C语言程序课程设计报告资管理.docx

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C语言程序课程设计报告资管理

学院

信息科学与工程学院

专业

电子信息工程

姓名

李尾冬

学号

题目

小型特殊计算器

内容及要求：

1、内容与功能要求

题目

（1）运算符重载实现专用运算器：

参考提供资料中相应内容，以成员函数的形式重载运算符，实现

2、软件开发环境

WindowsXp，VisualC++6.0

进度安排:

第15周

星期一：

设计任务分析和总体设计

星期二：

软件算法和流程设计

星期三、四、五：

软件编码实现

第16周

周一：

软件总体调试

周二：

软件运行分析

周三：

答辩、验收程序

周四：

答辩、验收程序

周五：

书写课程设计报告，提交

指导教师（签字）：

年月日

学院院长（签字）：

年月日

课程设计任务书

目录

1.题目内容---------------------------------------------2

2.程序特点及功能------------------------------------3

3.总体思路---------------------------------------------3

4.详细设计---------------------------------------------4

5.程序清单---------------------------------------------5

6.运行结果与分析------------------------------------17

7.参考文献---------------------------------------------22

课程设计名称：

小型特殊计算器

1.设计内容：

实现一个特殊的计算器，可以实现复数、有理数、矩阵和集合的特殊计算。

程序可以实现复数、有理数的加、减、乘、除，可以实现矩阵的加法、减法和乘法运算，也可以实现集合的求交集、并集、子集的运算。

2.设计目的与要求：

2.1设计目的

达到熟练掌握C++语言的基本知识和技能；

基本掌握面向对象程序设计的基本思路和方法；

能够利用所学的基本知识和技能，解决简单的面向对象程序设计问题。

2.2设计要求

要求利用面向对象的方法以及C++的编程思想来完成系统的设计；

要求在设计的过程中，建立清晰的类层次；

在系统的设计中，至少要用到面向对象的一种机制。

3.系统分析与设计

3.1主要知识点

运算符重载增加了C++语言的可扩充性。

运算符的重载实际上就是一种函数调用的形式，可以用成员函数重载运算符，就是将运算符重载定义为一个类的成员函数的形式；也可以用友元函数重载。

用友元重载运算符的友元函数是独立于类以外的一般函数。

3.2关键技术

程序中每一种数据类型用一个类来实现，共设计了4个类。

复数类complex，矩阵类matrix，有理数类rational以及集合类set。

每一种类都定义了相应的运算符重载函数。

具体定义如下所示：

（1）类complex

类complex中，成员变量image表示虚部，real表示实部。

成员函数print（）用来显示数据。

运算符重载函数都是用友元函数来实现的。

分别重载+、-、*、/运算符。

（2）类matrix

类matrix中，成员变量elems用来存放矩阵的所有元素，rows表示矩阵的行，cols表示矩阵的列。

成员函数SetElems（）用来给矩阵中的每一个元素赋值，Disp（）用来显示矩阵中的所有元素。

其它友元函数分别重载+、-、*、/运算符。

（3）类rational

类rational中，有两个成员变量：

denominator用来表示有理数的分母，numerator表示有理数的分子。

有理数成员函数print（）用来显示有理数，optimization（）用来优化有理数函数。

友元函数real（）用来将有理数转换为实数，其它友元函数分别重载+、-、*、/运算符。

（4）类set

类set中，有两个成员变量：

elems用来存储集合中的元素，card表示集合中元素的个数。

成员函数print（）用来输出集合中的元素，additem（）用来给集合增加元素。

友元函数分别重载了&、==、!

=、+、*、<、<=运算符。

程序中的运算符重载函数都用友元函数来实现。

①    类complex的友元函数

复数的表达形式为a+bi，对复数进行运算符重载不像对一般书进行运算那样简单，它的运输方法如下：

加法：

（a+bi）+（c+di）=（a+c）+（b+d）i

减法：

（a+bi）-（c+di）=（a-c）+（b-d）i

乘法：

（a+bi）*（c-di）=（ac-bd）+（ad+bc）i

除法：

（a+bi）/（c+di）=（（a+bi）*（c-di））/（c2+d2）

重载函数将以上算法用在了函数中。

②    类matrix的友元函数

矩阵类的赋值，实质上是给二维数组赋值；矩阵相加减就是两个行数列数相同的二维数组相加减；二维数组相乘，其实就是两个二维数组，其中一个的行数等于另一个的列数，按矩阵相乘的法则进行计算。

③    类rational的友元函数

对有理数类进行的操作有下面几种：

有理数相加：

当两个有理数a/b和c/d相加时，可得到这样的算式：

a/b+c/d=（a*d+b*c）/（b*d）

有理数相减：

当两个有理数a/b和c/d相减时，得到的结果是：

分子：

a*d-b*c

分母：

b*d

有理数相乘：

当两个有理数a/b和c/d相乘时，得到的结果是：

分子：

a*c

分母：

b*d

有理数相除：

当两个有理数a/b和c/d相除时，得到的结果是：

分子：

a*d

分母：

b*c

每次得到结果时，都需要对有理数进行优化。

④    类set的友元函数

集合类的运算符重载操作主要有以下几种：

判定某一元素是否属于集合：

此操作用重载运算符函数&实现，返回值只有两种情况true或者false，取bool类型。

判断两个集合是否相等：

判定两个集合是否相等，需要看两个集合中所包含的元素是否相同，并且不管顺序如何。

用重载运算符==来实现。

判断两个集合是否不等：

是相等操作的取反，用!

