迷你计算器数据结构课程设计报告.docx

1、迷你计算器数据结构课程设计报告数据结构课程设计报告题目： 迷你计算器 一、课程设计题目：迷你计算器二、问题定义：（由教师指定）功能要求：（ 1 ）计算任意一个算术表达式的加法、减法、除法以及乘法。（ 2 ）运算数为整数和小数（ 3 ）人机界面自定义，要友好。如用户输入错误在计算之前可以修改。三、需求分析以明确的无歧义的陈述说明课程设计的任务，强调的是程序要做什么？并明确规定：1、输入值的范围； 选择运算类型时的输入值范围为 ： 08(选项)； 实际运算的输入值范围为 ： 实数范围。2、输出的形式； Int 、double、long、void， bool。3、程序所能达到的功能；界面友好，输错时

2、可重新输入，可不断选择并运行程序，可自行选择并退出。（1）四则运算（2）复合算法（3）简单取余（4）n的m次方（5）开根号（6）进制转换（7）阶乘运算（8）倒数运算4、算法涉及的基本理论分析：迷你计算器所用到的是：1）、栈的顺序存储结构的算法（结构类型定义），包括：（1） 初始化栈（2） 元素进栈（进栈）（3） 删除元素（出栈）（4） 读取栈顶元素（5） 判断栈是否为空（6） 清楚站内元素，释放动态存储空间（7） 遍历栈元素2）、括号配对检查，分析：在此算法中需要扫描待检查程序中的每一个字符，当扫描到每个大、中、圆左括号时，令其进栈，当扫描到每个大、中、圆右括号时，则检查栈顶是否为相应的左括号

3、，若是则作退栈处理，若不是则表明出现了语法错误，应返回0。当扫描到程序文件结尾后，若栈为空则表明没有发现括号配对的错误，应返回1，反则表明栈中还有未配对的括号，应返回0。3）、后缀表达式的求值算法，其基本思路是：把包含后缀算术表达式的一个字符串由一个字符指针参数所指向，每次从该字符串中读入一个字符，若它是空格则不作任何处理，若它是运算符则表明它的两个操作数已经在栈中，其中栈顶元素为运算符的后一个操作数，栈顶元素的前一个元素为运算符的前一个操作数，把它们弹出后进行相应运算并保存到一个变量中，否则，扫描的字符必为数字或小数点，应把从此开始的浮点数字符串转换为一个浮点数并存入变量中，然后把计算或转换

4、得到的浮点数压入到栈中，依次向下扫描每一个字符并进行上述处理；4）、中辍表达式转换为后辍表达式，其定义是把运算符放到运算对象的后面，其基本思路是：从头到尾扫描中缀表达式中的每一个字符，对于不同类型的字符进行不同情况的处理；5）、自编的算法包括：（1）四则运算（2）复合算法（3）简单取余（4）n的m次方（5）开根号（6）进制转换（7）阶乘运算（8）倒数运算 （0）退出6）、开始界面，退出界面。5、题目研究和实现的价值。实现了一般计算器的简单运算功能。界面友好，多样化。通过完成这样的程序我们可以学到更多的知识。学习一定要有实践，我们可以了解并塑造软件开发师的基本素质。我们发现实现什么功能算法是核心

5、。知道了算法思想就可以借助c语言，c+，java等语言来编程序。四、算法设计1、概要设计阐述说明本算法中用到的所有数据结构的定义及其含义、主程序的流程以及各程序模块之间的层次(调用)关系。迷你计算器（1）.cpp文件分析： 程序头函数 数据结构结构体定义自编头文件调用main 主函数minicalculation 调用运行程序(2) main 函数功能分析main开始 功能主界面选选项（0-8） N判断是否符合 Y1四则运算2复合运算3取余运算4n的m次方5开根号6进制转换7阶乘运算1倒数运算0退出结束界面（）main结束（3）迷你calculation函数开始主界面 while（1） whi

