面向对象课程设计报告格式.docx
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面向对象课程设计报告格式
题目：
计算器
学号：
1004681035
姓名：
李博洋
班级：
计科101
1、需求分析:
题目：
设计一个简单的计算器
要求:
在功能上功能尽量模拟windows操作系统中的计算器，系统界面不做强制要求。
分析：
输入或从文件中读入需要计算的式子，然后计算出正确的结果，将结果输出。
解析：
得到一个需要计算的式子，很显然这个式子中包含着数字以及各种运算符和括号，这个式子是一个字符串，因而要用到string。
在数据结构中，一个算术表达式就是一个按中序遍历的二叉树，如果要计算，很显然要将该式子按后续遍历（逆波兰式），得到按优先级排列的便于计算的式子，中间过程需要用到栈（stack）,计算过程也要用到栈，因而创建了一个链栈的模板，在需要的时候，按需要的类型实例化就可以了。
操作流程：
菜单界面--->选择输入的方式---->按不同的输入方式读取信息---->将计算式子按逆波兰式转化---->计算---->输出结果
2、概要设计
template
classNode{
public:
Node（）{this->next=NULL;}
Node（Tdata,Node*next=NULL）{this->data=data;this->next=next;}
Tdata;
Node*next;
}
明确设计为链表类型的存储结构，因而节点（Node）就必须包含一个需要存储类型数据成员，还应有一个指向下一个节点的指针，用构造函数初始化个数据成员。
将数据成员定义为public是为了下面的访问方便。
template
classLinkedStack{
public:
LinkedStack（）;
~LinkedStack（）;
boolisEmpty（）;
voidpush（Tx）;
Tpop（）;
TgetTop（）;
private:
Node*top;
};
根据需要，要用到多种类型的栈（stack）,而栈的功能都大体相同，所以将类设计为模板类（template），这样在需要用的时候实例化就可以用了。
创建链栈，就要用到上面的节点（Node）.栈的主要功能有初始化（LinkedStack（）），入栈（voidpush（Tx）），出栈（Tpop（）），得到栈顶元素（TgetTop（）），还有可能判断栈是否为空栈（boolisEmpty（））,然后分别将各个部分实现。
3、程序编码。
程序的流程图如下：
计算过程
成功
继续
失败
计算过程
部分重点代码注释详见程序清单。
4、调试分析
分模块（类）进行，设计好测试数据,测试输出的结果,时间复杂度分析，和每个模块设计和调试时存在问题的思考（问题是哪些问题如何解决），算法的改进设想。
菜单界面。
选择读取方式...
从键盘读入表达式，并计算得出结果。
继续从键盘读入
选择从文件读入，并且文件打开成功
输入文件中的算术表达式
输出文件中的结果
调试时存在的问题：
刚开始时，链表的链接存在问题，老是出现内存访问错误，最后通过调试发现，原来多写了一个next。
然后就是在写tochange（）函数时，switch语句中的条件考虑的不够全面。
再就是string类型的表达式不能够作为switch的条件。
最后就是定义了一个stringa,不能够通过a[i]="2as"这种方式给string类型的数据赋值
算法的改进设想:
在分配expression的时候，都是按的比较大的值分配的，有很多空间都没有用到，造成了很多内存的浪费。
改进：
运用链表，动态的分配，按需分配
程序清单：
#include
#include
#include
#include
usingnamespacestd;
template//链表节点类
classNode
{
public:
Node（）//defaultconstructor
{
this->next=NULL;
}
Node（Tdata,Node*next=NULL）
{
this->data=data;
this->next=next;
}
//声明为public类型是便于top的访问
Tdata;
Node*next;//next指向的对象是Node,
};
template
classLinkedStack
{
public:
LinkedStack（）;//defaultconstructor
~LinkedStack（）;//defaultdestructor
boolisEmpty（）;
voidpush（Tx）;
Tpop（）;
TgetTop（）;
private:
Node*top;
};
template
LinkedStack:
:
LinkedStack（）
{
top=NULL;
}
template
LinkedStack:
:
~LinkedStack（）
{
Node*p=top;
Node*q;
while（p!