=来实现

两个集合的交集：

即求出两个集合中的公共元素，用运算符*实现。

两个个集合的并集：

即两个集合相合并，合并以后去掉重复的元素，用运算符+来实现。

判定一个集合是否是另一个集合的子集：

用运算符<=来实现

判定一个集合是否是另一个集合的纯子集：

用运算符<实现

3.3基本功能要求

（1）功能选择可以用菜单来实现

例如：

请选择您的计算内容：

1.      复数计算

2.      有理数计算

3.      矩阵计算

4.      集合计算

0.      退出

用户通过输入不同的数字进入不同的菜单。

次级菜单主要显示本程序的功能，主要的功能有加法、减法、乘法和除法以及集合的求交集、求并集、求子集。

（2）运行时给出明确的提示信息。

比如，输入一个什么类型的数据。

根据用户的输入计算输出结果。

由于数据类型比较多，可以一次输入第一个复数的实部，第一个复数的虚部，再输入第二个复数的实部、虚部。

矩阵运算需要先输入矩阵的行数和列数，然后依次输出矩阵的第一行第一列的元素、第一行第二列的元素等等，依次类推。

有理数运算需要一次输入有理数的分子、分母。

集合运算需要输入集合的元素个数，然后依次输入集合中的每一个元素。

4.系统总体设计（确定程序功能模块）

5．程序清单

◆程序代码实现

#include

#include

/*****************************************************************************/

//矩阵类的声明

classmatrix

{

public:

voidDisp（）;//显示矩阵所有元素

intmatrix:

:

operator（）（shortrow,shortcol）;//重载运算符成员函数（）

voidSetElem（shortrow,shortcol,intval）;//将元素（row,col）设置为val

matrix（）;

matrix（shortr,shortc）

{

rows=r;

cols=c;

elems=newint[rows*cols];

}

virtual~matrix（）;

friendmatrixoperator+（matrixp,matrixq）;//重载运算符＋

friendmatrixoperator-（matrixp,matrixq）;//重载运算符－

friendmatrixoperator*（matrixp,matrixq）;//重载运算符×

private:

int*elems;//存放矩阵的所有元素

shortcols;//矩阵的列

shortrows;//矩阵的行

};

/*****************************************************************************/

//矩阵类的各个成员函数的具体定义

matrix:

:

matrix（）

{

}

matrix:

:

~matrix（）

{

}

/*****************************************************************************/

/*

函数名称：

matrix:

:

operator（）（shortrow,shortcol）

功能描述：

重载运算符成员函数

修改记录：

*/

intmatrix:

:

operator（）（shortrow,shortcol）

{

if（row>=1&&row<=rows&&col>=1&&col<=cols）

returnelems[（row-1）*cols+（col-1）];

else

return0;

}

/*****************************************************************************/

/*

函数名称：

matrix:

:

SetElem（shortrow,shortcol,intval）

功能描述：

将元素（row,col）设置为val

修改记录：

*/

voidmatrix:

:

SetElem（shortrow,shortcol,intval）

{

if（row>=1&&row<=rows&&col>=1&&col<=cols）

elems[（row-1）*cols+（col-1）]=val;

}

/*****************************************************************************/

/*

函数名称：

matrix:

:

Disp（）

功能描述：

显示矩阵元素

修改记录：

*/

voidmatrix:

:

Disp（）

{

for（introw=1;row<=rows;row++）

{

for（intcol=1;col<=cols;col++）

cout<

（2）<<（*this）（row,col）<<"";

cout<

}

}

/*****************************************************************************/

/*

函数名称：

operator+（matrixp,matrixq）

功能描述：

重载运算符＋

修改记录：

*/

matrixoperator+（matrixp,matrixq）

{

matrixm（p.rows,p.cols）;

if（p.rows!

=q.rows||p.cols!

=q.cols）

returnm;

for（intr=1;r<=p.rows;r++）

for（intc=1;c<=p.cols;c++）

m.SetElem（r,c,p（r,c）+q（r,c））;

returnm;

}

/*****************************************************************************/

/*

函数名称：

operator-（matrixp,matrixq）

功能描述：

重载运算符-

修改记录：

*/

matrixoperator-（matrixp,matrixq）

{

matrixm（p.rows,p.cols）;

if（p.rows!

=q.rows||p.cols!

=q.cols）

returnm;

for（intr=1;r<=p.rows;r++）

for（intc=1;c<=p.cols;c++）

m.SetElem（r,c,p（r,c）-q（r,c））;

returnm;

}

/*****************************************************************************/

/*

函数名称：

operator*（matrixp,matrixq）

功能描述：

重载运算符*

修改记录：

*/

matrixoperator*（matrixp,matrixq）

{

matrixm（p.rows,p.cols）;

if（p.cols!