6、le（1） cinx（0-8） if(x=0 &xnchm N判断是否符合 YbreakswitchCase/倒数运算Case*开根号Case-Case+取余运算Case+四则运算 Chu()Cheng()Jian()Add() （4） B，C，D，E，F，G，H程序类似程序3详细设计（1）实现概要设计中定义的所有数据类型；本次试验中我们主要用到了顺书typedef double ElemType;struct Stack ElemType *stack; int top; int MaxSize;（2）所有函数的接口描述；1 初始化栈为空void InitStack(Stack& S)(1)

7、 返回值类型：空(2) 算法用途：栈的初始化(3) 参数意义：栈2进栈void Push(Stack &S, ElemType item)(1) 返回值类型：空(2) 算法用途：进栈(3) 参数意义：栈中的所有元素3桥3 出栈ElemType Pop(Stack &S)(1) 返回值类型：空(2) 算法用途：出栈(3) 参数意义：栈中的所有元素4 读取栈顶元素ElemType Peek(Stack &S)(1) 返回值类型：空(2) 算法用途：读取栈顶元素(3) 参数意义：栈中的所有元素5检查栈是否为空bool EmptyStack(Stack &S)(1) 返回值类型：空(2) 算法用途：检

8、查栈是否为空(3) 参数意义：栈中的所有元素6 清除线性表的所有元素void ClearStack(Stack &S)(1) 返回值类型：空值；(2) 算法用途：清除线性表的所有元素；(3) 参数S的意义：栈中的所有元素；7 遍历void TraverseStack(Stack &S)(1) 返回值类型：空值；(2) 算法用途：栈的遍历；(3) 参数S的意义：栈中的所有元素；8 括号配对检查bool BracketsCheck(char* a)(1) 返回值类型：逻辑类型；(2) 算法用途：对由a所指字符串为文件名的文件进行括号配对检查；(3) 参数的意义：文件中的括号；9 后缀表达式的求值算

9、法double Compute(char* str)(1) 返回值类型：浮点类型；(2) 算法用途：计算由str所指字符串的后缀表达式的值；(3) 参数的意义：字符串中的运算符与空格；10 中辍表达式转换为后辍表达式int Precedence(char op)(1) 返回值类型：整型；(2) 算法用途：返回运算符op所对应的优先级数值；(3) 参数的意义：运算符；11、void Change(char* s1, char* s2)1、返回类型值：空2、change的算法含义：中辍表达式转换为后辍表达式3、参数s1、s2的意义：可以储存数据的栈12、void Transform(long nu

10、m, int r)1、 返回类型值是：空2、 Transform算法作用：转换进制3、 参数:num的意义：需要进行转换进制的数；r的意义：所需转换的进制数13、double add(double n, double m)1、返回类型：双精度2、add的算法作用：简单加法3、参数n ,m的意义：输入的数据14、double jian(double n, double m)1、返回类型：双精度2、jia的算法作用：简单加法3、参数n,m 的意义：输入的数据15、double cheng(double n, double m)1、返回类型：双精度2、cheng的算法作用：简单乘法3、参数n,m意义

11、：输入的数据16 简单取余int quyu(int n, int m)1、返回类型：int 2、cheng的算法作用：简单取余3、参数n,m意义：输入的数据17 n的m次方double f(double n,int m )1、返回类型：double 2、cheng的算法作用：成方运算3、参数n,m意义：输入的数据18 简单开根号double sqroot(double n)1、返回类型：double 2、cheng的算法作用：开根号3、参数n,m意义：输入的数据19、阶乘运算long jiecheng(int n)1、返回类型：int 2、cheng的算法作用：阶乘运算3、参数n,m意义：输入

12、的数据20 倒数double daoshu(double n)1、返回类型：double 2、cheng的算法作用：倒数3、参数n,m意义：输入的数据（3）所有函数的算法描述（只需要写出伪码算法）；1. 栈的初始化void InitStack(Stack& S) S.MaxSize=50; 开辟新的栈，产生了继续，失败退出。 S.top=-1;2元素 进栈void Push(Stack &S, ElemType item) 判断栈是否满，满了扩大一倍，不满继续； S.top+; S.stackS.top=item;3 出栈ElemType Pop(Stack &S) 判断站是否为空，是给提示，

