C语言专业课程设计报告长整数四则运算.docx
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C语言专业课程设计报告长整数四则运算
C语言专业课程设计报告长整数四则运算
C语言课程设计说明书
题目：
长整型数四则运算
学院：
班级：
学生：
学号：
班内序号：
提交日期：
年月日
一、需求分析
1、设计一个实现任意长的整数进行四则运算的程序。
2、输入和输出形式是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，长整数位数没有上限，以分号结束长整型数据的输入。
3、程序执行的命令包括：
1）、输入长整数1；2）、输入长整数2；3）、输入执行的运算符；4）、计算并输出结果；5）、结束。
4、测试数据：
（以加法为例）
（1）、0;0;+;应输出“0”。
（2）、－2345,6789;－7654,3211;+;应输出“－1,0000,0000”。
（3）、－9999,9999;1,0000,0000,0000;+;应输出“9999,0000,0001”.
（4）、1,0001,0001;－1,0001,0001;+;应输出“0”.
（5）、1,0001,0001;－1,0001,0000;+;应输出“1”。
（6）、－9999,9999,9999;－9999,9999,9999;+;应输出“－1,9999,9999,9998”.
（7）1,0000,9999,9999;1;+;应输出“1,0001,0000,0000”.
二、设计思路
我们首先要考虑的是如何表示长整型数。
按照传统习惯要求每4位数形成1组，而一个长整型数可能会有很多组这种4位数，而每节之间是有先后顺序的，因此我们可以考虑用数组和链表来存储数据。
（1）再考虑到每个长整型数的长度在输入之间是无法预知的，因此使用链表在存储空间的分配上更方便一些。
（2）在输入数据时总是从高位到低位地存储，而计算时总是从低位向高位运算，（这样的话栈也很方便）因此采用双向链表更方便，而为了从头结点方便地转到尾结点可以采用循环链表。
总之，为了实现上述功能，应以双向循环链表表示长整数，每个结点含一个整型变量，且仅绝对值不超过9999的整数，整个链表用十进制数表示。
（3）对于每一个长整型数可以设置一个头结点，其中的数据域用来表示该长整型数的正负号及组数，该值的符号则表示该长整型数的符号，该数的绝对值表示该长整型数包含的4位数的组数。
第一个存储4位数据组的结点称为首结点，而最后一个4位数据组结点称为尾结点。
为此需要两个结构数据类型：
双向循环链表和长整数，两个类型采用相同的结构，只是双向循环链表用来存储数据，长整型用表示数据的运算。
1、双向循环链表的数据结构及操作定义如下：
typedefshortElemType;//定义基本数据类型，我们采用short来表示任意4位整数。
typedefstructDuCiLinkNode{//双向循环链表结点的存储结构
ElemTypedata;
structDuCiLinkNode*prior;//指向上一结点
structDuCiLinkNode*next;//指向下一结点
}DuCiLinkNode,*DuCiLinkList;//定义双向循环链表结点及链表的类型名
基本操作：
DuCiLinkNode*MakeNode（ElemTypee）;//以4位整数e构造1个双向循环链表结点
StatusInitList（DuCiLinkList*L）;//初始化1个双向循环链表，分配1个结点作头结点
//数据域赋初值0，上下结点指针指向自己
voidDestroyList（DuCiLinkList*L）;//消毁1个双向循环链表，释放它所占用的所有内存空间
//并让链表*L指向NULL
voidClearList（DuCiLinkListL）;//清除1个双向循环链表，释放数据结点所占用的内存空间
//保留头结点，并将数据域置为0，上下结点指针指向自己
StatusInsTail（DuCiLinkListL,ElemTypee）;//在双向循环链表L的尾结点之后加入1个以e为
//数据域的新结点,并返回OK;否则返回ERROR。
StatusInsFirst（DuCiLinkListL,ElemTypee）;
//将数据元素e插入在线性链表L头结点之后,并返回OK;否则返回ERROR。
StatusCopyList（DuCiLinkListL,DuCiLinkListC）;
