C++课程设计报告小型特殊计算器Word格式文档下载.docx

1、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

2、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

3、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&、=、!=、+、*、=

4、运算符。程序中的运算符重载函数都用友元函数来实现。 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。 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

5、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。 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：a*c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：a*db*c每次得到结果时，都需要对有理数进行优化。 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

6、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：用运算符判定一个集合是否是另一个集合的纯子集：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

7、. 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）本程

8、序的功能结构如1所示：图1程序功能结构图5.源程序代码/*/ complex.h: interface for the complex class.#includeclass complex public: void print（）; complex（）; complex（float r,float i） real= r; image= i; virtual complex（）; friend complex operator + （complex a,complex b）; friend complex operator - （complex a,complex b）; friend com

9、plex operator * （complex a,complex b）; friend complex operator / （complex a,complex b）;private: float image; float real;/ rational.h: interface for the rational class.class rational /输出函数 rational（int x=0,int y=0）; virtual rational（）; friend rational operator + （rational num1,rational num2）; /重载运算符+

10、 friend rational operator - （rational num1,rational num2）; /重载运算符- friend rational operator * （rational num1,rational num2）; /重载运算符* friend rational operator / （rational num1,rational num2）; /重载运算符/ friend bool operator =（rational num1,rational num2）; /重载运算符= friend double real（rational x）; /声明转换函数

11、void optimization（）; /优化有理数函数 int denominator; /分母 int numerator; /分子/ matrix.h: interface for the matrix class.class matrix void Disp（）; /显示矩阵所有元素 int matrix:operator （）（short row, short col）; /重载运算符成员函数（） void SetElem（short row,short col,int val）; /将元素（row,col）设置为val matrix（）; matrix（short r,short

12、 c） rows= r; cols= c; elems= new introws*cols; virtual matrix（）; friend matrix operator +（matrix p,matrix q）; /重载运算符 friend matrix operator -（matrix p,matrix q）; /重载运算符 friend matrix operator *（matrix p,matrix q）; /重载运算符 int * elems; /存放矩阵的所有元素 short cols; /矩阵的列 short rows; /矩阵的行/ set.h: interface f

13、or the set class.#include /enum bool false,true;enum errcode noerr,overflow;/定义集合类 class set /显示输出集合元素 set（）card=0; virtual set（）; errcode additem（int）; /增加集合元素 friend bool operator &（int,set）; /声明重载运算符&，判断某一整数是否属于某一集合 friend bool operator =（set,set）; /声明重载运算符=,判断两个集合是否相等 friend bool operator !=（set

14、,set）; /声明重载运算符!=，判断两个集合是否不等 friend set operator *（set,set）; /声明重载运算符*，求两个集合的交 friend set operator +（set,set）; /声明重载运算符+,求两个集合的并 friend bool operator （set,set）; /声明重载运算符,判断某一集合是否为另一集合的纯子集,判断某一集合是否为另一集合的子集 int elems16; int card;/ complex.cpp: implementation of the complex class.#include complex.hcomp

15、lex:complex（）complex（） /* 函数名称：print 功能描述：显示复数 修改记录： */ void complex:print（） cout0） cout+; if（image!=0）imagerational.hrational:rational（int x,int y） numerator= x; denominator= y; optimization（）; /有理数优化rational（）optimization定义有理数优化函数void rational:optimization（） int gcd; if（numerator=0） /如果分子为零，则分母为1后

16、返回 denominator= 1; return; /取分子分母中较小的数作为公约数极限 gcd= （abs（numerator）abs（denominator）?abs（numerator）:abs（denominator）; if（gcd=0） /若为0，则返回 for（int i= gcd;i1;i-） /用循环找最大公约数 if（numerator%i=0）& （denominator%i=0） break; numerator/=i; /i为最大公约数，将分子分母整除它，重新赋值 denominator/=i; /若分子分母均为负数，则结果为正 if（numerator0 & de

17、nominator numerator= -numerator; denominator= -denominator; /若分子分母只有一个为负数，则调整为分子取负，分母取正 else if（numerator0 | denominator numerator= -abs（numerator）; denominator=abs（denominator）;numerator; if（numerator!=0 & denominator!=1）/denominatorn else operator +重载运算符+rational operator + （rational num1,rational

18、 num2） rational temp; temp.denominator =num1.denominator *num2.denominator ; temp.numerator = num1.numerator *num2.denominator +num1.denominator *num2.numerator ; temp.optimization （）;operator - 重载运算符-rational operator - （rational num1,rational num2） temp.numerator = num1.numerator *num2.denominator -num1.denominator *num2.numerator ; 重载运算符*rational operator * （rational num1,rational num2） temp.numerator = num1.numerator *num2.numerator ;重载运算符/rationa