数制转换 C 数据结构课程设计.docx
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数制转换C数据结构课程设计
福建农林大学计算机与信息学院
计算机类
课程设计报告
课程名称：
数据结构课程设计
课程设计题目：
数制转换问题
姓名：
XIA
系：
计算机科学与技术
专业：
计算机科学与技术
年级：
2011级
学号：
3116013131
指导教师：
刘必雄
职称：
讲师
2011年12月24日
福建农林大学计算机与信息学院计算机类
课程设计结果评定
评语：
评分项目
分值
得分
综合运用知识能力和实践动手能力强，设计方案合理，计算、分析正确，设计成果质量高；
40
设计态度认真，独立工作能力强，有独到见解，水平较高，并具有良好的团队协作精神；
40
设计报告条理清晰、论述充分、文字通顺、图表规范课程设计报告符合规范要求。
20
成绩：
指导教师签字：
任务下达日期：
评定日期：
数制转换问题
1.设计目的
实现二、八、十和十六进制不同数制数据之间的相互转换。
2.设计要求
•输入一种数的数据及数制，输出这个数的其他三种数制的表示。
•输入的数包括整数和小数。
•基于vc++6.0平台，用C语言实现程序设计。
3.设计方案
用顺序栈实现数据的存入和读取
4.设计内容
4.1需求分析
1）输入的形式和输入值的范围
•先输入未转换前数的进制：
取值范围只能是2、8、10、16，输入其他数据则提示出错重输。
•再输入该进制的数：
取值范围可以是原进制的整数或小数，根据提供的原数据的数制，通过ASCII码判断每次输入的各个字符是否正确，如：
2进制只能输入1,0和小数点；
8进制只能输入0到7的数和小数点；
10进制只能输入0到9的数和小数点；
16进制只能输入输入0到9的数，A到F的字母和小数点；
输入其他字符则提示出错重输。
2）输出的形式
•分三行分别输出该数其他进制的表示。
3）程序所能达到的功能
•通过键盘输入、文本读取数据，检测输入的数与原进制是否有误；
•将输入的数（可以是整数或小数），转换成除本身的进制数外其他3种进制的数并输出；
•可以在数据转换后，选择是否退出或继续输入数据进行转换。
4）测试数据：
正确的输入及其输出，示例整数：
正确的输入及其输出，示例小数:
含错误的输入及其输出：
4.2概要设计
1）抽象数据类型的定义
typedefstruct{int*b,*top;intsize;}Stack；StackS；//定义栈
intInitS（Stack&S）//构造空栈
intClearS（Stack&S）//释放栈S
intIsEmpty（StackS）//判断栈是否为空,若空返回1,否则返回0
intPush（Stack&S,inte）//插入元素e为新的栈顶元素
intPop（Stack&S,int&e）//删除S的栈顶元素,用e返回其值
charc[1000]；//c[]存入未转换的数
inte,m,n,r,i,j；//定义全局变量
//e为栈顶元素临时变量,m为要转的进制数,n为转换前数的个数
//r是十进制转M进制的余数,i为自增变量,j存小数点后有几位小数用
floatx,y,z；//定义全局变量
//x为要转换的十进制,y是转后的10进制数,z是十进制的小数部分
2）主控程序的流程
•首先接收未转换前数的进制m及数据，判断是否非法做出提示；
•用c[]数组接收数据，有小数得记下小数位数j。
当接收的数据为十进制则用float（atof（c））转成小数给全局变量x；
若接收的数据为其他进制数则逐个读取Push（S,c[i]）入栈。
•根据全局变量m判断要调用的函数：
DtoM（floata,intb）十进制转换成其他进制的函数，
MtoD（）其他进制转换为十进制的函数。
•在DtoM（float,int）函数中，接收形参为要转换的十进制数和要转成的数制。
先判断数据是否有小数，有小数则先转换小数部分的存入zz[]。
输出时先输出转换的整数部分，有小数再读取zz[]逐个输出小数部分。
•在MtoD（）函数中，由j判断数据是否有小数，若有小数先转换小数部分。
输出时将转后的小数部分（若有）累加上整数部分输出。
•转换完成后，清除栈，由用户选择是否继续输入数据转换或退出。
3）各程序模块之间的层次关系
voidDtoM（floata,intb）//十进制转换成其他进制的函数
voidMtoD（）//其他进制转换为十进制的函数
voidmain（）//根据输入数据调用MtoD（）和DtoM（）函数对数据转换
注：
其他非十进制的数转换时，都先调用MtoD（）转成十进制，得到float类型数存入全局变量y，再调用DtoM（y,m）转成需要的进制。
4.3详细设计
•流程图：
•伪代码：
//十进制转换成其他进制的函数DtoM（）//
voidDtoM（floata,intb）
{
z=a-（int）a;//取小数部分
intzz[20];//存转后的小数部分
i=0;
if（z）//有小数
{
while（z）
{zz[i]=int（z*b）;
i++;
z=z*b-int（z*b）;
}
n=i;
}
while（（int）a）
{
r=（int）a%b;
if（r>9）
r=r+55;
Push（S,r）;//压入栈
a=a/b;//转换成b进制
}
printf（"\t该数<%d>进制的结果是：
",b）;
while（!