//将双向循环链表L复制到双向循环链表C中。
2、长整数的数据类型和和操作定义为：
typedefstructDuCiLinkNodeLongIntNode,*LongInt;//采用双向循环链表为实际的存储结构
voidOutputNumber（LongInta）;//输出一个长整型数
voidInputNumber（LongInta,intOneOrTwo）;//输入一个长整型数
voidadd（LongIntc,LongInta,LongIntb）;//长整型数c=a+b
voidsub（LongIntc,LongInta,LongIntb）;//长整型数c=a-b
Statusmul（LongIntc,LongInta,LongIntb）;//长整型数c=a*b
voiddiv（LongIntc,LongInta,LongIntb）;//长整型数c=a/b（整除）
voidrem（LongIntc,LongInta,LongIntb）;//长整型数c=a%b（求余）
voidpower（LongIntc,LongInta,intn）;//长整型数c=a^n（乘方）
3、本程序包含四个模块：
1）主程序模块：
voidmain（）//
{
初始化；
do{
接受命令；
处理命令；
}while（“命令”=“结束”）
｝
2）程序界面模块//,
3）双向循环链表处理模块//,
4）长整型数的输入输出模块//,
5）长整数运算模块//
各模块之间的调用关系如下：
（5）、长整型数存储模块—双向循环链表模块见二小节1分节
2、
函数的主要调用关系图
四、调试分析及编程心得体会
1、刚开始考虑进位问题过于简单，导致测试数据时多次出错。
2、刚开始时在输入方式中花了较大功夫，而且用户界面不够友好，程序容错性较差。
3、开始写程序时源程序没有严格按单元模块结构编写，可读性较差。
4、由于初次进行系统的程序设计，层次结构划分不太合理，应在以后的设计中强化此思维，逐渐与工程设计接轨。
…………………………………………
五、用户手册
1、本程序的运行环境为DOS操作系统，。
2、进入演示程序后即显示文本方式的用户界面
3、输入命令，执行相应的功能：
1––输入第1个整数o,O––输入运算符r,R––重置系统
2––输入第2个整数c,C––执行运算q,Q––退出系统
六、测试结果
（1）、0和0的四则运算：
（2）、-2345,6789;-7654,3211;+;应输出“－1,0000,0000”。
（3）、－9999,9999;1,0000,0000,0000;+;应输出“9999,0000,0001”.
（4）、1,0001,0001;－1,0001,0001;+;应输出“0”.
（5）、1,0001,0001;－1,0001,0000;+;应输出“1”。
（6）、－9999,9999,9999;－9999,9999,9999;+;应输出“－1,9999,9999,9998”.
（7）1,0000,9999,9999;1;+;应输出“1,0001,0000,0000”.
略…………………………………
七、源程序代码
/*******************************************************
1、主控文件
*******************************************************/
#include""/*界面模块头文件*/
#include""/*长整型数处理模块头文件*/
charcmd;/*menucommand*/
charopt;/*operator*/
intn;/*power*/
LongInta,b,c;/*Longintegernumbers*/
intflag_n1=0,flag_n2=0,flag_opt=0,flag_cal=0,flag_reset=1;/*标志位*/
voidReSet（）/*Resetsystem*/
{
ClearWorkSpace（）;//清屏幕的工作区
flag_n1=0;//重置长整数1是否输入的标志
flag_n2=0;//重置长整数2是否输入的标志
flag_opt=0;//重置运算符是否输入的标志
flag_cal=0;//重置是否进行了运算的标志
flag_reset=1;//重置重置标志
}
voidCalculate（）//执行计算
{
intoverflow=OK;
if（flag_n1*flag_n2*flag_opt==0）return;
/*Inputisnotcomplete!
