C语言课程设计任务书.docx
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C语言课程设计任务书
信息科学与工程学院
综合设计报告书
课程名称：
C语言课程设计
班级：
学号：
姓名：
指导教师：
（一）需求分析......................................2-3
1．设计题目；
2．用户操作流程；
3．数据处理流程；
（二）概要设计......................................4-5
1．系统总体设计框架；
2．系统功能模块图；
（三）详细设计.....................................5-11
1．主要功能模块的算法设计思路；
2．工作流程图；
（四）主要源程序代码...............................12-21
1．完整源程序清单及关键注释；
（五）调试分析过程描述.............................21-24
1．测试数据、测试输出结果；
2．对程序调试过程中存在问题的思考；
（六）课程设计小结.................................24-25
1．包括课程设计过程中的学习体会与收获；
2．对C语言和本课程设计的认识以及自己的建议等内容。
一、需求分析
1、设计题目：
编程实现以下功能：
（1）分别输入一元多项式pn（x）和Qn（x）。
从键盘输入一元多项式中各项的系数和指数，并用单链表加以表示。
（2）分别对一元多项式pn（x）和Qn（x）进行升幂排序。
（3）将一元多项式中各子项按照指数从小到大的顺序排序。
（4）分别输出一元多项式pn（x）和Qn（x）。
（5）将用单链表表示的一元多项式输出，即打印多项式的系数和指数。
（6）任意输入一个实数x0，分别求出一元多项式pn（x0）和Qn（x0）的值。
（7）已知有两个一元多项式分别为Pn（x）和Qn（x），求出两个多项式的和
（8）Rn（x）和差Tn（x），分别用单链表表示Rn（x）和Tn（x），并将二者输出，
（Rn（x）=Pn（x）+Qn（x），Tn（x）=Pn（x）-Qn（x））
2、用户操作流程:
（1）进入欢迎及界面。
（2）根据提示选择需要的功能。
（3）根据提示输入数据.
（4）选择函数输出运行结果。
（5）退出本系统。
3、数据处理流程
（1）输入数据，通过链表存储P（x）和Q（x）的指数和系数。
（2）通过冒泡排序法对P（x）和Q（x）进行升幂排序。
（3）输入x0，通过指针将其带入P（x）和Q（x）的表达式求出具体的数值。
（4）通过链表对两个多项式求和求差。
（5）通过链表输出运行结果。
;
二、概要设计
1、系统总体设计框架：
2、系统功能模块
（1）功能选择函数：
通过输入对应功能的数字，进行多项式的运算。
该函数在主函数中调用。
（2）输入数据函数：
通过建立单链表，输入两个多项式的各项指数和系数。
（3）升幂函数：
通过冒泡排序法对两个多项式进行升幂排序。
（4）求和求差函数：
定义空链用来存储结果，将两个多项式相加减。
（5）输出函数：
输出上一步的运行结果。
三、详细设计
一元多项式的表示在计算机内可以用链表来表示，为了节省存储空间，只存储多项式中系数非零的项。
链表中的每一个结点存放多项式的一个系数非零项，它包含三个域，分别存放该项的系数、指数以及指向下一个多项式项结点的指针。
创建一元多项式链表，对一元多项式的运算中会出现的各种可能情况进行分析，实现一元多项式的相加、相减操作。
多项式相加的运算规则是：
两个多项式中所有指数相同的项的对应系数相加，若和部位零，则构成“和多项式”中的一项；所有指数不相同的的项均“复抄”到“和多项式”中。
以单链表作为存储结构，并且“和多项式”中的节点无需另外生成，则可看做是将多项式Q加到多项式P中，由此得到下列运算规则：
若p->expexp,则结点p所指的结点应是“和多项式”中的一项，令指针p后移。
若p->expexp，则结点q所指的结点应是“和多项式”中的一项，将结点q插入在结点p之前，且令指针q在原来的链表上后移。
若p->exp=q->exp，则将两个结点的系数相加，当和不为零是修改结点p的系数，释放q结点；若和为零，则“和多项式”中无o此项，从P中p结点，同时释放p和q结点。
多项式相减运算规则同加法。
设计思路：
实现的方法是先定义多项式结点的结构，该多项式每个结点由三个元素：
输入的系数、输入的指数、以及指向下一个结点的指针构成。
