprh->prior=oprh;
for（i=strlen（str）-1;i>=0;i--）
{//若输入的数不合法就返回重新输入
if（（i!
=0||（str[0]!
='-'&&str[0]!
='+'））&&（str[i]>'9'||str[i]<'0'））
returnERROR;
if（str[0]=='0'&&str[1]!
='\0'）
returnERROR;
if（（str[0]=='-'||str[0]=='+'）&&str[1]=='0'）
returnERROR;
if（str[i]!
='-'&&str[i]!
='+'）
{
buffer=buffer+（str[i]-'0'）*axp（10,k）;
k++;
if（k==4||str[i-1]=='-'||str[i-1]=='+'||i==0）
{//将新建结点插入到头结点之后
p=（NodeList）malloc（LEN）;
oprh->next->prior=p;
p->prior=oprh;
p->next=oprh->next;
oprh->next=p;
p->data=buffer;
buffer=k=0;
}
}
}
if（str[0]=='-'）
oprh->data='-';
else
oprh->data='+';
returnOK;
}
//输入函数
Statusinput（NodeList&opr1,NodeList&opr2,charstr[]）
{
intflag=OK,i,n=0,l;
charb[MAX];
printf（"\n请输入第一个操作数:
\n"）;
scanf（"%s",b）;
getchar（）;
l=strlen（b）;
for（i=0;iif（b[i]!
=','）
str[n++]=b[i];
str[n]='\0';
flag=convers
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