输入不完整则直接返回*/
switch（opt）
{
case'+':
add（c,a,b）;break;//执行加法运算
case'-':
sub（c,a,b）;break;//执行减法运算
case'*':
mul（c,a,b）;break;//执行乘法运算
case'/':
overflow=div（c,a,b）;break;//执行整除运算
case'%':
rem（c,a,b）;break;//执行求余运算
case'^':
n=b->prior->data;power（c,a,n）;break;
//暂时以长整数b的最后一组数据为幂，执行乘方运算
};
gotoxy（2,10）;//定位到输出位置
cprintf（overflow==OK?
"Result=":
"DivideBy"）;//输出结果提示
ResultBox（）;//控制输出范围，以免搞乱程序界面
OutputNumber（c）;//输出运算结果
ClearList（c）;//清空长整数c
window（1,1,80,25）;//重新设置显示窗口为全屏幕
}
voidDoCommand（）//根据输入命令进行相应的处理
{
switch（cmd）
{
case'1':
InputNumber（a,1）;flag_n1=1;break;//输入第1个长整数
case'2':
InputNumber（b,2）;flag_n2=1;break;//输入第2个长整数
case'O':
case'o':
opt=InputOperator（）;flag_opt=1;break;//输入运算符
case'C':
case'c':
Calculate（）;flag_cal=1;break;//执行运算
case'R':
case'r':
ReSet（）;//重设系统以便执行下一次运算
}
}
voidmain（）
{
InitiInterface（）;//初始化程序界面
InitList（&a）;//初始化长整形数据a,b,c
InitList（&b）;
InitList（&c）;
do{
GoToCmdxy（）;//将光标定位到输入命令处
cmd=getche（）;//读取一个操作命令
DoCommand（）;//执行相应的命令
}while（cmd!
='q'&&cmd!
='Q'）;//如果输入的是Q或q则退出
DestroyList（&a）;//销毁长整形数据a,b,c，释放它们所占的
DestroyList（&b）;
DestroyList（&c）;
ClearScreen（）;//清除屏幕上的显示
}
/*******************************************************
2、程序界面模块头文件
*******************************************************/
#include<>
#include<>
#defineNofMenuItem6
#defineIntMenuItem2
structIntFaceType
{
intheight;//界面高度
intwidth;//界面宽度
charProgramName[30];//程序名
charMenuItems[NofMenuItem][12];//功能选项
intMaxItemLength;//功能选项名最大长度
charprompt[40];//命令选项提示
intbackcolor;//界面背景
inttextcolor;//文本颜色
intWaitCmdx;//功能选项输入坐标x
intWaitCmdy;//功能选项输入坐标y
};
voidInitiInterface（）;//界面初始化
voidGoToCmdxy（）;//将光标定位到命令选项提示之后
voidGoToPrompt（）;//将光标定位到命令选项提示行首
voidShowMainPrompt（）;//显示命令选项提示
voidClearScreen（）;//以清除整个屏幕，并设置为黑底白字模式
voidClearPromptLine（）;//清除提示行的显示
voidClearWorkSpace（）;//清除工作区的显示
voidInputNumberBox（intOneOrTwo）;//指定两个输入数的输入窗口，如果超过这个范围文字将自动流动
voidResultBox（）;//指定计算结果的显示窗口，如果超过这个范围文字将自动流动
/*******************************************************
3、程序界面处理模块文件
*******************************************************/
#include""
#include""
/*界面长宽及菜单等数据，具体含义见头文件*/
structIntFaceTypeIntFace={14,40,"LongIntegerCalcultor",
{"Number1","Number2","Operator","Calculate","Reset",
"Quit"},9,"Enterahotkey:
1,2,O,C,RorQ:
",BLUE,WHITE};
/*画界面框架、显示程序功能选项、输入提示等
┌───────────LongIntegerCalcultor───────────┐
│Number1Number2OperatorCalculateResetQuit│
├──────────────────────────────────┤
││