该链表采用链式存储结构。
然后通过多次的输入，依次得到两个一元多项式的各个项的系数与指数。
该输入以零结尾。
然后通过对结点的判断是否为零后，进行运算或者终止的操作。
再初始化一个链表LC，将LC的各项系数和指数的指针指向LA+LB所得的结果的值，完成了最后的输出。
（1）定义结构体struct
结构体为表示一个对象的不同属性提供了连贯一致的方法，结构体类型的说明从关键词struct开始，成员可以由各种数据类型混合构成，成员甚至还可以是数组或者其他类型的结构，但是，结构体中不能包含自身定义类型的成员。
使用typedef和struct定义的新类型名称，其用途与内建类型的名称相同，可以用来：
声明和初始化结构体变量；创建并根据自己的意愿初始化结构数组；
（2）单链表的建立
单链表有两个域，data域和next域，一个是存放数据，一个是存放指针而且指向它的后继。
并且还有个head，称表结点，它一般不存放数据，只是做个特殊标记。
表的结束是NULL，也就是最后的那个链域next为空单链表的插入运算有两种，一种是头插法，另一种是尾插法，这里运用的是尾插法
（3）一元多项式的建立
输入多项式采用插头的方式，输入多项式中一个项的系数和指数，就产生一个新的节点，建立起它的右指针，并用头节点指向它；为了判断一个多项式是否结束，定义一个结束标志，并输入非0时就继续，当输入0时，就结束一个多项式的输入
（4）显示一元多项式
如果系数是大于0的话就输出+系数x指数形式；如果系数小于0的话输出系数x指数形式；如果指数为0的话，直接输出系数；如果系数是的话就直接输出+x；如果系数是-1的话直接输出-x输出多项式
（5）一元多项式的加法计算
它从两个多项式的头部开始，两个多项式的某一项都不为空时，如果数相等的话，系数就应该相加；相加的和不为0的话，用头插法建立一个新的节点。
p的指数小于q的指数的话，就应该复制q节点到多项式中。
p的指数大于q的指数的话，就应该复制p节点到多形式中。
当第二个多项式为空时，第一个多项式不为空时，将第一个多项式用心节点产生。
当第一个多项式为空，第二个多项式不为空时，将第二个多项式用新节点产生
（6）一元多项式的减法计算
它从两个多项式的头部开始，两个多项式的某一项都不为空时，如果数相等的话，系数就应该相减；相加的和不为0的话，用头插法建立一个新的节点。
p的指数小于q的指数的话，就应该复制q节点到多项式中。
p的指数大于q的指数的话，就应该复制p节点到多形式中。
并且建立的节点的系数为原来的相反数；当第二个多项式为空时，第一个多项式不为空时，将第一个多项式用心节点产生。
当第一个多项式为空，第二个多项式不为空时，将第二个多项式用新节点产生，并且建立的节点系数为原来的相反数。
数学模型：
在数学上，一个一元多项式Pn（x）可按升幂写成：
Pn（x）=p0+p1x+p2x2+……+pnxn
它由n+1个系数唯一确定，因此，在计算机中它可用一个线性表P来表示：
P=（p0,p1,p2,……,pn）
每一项的指数i隐含在其系数Pi的序号里，每一项的值顺序为各个多项式的系数值。
加法模型：
假设Qm（X）是一元m次多项式，同样可用线性表Q来表示：
Q=（q0,q1,q2,……qm）
不失一般性，设mm，相加的结果也可以用单链表来表示，规则是相同指数的项的系数相加，所以P（x）+Q（x）=（p0+q0,p1+q1……pm+qm，pm+1……pn），例如：
P（x）=2x4+5x2+3x+1,Q（x）=3x2+1,相加后R（x）=2x4+8x2+3x+2，用一维向量表表示分别为（1，3，5，0，2）+（1，0,3，）=（2,3,8,0，2）,写成数学形式即为2x4+8x2+3x+2，结论正确。
减法模型同加法模型。
具体函数模块的流程图：
功能选择模块：
输入数据函数：
求和函数模块：
求差函数模块：
四、主要源程序代码
#include
#include
#include
typedefstructduoxiangshi
{
intcoef;
intexp;
structduoxiangshi*next;
}DXS;
intgetNum（）
{
intnum;
printf（"输入选择功能对应的数字:
"）;
scanf（"%d",&num）;
returnnum;
}
voidfun1（DXS*PHEAD,DXS*QHEAD）
{
intzs,xs;//定义指数系数
printf（"请输入P（x）中各项的系数和指数\n"）;
scanf（"%d%d",&xs,&zs）;
while（zs!
