大整数阶乘程序设计B09040121.docx

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大整数阶乘程序设计B09040121

程序设计报告

（2010/2011学年第一学期）

题目：

大整数阶乘

专业计算机科学与技术

学生姓名张赛

班级学号B09040121

指导教师杨一涛

指导单位计算机学院　

日期

评分细则

评分项

优秀

良好

中等

差

遵守机房规章制度

上机时的表现

学习态度

程序准备情况

程序设计能力

团队合作精神

课题功能实现情况

算法设计合理性

用户界面设计

报告书写认真程度

内容详实程度

文字表达熟练程度

回答问题准确度

简短评语

教师签名：

年月日

评分等级

备注

评分等级有五种：

优秀、良好、中等、及格、不及格

大整数阶乘

一、课题内容和要求

1、系统的基本功能及要求

（1）写一个类BigInteger，并有如下成员函数operator+/operator-/operator*/operator\，即整数的四则运算并重载运算符。

（2）用该大整数计算n的阶乘并显示出来。

（n∈[1,100]）

注：

为了简化，可不考虑负数，则遇上形如“2-4”这样的表达式需要报错。

2、程序执行过程

（1）系统从键盘读入自然数n，直到输入了合法的n为止。

（2）输出运算的结果，为便于观察结果，每输出四位中间插入空格，格式如下（例如，n=12）：

12!

=479001600

（3）询问用户是否继续进行，用户选择“是”，直到输入合法为止，转

（1），否则退出程序。

3、算法要求及提示

（1）因为n较大时，n!

的结果将超出长整形的保存范围，因此结果不能用longint型的变量来保存。

本算法要求用链表来存储。

（2）链表的每一个节点存储结果的一位数字，因此结果的输出实际上是链表的遍历问题，同时要先考虑用多少位来表示大整数。

4、其他要求

（1）输入时具备一定的容错性判断，如输入的不是数字，或输入的数超过范围等等。

（2）变量、函数命名符合规范。

（3）注释详细：

每个变量都要求有注释说明用途；函数有注释说明功能，对参数、返回值也要以注释的形式说明用途；关键的语句段要求有注释解释。

（4）程序的层次清晰，可读性强。

二、需求分析

1）课题要求已说明结果不能用longint型的变量来保存，要求用链表来存储。

，首先要定义一个节点类，在这里定义一个双向节点类。

2）定义一个BigInteger大整数类，使其能够存放大数阶乘，并实现其的四则运算。

3）对输入整数的合法性进行检查，必须考虑用户各种输入情况。

三.概要设计

1．使用单链表存储数据，结点类定义如下：

classNode

{

intdata;

Node*next;用大整数类来进行大整数四则算法的重载，在主函数中通过定义大整数对象调用，大整数类定义如下：

classBigInteger法设计说明：

因为n较大时，n!

的结果将超出长整形的保存范围，因此结果不能用longint型的变量来保存。

本算法数据用单链表来存储。

链表的每一个节点存储结果的一位数字，因此结果的输出实际上是链表的遍历问题，同时要先考虑用多少位来表示大整数。

首先申请一个结点类并赋数据域初值1，然后遍历单链表逐个的数据域与i（1到n）相乘；

乘完后重新遍历，对每个结点的数据域处理，若小于10则跳过；

否则，判断下一结点是否存在，若存在则该数据域除10取余，下一结点的数据域加上该数据域除10的结果，若不存在则申请新结点空间，处理同上；

全部乘完并处理完后，遍历单链表并输出各自的数据域即可，注意每四个输出一个空格。

4、流程图

是

否

是

是

是

结束

否

四.详细设计

1.阶乘函数作为BigInteger类中的函数，在主函数通过定义大整数类对象调用，阶乘函数的定义如下：

voidBigInteger:

:

jiecheng（）

{

Node*cur,*cc;

Node*head=newNode;

果分析:

刚开始运行，程序首先提示用户程序是计算大整数的阶乘及其四则运算的功能，并提示用户按照输入一个自然数；

如果输入的数大于100或小于1，则提示用户输入错误；

若输入正确，则进行阶乘运算，输出结果，然后提示用户是否继续，若继续，则提示用户输入自然数n，继续进行阶乘运算，否则，则以下进入大整数阶乘的四则运算，提示输入第一运算对象的n值；

若输入不正确，则提示用户重新输入，直至正确为止，然后提示用户输入第二运算对象的n值，若输入不正确，则提示用户重新输入，直至正确为止，然后则输出四则运算的结果。

六、调试过程中的问题

1.主函数执行过程中，即便选择了n，程序总提示输入。

While循环中忘了加break语句，导致while语句一直执行。

2.重载减法运算时，当第一操作数比第二操作数大时，困惑了好一会儿，后来经过讨论和自己的思考，解决了这个问题，依然拿大的操作数减小的操作数，输出的时候只要在结果前加一个‘-’即可。

3.在阶乘函数中，误将if（cur->next==NULL）写成if（cur==NULL），导致结果出错，还是太粗心。

4.主函数中，输出四则运算结果时，由于对重载运算符掌握不是很好，写成cout<

七、课程设计总结

这次程序设计让我清醒的认识到自己知识上的缺陷与漏洞，对过去学的单链表的操作不是很熟悉，从而让我回归书本，认真看书，回顾了以前所学的单链表的操作，熟悉单链表的使用，不会像以前那样生疏。

这次程序设计也让我了解到合作对编程是多么重要，大家互相讨论，灵感碰撞，有了很多意想不到的收获。

拿到问题要找到核心，找到突破口，只有针对问题认真思考好了之后，再动手编程就会简单得多了，而不能图快，这次的算法核心是阶乘算法，抓准问题的实质，先集中精力突破核心的算法，这样就能极大地提高效率。

还需要进行大量的调试，不能浮躁，要根据调试中出现的问题进行分析，修改需要改动的程序，后期再不断完善。

总之，这次程序设计让我受益匪浅，让我清醒的认识到了不足与差距，也给了我很大的动力，对我编程能力也有较大的提升，我相信通过努力我一定也会成功的。