=q.rows）

returnm;

for（intr=1;r<=p.rows;r++）

for（intc=1;c<=p.cols;c++）

{

ints=0;

for（inti=1;i<=p.cols;i++）

s+=p（r,i）*q（i,c）;

m.SetElem（r,c,s）;

}

returnm;

}

/*****************************************************************************/

voidjiemian（）;

voidtuichu（）;

voidmatrixcompute（）;

/************************************************************************/

/*main函数*/

/************************************************************************/

intmain（）

{

jiemian（）;

return0;

}

/************************************************************************/

/*主界面函数，实现了界面及函数调用*/

/************************************************************************/

voidjiemian（）

{

inti;

cout<

cout<<"---------------------------------------------------------------"<

cout<<"**"<

cout<<"欢迎进入用运算符重载实现特殊计算器程序"<

cout<<"**"<

cout<<"----------------------------------------------------------------"<

while（i）

{

cout<

cout<<"请选择您要进行的操作：

"<

cout<<"1.矩阵计算；"<

cout<<"0.退出；"<

cout<<"请选择按键（0或1）:

";

cin>>i;

cout<

//判断输入，0退出

if（i==0||i==1）

{

switch（i）

{

case1:

matrixcompute（）;

break;

case0:

tuichu（）;

break;

}

}

else

{

cout<<"输入错误！

";

cout<<"重新输入"<

}

}

}

/************************************************************************/

/*退出函数*/

/************************************************************************/

voidtuichu（）

{

cout<<"---------------------------------------------------------------"<

cout<<"**"<

cout<<"谢谢使用运算符重载实现特殊计算器程序，再见！

"<

cout<<"**"<

cout<<"----------------------------------------------------------------"<

}

/************************************************************************/

/*矩阵计算函数*/

/************************************************************************/

voidmatrixcompute（）

{

intj;

cout<<"请选择您的矩阵计算内容：

"<

cout<<"1.两个矩阵相加；"<

cout<<"2.两个矩阵相减；"<

cout<<"3.两个矩阵相乘；"<

cout<<"0.返回主界面；"<

cout<<"请选择按键（0-3）:

";

cin>>j;

cout<

while（j）

{

//判断输入，0退出

if（j>=0&&j<=3）

{

intr1,j1,r2,j2,val;

cout<<"请输入第一个矩阵的行数：

";

cin>>r1;

cout<<"请输入第一个矩阵的列数：

";

cin>>j1;

cout<<"请输入第二个矩阵的行数：

";

cin>>r2;

cout<<"请输入第二个矩阵的列数：

";

cin>>j2;

matrixc1（r1,j1）;

matrixc2（r2,j2）;

matrixc3;

cout<<"请输入第一个矩阵的元素：

"<

for（intm=1;m<=r1;m++）

for（intn=1;n<=j1;n++）

{

cout<<"第"<

";

cin>>val;

c1.SetElem（m,n,val）;

}

c1.Disp（）;

cout<<"请输入二个矩阵的元素：

"<

for（inth=1;h<=r2;h++）

for（intk=1;k<=j2;k++）

{

cout<<"第"<

";

cin>>val;

c2.SetElem（h,k,val）;

}

c2.Disp（）;

switch（j）

{

//case1:

矩阵相加

case1:

c3=c1+c2;

cout<<"第一个矩阵为：

"<

c1.Disp（）;

cout<<"第二个矩阵为：

"<

c2.Disp（）;

cout<<"第三个矩阵为：

"<

c3.Disp（）;

break;

case2:

c3=c1-c2;

cout<<"第一个矩阵为：

"<

c1.Disp（）;

cout<<"第二个矩阵为：

"<

c2.Disp（）;

cout<<"第三个矩阵为：

"<

c3.Disp（）;

break;

case3:

c3=c1*c2;

cout<<"第一个矩阵为：

"<

c1.Disp（）;

cout<<"第二个矩阵为：

"<

c2.Disp（）;

cout<<"第三个矩阵为：

"<

c3.Disp（）;

break;

}

}

else

cout<<"按键错误，请重新选择！

"<

cout<

cout<<"请选择您的矩阵计算内容：

"<

cout<<"1.两个矩阵相加；"<

cout<<"2.两个矩阵相减；"<

cout<<"3.两个矩阵相乘；"<

cout<<"0.返回主界面；"<

cout<<"请选择按键（0-3）:

";

cin>>j;

cout<

}

}

6．运行结果与分析

◆课程设计总结

1、通过程序设计，达到理论与实际应用相结合，提高对信息管理系统的分析能力，能够根据实际应用，初步实现系统功能模块及算法的设计，通过编程基本实现信息管理系统。

2、实现系统功能：

各种基本信息数据的录入；各种基本数据的修改；各种基本数据的插入；各种基本数据的删除；基于各种数据的查询；基于各种数据的计算。

三、调试错误：

显示出的数据中出现乱码。

错误原因：

打印了程序头部没有记录的空链表节点。

解决方法：

head=head->next将链表头部连到