=0||xs!
=0）
{
DXS*p=（DXS*）malloc（sizeof（DXS））;
p->coef=xs;
p->exp=zs;
PHEAD->next=p;
p->next=NULL;
PHEAD=PHEAD->next;
scanf（"%d%d",&xs,&zs）;
}
printf（"请输入Q（x）中各项的系数和指数\n"）;
scanf（"%d%d",&xs,&zs）;
while（zs!
=0||xs!
=0）
{
DXS*p=（DXS*）malloc（sizeof（DXS））;
p->coef=xs;
p->exp=zs;
QHEAD->next=p;
p->next=NULL;
QHEAD=p;
scanf（"%d%d",&xs,&zs）;
}
printf（"输入5显示结果\n"）;
}
voidfun2（DXS*PHEAD,DXS*QHEAD）//升幂排序
{
DXS*p,*q;//链表的冒泡排序
p=PHEAD->next;
for（p;p!
=NULL;p=p->next）
{
for（q=p->next;q!
=NULL;q=q->next）
{
if（p->exp>q->exp）
{
inttemp;
temp=p->coef;
p->coef=q->coef;
q->coef=temp;
temp=p->exp;
p->exp=q->exp;
q->exp=temp;
}
}
}
p=QHEAD->next;
for（p;p!
=NULL;p=p->next）
{
for（q=p->next;q!
=NULL;q=q->next）
{
if（p->exp>q->exp）
{
inttemp;
temp=p->coef;
p->coef=q->coef;
q->coef=temp;
temp=p->exp;
p->exp=q->exp;
q->exp=temp;
}
}
}
printf（"输入5显示结果。
\n"）;
}
voidfun5（DXS*PHEAD,DXS*QHEAD）
{
printf（"当前保存的P（x）,Q（x）序列如下:
\n"）;
printf（"P（x）="）;
while（PHEAD->next!
=NULL）
{
PHEAD=PHEAD->next;
printf（"%d*x^%d",PHEAD->coef,PHEAD->exp）;
if（PHEAD->next!
=NULL）
{
printf（"+"）;
}
}
printf（"\n"）;
printf（"Q（x）="）;
while（QHEAD->next!
=NULL）
{
QHEAD=QHEAD->next;
printf（"%d*x^%d",QHEAD->coef,QHEAD->exp）;
if（QHEAD->next!
=NULL）
{
printf（"+"）;
}
}
printf（"\n\n"）;
}
voidfun4（DXS*PHEAD,DXS*QHEAD）
{
intx0;
doublesum;
printf（"输入x的值:
"）;
scanf（"%d",&x0）;
sum=0;
while（PHEAD->next!
=NULL）
{
PHEAD=PHEAD->next;
sum+=PHEAD->coef*pow（x0,PHEAD->exp）;
}
printf（"P（x）=%.0lf\n",sum）;
sum=0;
while（QHEAD->next!
=NULL）
{
QHEAD=QHEAD->next;
sum+=QHEAD->coef*pow（x0,QHEAD->exp）;
}
printf（"Q（x0）=%.0lf\n\n",sum）;
}
voidfun3（DXS*PHEAD,DXS*QHEAD）//求两个多项式的和差
{
fun2（PHEAD,QHEAD）;//先进行升幂排序
DXS*RHEAD,*THEAD;
RHEAD=（DXS*）malloc（sizeof（DXS））;
THEAD=（DXS*）malloc（sizeof（DXS））;
RHEAD->next=NULL;
THEAD->next=NULL;
DXS*p=PHEAD,*q=QHEAD;
//多项式相加
DXS*r=RHEAD;
p=p->next;
q=q->next;
while（p!
=NULL&&q!
=NULL）//当两个序列都有数值时
{
DXS*t=（DXS*）malloc（sizeof（DXS））;
if（p->exp==q->exp）//指数相同的情况
{
t->coef=p->coef+q->coef;
t->exp=p->exp;
p=p->next;
q=q->next;
}
elseif（p->expexp）//P的指数小于Q的指数
{
t->coef=p->coef;
t->exp=p->exp;
p=p->next;
}
elseif（p->exp>q->exp）//P的指数大于Q的指数
{
t->coef=q->coef;
t->exp=q->exp;
q=q->next;
}
r->next=t;
r=r->next;
r->next=NULL;
}
while（p!