IsEmpty（S））
{
Pop（S,e）;//弹出栈
if（e>=65）
printf（"%c",e）;
else
printf（"%d",e）;
}
if（i）//有小数
{printf（"."）;//小数点
for（i=0;i{printf（"%X",zz[i]）;}
}
printf（"\n"）;
return;
}
//其他进制转换为十进制的函数MtoD（）//
voidMtoD（）
{
i=0;
y=0;
if（j）//有小数
{
while（j）
{
Pop（S,e）;
if（e>=65）
e=e-55;//转字母
else
e=e-48;//转数字
y+=1/（（float）pow（m,j））*e;
//1除（e乘（m的j次方））
j--;
}
Pop（S,e）;//小数点抛出
}
while（!
IsEmpty（S））
{
Pop（S,e）;
if（e>=65）
e=e-55;//转字母
else
e=e-48;//转数字
y+=（int）pow（m,i）*e;
//e乘（m的i次方）
i++;
}
printf（"\t该数<10>进制的结果是：
"）;
if（（int）y==y）
printf（"%.0f\n",y）;
else
printf（"%f\n",y）;//有小数
return;
}
//-------主函数main（）-----//
voidmain（）
{
freopen（"DS1.in","r",stdin）;
freopen（"DS1.out","w",stdout）;
//界面功能说明
printf（"\n"）;printf（"\n"）;
printf（"\t▉▊▊▋▍▎▏=数制转换器=▏▎▍▋▊▊▉\n"）;printf（"\n"）;
printf（"-[实现2\\8\\10\\16进制数据之间的转换]-\n"）;
printf（"\t|◆先输入未转换前数的数制类型|\n"）;
printf（"\t|◆再输入未转换的数|\n"）;
printf（"\t|<该数可以是整数或小数>|\n"）;
printf（"\t|●程序将输出该数的其他进制形式|\n"）;
printf（"\t||\n"）;
printf（"-----------========"）;
printf（"========------------\n"）;
printf（"\n"）;
printf（"\n"）;
First:
intf=1;//判断标识
InitS（S）;//构造一个空栈
printf（"\t请输入未转换前数的进制：
"）;
while（f）
{if（scanf（"%d",&m）==EOF||m!
=2&&m!
=8&&m!
=10&&m!
=16）
printf（"\t▲输入有误,请重新输入<2or8or10or16>：
"）;
else
f=0;
}
printf（"\t请输入该数：
"）;
Second:
scanf（"%s",c）;
n=strlen（c）;
f=0;//判断标识
for（i=0;i{
switch（m）
{case2:
{if（c[i]>49||c[i]<46||c[i]==47）f=1;break;}
case8:
{if（c[i]>55||c[i]<46||c[i]==47）f=1;break;}
case10:
{if（c[i]>57||c[i]<46||c[i]==47）f=1;break;}
case16:
{if（c[i]>70||（c[i]>57&&c[i]<65）||c[i]<46||c[i]==47）
f=1;break;}
default:
break;
}//有错f=1;
}
if（f）//检查输入格式是否有误
{
printf（"\t▲输入有误,请重新输入：
"）;
gotoSecond;
}
if（m!
=10）//其他进制转换成十进制
{j=0;
for（i=0;i{Push（S,c[i]）;
if（c[i]=='.'）
j=n-1-i;//存小数位数
}
}
else//十进制转换成其他进制
{x=float（atof（c））;//字符串转小数
}
printf（"\n"）;
switch（m）//数制相互转换
{
case10:
{DtoM（x,2）;DtoM（x,8）;DtoM（x,16）;break;}
case2:
{MtoD（）;DtoM（y,8）;DtoM（y,16）;break;}
case8:
{MtoD（）;DtoM（y,2）;DtoM（y,16）;break;}
case16:
{MtoD（）;DtoM（y,2）;DtoM（y,8）;break;}
default:
break;
}
ClearS（S）;//释放栈S
printf（"\n"）;
printf（"-----------========"）;
printf（"========------------\n"）;
printf（"\t是否继续?