││
││
││
││
││
││
││
├──────────────────────────────────┤
│Enterahotkey:
1,2,O,C,RorQ:
│
└──────────────────────────────────┘*/
voidDrawIntFace（）
{
inti,j,LenProgramName,len;
putch（218）;//画左上角的转角线
LenProgramName=strlen（）;//计算程序名称的长度
len=（-4-LenProgramName）/2;//计算程序名称左右横线的长度
for（i=0;iputch（''）;cputs（）;putch（''）;//显示程序名
for（i=0;iputch（191）;//画右上角的转角线
gotoxy（1,2）;putch（179）;//画第2行首的竖线
for（i=0;ifor（j=0;j{
cputs（[j]）;
for（i=0;i}
putch（179）;//画第2行尾的竖线
gotoxy（1,3）;putch（195）;//画第3行首的三岔线
for（i=0;i<;i++）putch（196）;//画第3行的横线
putch（180）;//画第3行尾的三岔线
for（j=4;j<;j++）//显示中间的工作区
{
gotoxy（1,j）;//到第j行首
putch（179）;//画行首的竖线
for（i=0;i<;i++）putch（''）;//画中间的空白
putch（179）;//画行尾的竖线
}
gotoxy（1,）;putch（195）;//画倒数第3行的横线
for（i=0;i<;i++）putch（196）;
putch（180）;
gotoxy（1,）;putch（179）;//显示倒数第2行的输入提示
len=strlen（）;
cputs（）;
for（i=0;i<;i++）putch（''）;
putch（179）;
gotoxy（1,）;putch（192）;//画最后一行的横线
for（i=0;i<;i++）putch（196）;
putch（217）;
}
voidInitiInterface（）//界面初始化
{
inti,len,lenprompt;
for（i=0;i{
len=strlen（[i]）;
if（len>）=len;
}
len=（+IntMenuItem）*NofMenuItem+IntMenuItem+2;
lenprompt=strlen（）;//输入提示的长度
if（lenif（if（<9）=9;//界面的最终高度
=lenprompt+2;//命令输入处的X坐标
=-1;//命令输入处的Y坐标
clrscr（）;//清屏，以便显示程序界面
textbackground（）;//设置界面的背景颜色
textcolor（）;//设置界面的文本颜色
DrawIntFace（）;//画出界面
}
voidClearScreen（）//以清除整个屏幕，并设置为黑底白字的DOS传统模式
{
textbackground（BLACK）;
textcolor（WHITE）;
clrscr（）;
}
voidClearPromptLine（）/*清除提示行的显示*/
{
inti;
gotoxy（2,）;//到倒数第2行首
for（i=0;i<;i++）putch（''）;//用空格覆盖原有内容
GoToPrompt（）;
}
voidClearWorkSpace（）/*清除工作区的显示*/
{
inti,j;
for（j=4;j<;j++）
{
gotoxy（2,j）;//到第j行首
for（i=0;i<;i++）putch（''）;//用空格覆盖原有内容
}
}
voidGoToCmdxy（）/*将光标定位到命令选项提示之后*/
{
gotoxy（,）;
}
voidGoToPrompt（）/*将光标定位到命令选项提示行首*/
{
gotoxy（2,）;
}
voidShowMainPrompt（）/*显示命令选项提示*/
{
ClearPromptLine（）;
cputs（）;
}
voidInputNumberBox（intOneOrTwo）
{/*指定两个输入数的输入窗口，如果超过这个范围文字将自动流动*/
window（11,（OneOrTwo==1）?
4:
6,,（OneOrTwo==1）?
5:
7）;
clrscr（）;
}
voidResultBox（）
{/*指定计算结果的显示窗口，如果超过这个范围文字将自动流动*/
window（11,10,,11）;
clrscr（）;
}
/*******************************************************
4、长整型数输入输出及运算模块头文件
*******************************************************/
#include""
typedefstructDuCiLinkNodeLongIntNode,*LongInt;//采用双向循环链表为实际的存储结构
voidOutputNumber（LongInta）;//输出一个长整型数
voidInputNumber（LongInta,intOneOrTwo）;//输入一个长整型数
voidadd（LongIntc,LongInta,LongIntb）;//长整型数c=a+b
voidsub（LongIntc,LongI
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