=NULL）//当只有一个序列有数值时
{
DXS*t=（DXS*）malloc（sizeof（DXS））;
t->coef=p->coef;
t->exp=p->exp;
r->next=t;
r=r->next;
r->next=NULL;
p=p->next;
}
while（q!
=NULL）
{
DXS*t=（DXS*）malloc（sizeof（DXS））;
t->coef=q->coef;
t->exp=q->exp;
r->next=t;
r=r->next;
r->next=NULL;
q=q->next;
}
r=RHEAD;
printf（"R（x）="）;
while（r->next!
=NULL）
{
r=r->next;
if（r->coef>=0）
{
if（r!
=RHEAD->next）
printf（"+"）;
printf（"%d*x^%d",r->coef,r->exp）;
}
else
printf（"-%d*x^%d",-1*r->coef,r->exp）;
}
printf（"\n\n"）;
//多项式相减
p=PHEAD;
q=QHEAD;
DXS*T=THEAD;
p=p->next;
q=q->next;
while（p!
=NULL&&q!
=NULL）
{
DXS*t=（DXS*）malloc（sizeof（DXS））;
if（p->exp==q->exp）
{
t->coef=p->coef-q->coef;
t->exp=p->exp;
p=p->next;
q=q->next;
}
elseif（p->expexp）
{
t->coef=p->coef;
t->exp=p->exp;
p=p->next;
}
elseif（p->exp>q->exp）
{
t->coef=-1*q->coef;
t->exp=q->exp;
q=q->next;
}
T->next=t;
T=T->next;
T->next=NULL;
}
while（p!
=NULL）
{
DXS*t=（DXS*）malloc（sizeof（DXS））;
t->coef=p->coef;
t->exp=p->exp;
T->next=t;
T=T->next;
T->next=NULL;
p=p->next;
}
while（q!
=NULL）
{
DXS*t=（DXS*）malloc（sizeof（DXS））;
t->coef=-1*q->coef;
t->exp=q->exp;
T->next=t;
T=T->next;
T->next=NULL;
q=q->next;
}
T=THEAD;//消除系数为0项
while（T->next!
=NULL）
{
if（T->next->coef==0）
{
T->next=T->next->next;
}
T=T->next;
if（T==NULL）
break;
}
T=THEAD;
printf（"T（x）="）;
while（T->next!
=NULL）
{
T=T->next;
if（T->coef>=0）
{
if（T!
=THEAD->next）
printf（"+"）;
printf（"%d*x^%d",T->coef,T->exp）;
}
else
printf（"-%d*x^%d",-1*T->coef,T->exp）;
}
if（THEAD->next==NULL）
printf（"0\n"）;
printf（"\n"）;
}
voidmenu（）
{
printf（"-----------------------------------------------\n"）;
printf（"1.分别输入Pn（x）和Qn（x）。
\n"）;
printf（"2.分别对Pn（x）和Qn（x）进行升幂排序。
\n"）;
printf（"3.分别求出Pn（x）和Qn（x）的和差。
\n"）;
printf（"4.任意输入一个实数x,分别求出一元多项式Pn（x）和Qn（x）的值。
\n"）;
printf（"5.分别输出上一步运行结果的Pn（x）和Qn（x）。
\n"）;
printf（"-----------------------------------------------\n"）;
printf（"Ifyouwanttoexitthesystem,pleaseinput0.\n"）;
}
intmain（）
{
printf（"Welcometothemenu~~\n"）;
menu（）;
intnum;
num=getNum（）;
if（num==0）
printf（"\nExitthesystem,goodbye~~\n"）;
DXS*PHEAD,*QHEAD;
PHEAD=（DXS*）malloc（sizeof（DXS））;
QHEAD=（DXS*）malloc（sizeof（DXS））;
PHEAD->next=NULL;
QHEAD->next=NULL;
while（num）
{
switch（num）
{
case1:
fun1（PHEAD,QHEAD）;break;
case2:
fun2（PHEAD,QHEAD）;break;
case3:
fun3（PHEAD,QHEAD）;break;
case4:
fun4（PHEAD,QHEAD）;break;
case5:
fun5（PHEAD,QHEAD）;break;
default:
printf（"输入错误,请重新输入\n\n"）;
}
num=getNum（）;
if（num==0）
printf（"\nExitthesystem,goodbye!
\n"）;
}
return0;
}
五、调试分析过程描述
测试数据及实验过程：
1、欢迎界面以及选择功能1和功能5得到的结果：
2、调用功能2对应的函数并输出结果
2、调用功
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