13、否继续。 S.top-; return S.stackS.top+1;4 读取栈顶元素ElemType Peek(Stack &S) 判断站是否为空，是给提示，否继续。 return S.stackS.top;5 检查栈是否为空bool EmptyStack(Stack &S) return S.top=-1;6 删除线性表的所有元素void ClearStack(Stack &S) 逐一删除栈元素。 S.top=-1; S.MaxSize=0;7 遍历void TraverseStack(Stack &S) 判断是否空，是退出，控制下标逐一输出。8 括号配对检查，复合运算错误判断bool B

14、racketsCheck(char* a) 建栈并初始化。 while(ai) switch(ai) case : case : case (: 进栈; case : case : case ): 分别读取栈顶元素判断，是出栈。 判断错误输入并给出提示。 判断栈是否空，是返回真，否返回假9 后缀表达式的求值算法double Compute(char* str) 建栈并初始化 Str存在用switch分别讨论+ - * / 运算，并求值 ClearStack(S);10 中辍表达式转换为后辍表达式int Precedence(char op) +- 优先级低；*/ 优先级高void Change

15、(char* s1, char* s2) 建栈，并用出栈。入栈实现7+8 变为 7 8 + 形式。12 简单加法double add(double n, double m) double sum=n+m; return sum;13 简单减法double jian(double n, double m) double a=n-m; return a;14 简单乘法double cheng(double n, double m) double a=n*m; return a;15 简单除法double chu(double n, double m) double a=n/m; return a;

16、16 简单取余int chu(int n, int m) int a=n%m; return a;17 n的m次方double f(double n,int m ) m=0 时 直接返回1； m0 时 用递归实现 m0 时 用递归实现 20 倒数double daoshu(double n) double a=1/n; return a;21 迷你计算器void minicalculation() 主界面 while(1) 选选项（0-8）并判断。 if(x=1) 四则运算界面 if(x=2) 复合运算界面 if(x=3) 简单取余界面 if(x=4) n的m次方界面 if(x=5) 开根号界

17、面 if(x=6) 进制转换界面 if(x=7) 阶乘运算界面 if(x=8) 倒数运算界面 if(x=0) 退出 退出界面（3）对主程序和其他模块也都需要写出伪码算法(伪码算法达到的详细程度建议为：按照伪码算法可以在计算机键盘直接输入高级程序设计语言程序)，可采用流程图 、N S 图或PAD图进行描述main开始 功能主界面选选项（0-8） N判断是否符合 Y1四则运算2复合运算3取余运算4n的m次方5开根号6进制转换7阶乘运算1倒数运算0退出结束界面（）main结束五、算法实现 迷你计算器六、软件测试这里的测试主要是基于功能的黑盒测试，所以首先提出测试的功能点，然后给出测试数据（包括正确的

18、输入及其输出结果和含有错误的输入及其输出结果。）要求在附件里给出软件的基本数据和测试数据。具体情况见截屏或运行程序。minicalculation.hminicalculation.cpp日志日志.doc七、技术讨论（可选）八、收获与体会1. 学会了一定的c+知识。2. 自己编写了很多小程序。3. 学会了界面美化和程序健壮性。九、软件运行的部分截图及说明（1）主界面（有选择0-8，截图时少了一个），输入选项可运行相关内容。（2）输入1时：简单四则运算，输入格式已给出。输错可提示并重新输入。输入对时运算（只给出了加法，减法、乘法、除法类似，运行正常）（3）输入2时：复合四则运算，输入格式已给出，

19、可有括号、加法、减法、乘法、除法混和运算。输错可提示并重新输入。输入对时运算（4）输入3 时：简单取余算法。输入0时：输入常数时：（5）输入4 时：n的m次方运算输入错误时，给出提示并可重新输入，直到输入正确为止：正数的正数次方：负数的正数次方：正数的负数次方（也可以运算，负数的负数次方）（6）输入5 时：开根号运算考虑到了负数不能开根号：正确的程序如下：（7）输入6 时：十进制转换成 2，4 ， 6，8 进制（可选择），输入错时给出提示，并可重新输入，也可安全退出。二进制：四进制六进制八进制（8） 输入7 时：n的阶乘运算输入负数时给出提示，并重新输入：0的阶乘是1：输入正确时运行：（9） 输入 8 时： n的倒数运算（10） 输入0 时：退出界面