继续【1】or退出【0】:
"）;
scanf（"%d",&f）;
if（f）
{
printf（"\n"）;gotoFirst;
}
}
4.4调试分析
⏹难点：
检查输入格式是否有误
⏹解决：
通过ASCII码判断每次输入的各个字符是否正确，如：
2进制只能输入1,0和小数点；
8进制只能输入0到7的数和小数点；
10进制只能输入0到9的数和小数点；
16进制只能输入0到9的数，A到F的字母和小数点；
用f判断标识，输入其他字符则将f=1提示出错重输。
⏹代码示例：
main（）
{……
f=0;
for（i=0;i{
switch（m）
{
case2:
{if（c[i]>49||c[i]<46||c[i]==47）f=1;break;}
case8:
{if（c[i]>55||c[i]<46||c[i]==47）f=1;break;}
case10:
{if（c[i]>57||c[i]<46||c[i]==47）f=1;break;}
case16:
{if（c[i]>70||（c[i]>57&&c[i]<65）||c[i]<46||c[i]==47）
f=1;break;}
default:
break;
}//有错f=1;
}
……
}
⏹难点：
取未转换十进制的小数部分，并输出转换后的相应的进制格式
⏹解决：
使用强制转换，转义符号%X、%.0f
⏹代码示例：
voidDtoM（floata,intb）//十进制转换成其他进制的函数
{……
z=a-（int）a;//用强制转换取小数部分
intzz[10];//存转后的小数部分
i=0;
if（i）//有小数
{
printf（"."）;//小数点
for（i=0;i{printf（"%X",zz[i]）;
//用%X逐个输出即为输出相应进制转换后的数
}
}
……}
voidMtoD（）//其他进制转换为十进制的函数
{
……
printf（"\t该数<10>进制的结果是：
"）;
if（（int）y==y）
printf（"%.0f\n",y）;
//小数部分没有有效数字，用%.0f去除小数点后的0
else
printf（"%f\n",y）;//有小数
return;
}
⏹难点：
求输入数据小数点后有几位
⏹解决：
用scanf（"%s",c）将输入数存入数组中，
用n=strlen（c）得到长度，
用j存小数位数：
for（i=0;i4.5测试结果
●键盘输入输出结果：
•整数转换测试
•小数转换测试
•输入出错测试
●文本输入输出结果：
•//DS1.in整数转换测试
DS1.in
DS1.out
2
1101
1
8
765
1
10
11
1
16
4A3
0
▉▊▊▋▍▎▏=数制转换器=▏▎▍▋▊▊▉
-[实现2\8\10\16进制数据之间的转换]-
||
|◆先输入未转换前数的数制类型|
|◆再输入未转换的数|
|<该数可以是整数或小数>|
|●程序将输出该数的其他进制形式|
||
-----------================------------
请输入未转换前数的进制：
请输入该数：
该数<10>进制的结果是：
13
该数<8>进制的结果是：
15
该数<16>进制的结果是：
D
-----------================------------
是否继续?
继续【1】or退出【0】:
请输入未转换前数的进制：
请输入该数：
该数<10>进制的结果是：
501
该数<2>进制的结果是：
111110101
该数<16>进制的结果是：
1F5
-----------================------------
是否继续?
继续【1】or退出【0】:
请输入未转换前数的进制：
请输入该数：
该数<2>进制的结果是：
1011
该数<8>进制的结果是：
13
该数<16>进制的结果是：
B
-----------================------------
是否继续?
继续【1】or退出【0】:
请输入未转换前数的进制：
请输入该数：
该数<10>进制的结果是：
1187
该数<2>进制的结果是：
10010100011
该数<8>进制的结果是：
2243
-----------================------------
是否继续?
继续【1】or退出【0】:
•//DS2.in小数转换测试
DS2.in
DS2.out
2
1101.1011
1
8
765.2
1
10
11.125
1
16
4A3.2
0
▉▊▊▋▍▎▏=数制转换器=▏▎▍▋▊▊▉
-[实现2\8\10\16进制数据之间的转换]-
||
|◆先输入未转换前数的数制类型|
|◆再输入未转换的数|
|<该数可以是整数或小数>|
|●程序将输出该数的其他进制形式|
||
-----------================------------
请输入未转换前数的进制：
请输入该数：
该数<10>进制的结果是：
13.687500
该数<8>进制的结果是：
15.54
该数<16>进制的结果是：
D.B
-----------================------------
是否继续?