=top）//将编表所分配的空间一个一个给释放掉
{
q=p;
p=p->next;
deletep;
}
top=NULL;
}
template
boolLinkedStack:
:
isEmpty（）
{
returntop==NULL;
}
template
voidLinkedStack:
:
push（Tx）
{
top=newNode（x,top）;//将链表给链接起来,并且更新top指向的位置
}
template
TLinkedStack:
:
pop（）
{
if（!
isEmpty（））
{
Tx=top->data;
Node*p=top;
top=top->next;
deletep;
returnx;
}
throw"空栈，不能执行出栈操作";
}
template
TLinkedStack:
:
getTop（）
{
if（!
isEmpty（））
{
returntop->data;
}
throw"空栈，不能获得栈顶元素";
}
stringtochange（stringexpression）//非递归后序遍历，将输入的计算表式//按后续遍历的顺序放到postfix中去逆波兰式
{
LinkedStackstack;//模板用char实例化了
charpostfix[100];
inti=0,j=0;charout;
while（expression[i]!
='\0'）//逆波兰式算法,将中序的算术表达式转化成为后续的式子
{
switch（expression[i]）///将expression中的每个字符对号入座
{
case'+':
case'-':
while（!
stack.isEmpty（）&&stack.getTop（）!
='（'）
{
postfix[j++]=stack.pop（）;
}
stack.push（expression[i++]）;
break;
case'*':
case'/':
while（!
stack.isEmpty（）&&（stack.getTop（）=='*'||stack.getTop（）=='/'））
{
postfix[j++]=stack.pop（）;
}
stack.push（expression[i++]）;
break;
case'（':
stack.push（expression[i++]）;
break;
case'）':
out=stack.pop（）;
while（!
stack.isEmpty（）&&out!
='（'）
{
postfix[j++]=out;
out=stack.pop（）;
}
i++;
break;
default:
while（expression[i]>='0'&&expression[i]<='9'）
{
postfix[j++]=expression[i++];
}
postfix[j++]='';//输入空格是方便下面的计算
}
}
while（!
stack.isEmpty（））
{
postfix[j++]=stack.pop（）;
}
postfix[j]='\0';//将postfix数组最后补上\0，表示结尾
returnpostfix;
}
intvalue（stringpostfix）//计算
{
LinkedStackstack;//模板用int实例化了，用于存放int型数据
inti=0;
intresult=0;
while（postfix[i]!
='\0'）
{
if（postfix[i]>='0'&&postfix[i]<='9'）
{
result=0;
while（postfix[i]!
=''）{
result=result*10+postfix[i++]-'0';
}
i++;
stack.push（result）;
}
else
{
if（postfix[i]!
=''）
{
inty=stack.pop（）;
intx=stack.pop（）;
switch（postfix[i]）
{
case'+':
result=x+y;
break;
case'-':
result=x-y;
break;
case'*':
result=x*y;
break;
case'/':
result=x/y;
break;
}
stack.push（result）;
}
i++;
}
}
returnstack.pop（）;
}
intmain（）
{
cout<<"******************计算器******************"<cout<<"（ByLby）"<cout<cout<<"请选择您想要执行的操作:
"<cout<<"1.从键盘输入2.从文件读取"<intt;
cin>>t;
switch（t）
{
case1:
{
intm=1;
while（m）
{cout<<"请输入算式!
"<stringa;
cin>>a;
stringpostfix=tochange（a）;
cout<cout<cout<<"继续?
1.是0.否";
cin>>m;
}
break;
}
case2:
{
ifstreamin;
ofstreamout;
in.open（"math.in"）;
out.open（"result.out"）;
if（!
in）
{
cerr<<"Failtoopenthefile,pleasecheck!
!
!
"<exit（0）;
}
inti=0;intm=0;
stringexpression[100];
while（getline（in,expression[i++]））;
m=i-1;
for（i=0;i{
stringpostfix=tochange（expression[i]）;
out<out<}
in.close（）;
out.close（）;
}
}
return0;
}
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