继续【1】or退出【0】:
请输入未转换前数的进制：
请输入该数：
该数<10>进制的结果是：
501.250000
该数<2>进制的结果是：
111110101.01
该数<16>进制的结果是：
1F5.4
-----------================------------
是否继续?
继续【1】or退出【0】:
请输入未转换前数的进制：
请输入该数：
该数<2>进制的结果是：
1011.001
该数<8>进制的结果是：
13.1
该数<16>进制的结果是：
B.2
-----------================------------
是否继续?
继续【1】or退出【0】:
请输入未转换前数的进制：
请输入该数：
该数<10>进制的结果是：
1187.125000
该数<2>进制的结果是：
10010100011.001
该数<8>进制的结果是：
2243.1
-----------================------------
是否继续?
继续【1】or退出【0】:
•//DS3.in输入出错测试
DS3.in
DS3.out
9
2
b
12
110
1
8
z.2
8
67
1
10
11.a
wd
90.25
1
16
89G
A6.5
0
▉▊▊▋▍▎▏=数制转换器=▏▎▍▋▊▊▉
-[实现2\8\10\16进制数据之间的转换]-
||
|◆先输入未转换前数的数制类型|
|◆再输入未转换的数|
|<该数可以是整数或小数>|
|●程序将输出该数的其他进制形式|
||
-----------================------------
请输入未转换前数的进制：
▲输入有误,请重新输入<2or8or10or16>：
请输入该数：
▲输入有误,请重新输入：
▲输入有误,请重新输入：
该数<10>进制的结果是：
6
该数<8>进制的结果是：
6
该数<16>进制的结果是：
6
-----------================------------
是否继续?
继续【1】or退出【0】:
请输入未转换前数的进制：
请输入该数：
▲输入有误,请重新输入：
▲输入有误,请重新输入：
该数<10>进制的结果是：
55
该数<2>进制的结果是：
110111
该数<16>进制的结果是：
37
-----------================------------
是否继续?
继续【1】or退出【0】:
请输入未转换前数的进制：
请输入该数：
▲输入有误,请重新输入：
▲输入有误,请重新输入：
该数<2>进制的结果是：
1011010.01
该数<8>进制的结果是：
132.2
该数<16>进制的结果是：
5A.4
-----------================------------
是否继续?
继续【1】or退出【0】:
请输入未转换前数的进制：
请输入该数：
▲输入有误,请重新输入：
该数<10>进制的结果是：
166.312500
该数<2>进制的结果是：
10100110.0101
该数<8>进制的结果是：
246.24
-----------================------------
是否继续?
继续【1】or退出【0】:
4.6用户使用说明
•第一次输入：
未转换前数的进制
（只能输入2或8或10或16，输入其他数据则提示出错重输）
•第二次输入：
该进制的数
（取值范围应当是原进制的整数或小数。
如：
2进制只能输入1,0和小数点；8进制只能输入0到7的数和小数点；10进制只能输入0到9的数和小数点；16进制只能输入0到9的数，A到F的字母和小数点；输入其他字符则提示出错重输。
）
•程序将自动分三行分别输出该数其他进制的表示。
【注】:
小数转换的算法不是互逆的。
输入非十进制（2、8、16进制）的小数可以成功转成其他进制的小数；
但不是任意的十进制的小数能完全转成非十进制（2、8、16进制）的小数。
程序目前仍然有Bug，对输入十进制的小数的判断还未完成。
5.总结
通过本次课程设计，我认识到熟练掌握基础算法的重要性，对栈的含义及其基本算法有了更好的理解和应用。
栈“先进后出”的算法加上Push（）和Pop（）方便了对要转换的数进行读取，和对转换后数倒置的输出。
在编写过程中常遇到的不少问题，例如：
变量类型的转换和ASCII码转义字符的应用，变量的定义和范围，算法循环语句的退出条件等，我通过不断调试，翻阅课本和网上搜索材料得到了解决，也认识到这些细节上的处理更当注意。
在调试时，学会了在有问题的地方注释并能经常使用printf（）函数测试输出结果。
在测试时，对测试数据的选取更当考虑全面，能检测错误输入并进行提示。
通过这次实验，我学会运用课本和老师平时讲授知识进行切身实践，通过网络搜索学到了新的库函数，提高了我实际编写程序的能力。
参考文献
[1]宁正元，王秀丽.算法与数据结构［M］.北京：
清华大学出版社，2006.01.
[2]宁正元，王秀丽，林大辉.算法与数据结构习题精解和实验指导［M］.北京，2007.05.
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