C语言程序课程设计报告资管理.docx

1、C语言程序课程设计报告资管理学 院信息科学与工程学院专 业电子信息工程姓 名李尾冬学 号题 目小型特殊计算器内容及要求：1、内容与功能要求题目(1) 运算符重载实现专用运算器： 参考提供资料中相应内容，以成员函数的形式重载运算符，实现2、软件开发环境Windows Xp，Visual C+ 6.0 进度安排:第15周星期一：设计任务分析和总体设计星期二：软件算法和流程设计星期三、四、五：软件编码实现第16周周一：软件总体调试周二：软件运行分析周三：答辩、验收程序周四：答辩、验收程序周五：书写课程设计报告，提交指导教师（签字）：年 月 日学院院长（签字）：年 月 日课程设计任务书目录1. 题目内

2、容-22. 程序特点及功能-33. 总体思路-34. 详细设计-45. 程序清单-56. 运行结果与分析-177. 参考文献-22课程设计名称： 小型特殊计算器1.设计内容：实现一个特殊的计算器，可以实现复数、有理数、矩阵和集合的特殊计算。程序可以实现复数、有理数的加、减、乘、除，可以实现矩阵的加法、减法和乘法运算，也可以实现集合的求交集、并集、子集的运算。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

3、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comple

4、x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

5、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&、=、!=、+、*、=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

6、：(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

7、*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：分子：a*c分母：b*d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：分子：a*d分母：b*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。

8、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=来实现判定一个集合是否是另一个集合的纯子集：用运算符实现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. 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

9、。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)5程序清单 程序代码实现#include #include /*/ 矩阵类的声明class matrix public: void Disp(); /显示矩阵所有元素 int matrix:o

10、perator ()(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 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)

11、; /重载运算符 friend matrix operator *(matrix p,matrix q); /重载运算符 private: int * elems; /存放矩阵的所有元素 short cols; /矩阵的列 short rows; /矩阵的行; /*/矩阵类的各个成员函数的具体定义matrix:matrix()matrix:matrix()/*/* 函数名称： matrix:operator ()(short row, short col) 功能描述： 重载运算符成员函数 修改记录：*/int matrix:operator ()(short row, short col) i

12、f(row=1 & row=1 & col=1 & row=1 & col=cols) elems(row-1)*cols+(col-1)= val;/*/* 函数名称： matrix:Disp() 功能描述： 显示矩阵元素 修改记录：*/void matrix:Disp() for(int row=1;row=rows;row+) for(int col=1;col=cols;col+) coutsetw(2)(*this)(row,col) ; coutendl; /*/* 函数名称： operator +(matrix p,matrix q) 功能描述： 重载运算符 修改记录：*/mat

13、rix operator +(matrix p,matrix q) matrix m(p.rows,p.cols); if(p.rows!=q.rows | p.cols!=q.cols) return m; for(int r=1;r=p.rows;r+) for(int c=1;c=p.cols;c+) m.SetElem(r,c,p(r,c)+q(r,c); return m;/*/* 函数名称： operator -(matrix p,matrix q) 功能描述： 重载运算符- 修改记录：*/matrix operator -(matrix p,matrix q) matrix m(

14、p.rows,p.cols); if(p.rows!=q.rows | p.cols!=q.cols) return m; for(int r=1;r=p.rows;r+) for(int c=1;c=p.cols;c+) m.SetElem(r,c,p(r,c)-q(r,c); return m;/*/* 函数名称： operator *(matrix p,matrix q) 功能描述： 重载运算符* 修改记录：*/matrix operator *(matrix p,matrix q) matrix m(p.rows,p.cols); if(p.cols!=q.rows) return m

15、; for(int r=1;r=p.rows;r+) for(int c=1;c=p.cols;c+) int s=0; for(int i=1;i=p.cols;i+) s+=p(r,i)*q(i,c); m.SetElem(r,c,s); return m;/*/void jiemian();void tuichu();void matrixcompute();/*/* main函数 */*/int main() jiemian(); return 0; /*/* 主界面函数，实现了界面及函数调用 */*/void jiemian() int i; coutendlendl; cout-e

16、ndl; cout* *endl; cout 欢迎进入用运算符重载实现特殊计算器程序 endl; cout* *endl; cout-endl; while(i) coutendlendl; cout请选择您要进行的操作：endlendl; cout 1.矩阵计算；endl; cout 0.退出；endl; couti; coutendl; /判断输入，0退出 if(i=0 | i=1) switch(i) case 1: matrixcompute(); break; case 0: tuichu(); break; else cout输入错误！; cout重新输入endl; /*/* 退出

17、函数 */*/void tuichu() cout-endl; cout* *endl; cout 谢谢使用运算符重载实现特殊计算器程序，再见！ endl; cout* *endl; cout-endl;/*/* 矩阵计算函数 */*/void matrixcompute() int j; cout请选择您的矩阵计算内容：endlendl; cout 1.两个矩阵相加；endl; cout 2.两个矩阵相减；endl; cout 3.两个矩阵相乘；endl; cout 0.返回主界面；endl; coutj; cout=0 & j=3) int r1,j1,r2,j2,val; coutr1;

18、 coutj1; coutr2; coutj2; matrix c1(r1,j1); matrix c2(r2,j2); matrix c3; cout请输入第一个矩阵的元素：endl; for(int m=1;m=r1;m+) for(int n=1;n=j1;n+) cout第m行nval; c1.SetElem (m,n,val); c1.Disp(); cout请输入二个矩阵的元素：endl; for(int h=1;h=r2;h+) for( int k=1;k=j2;k+) cout第h行kval; c2.SetElem (h,k,val); c2.Disp(); switch(j

19、) /case1:矩阵相加 case 1: c3=c1+c2; cout第一个矩阵为：endl; c1.Disp(); cout第二个矩阵为：endl; c2.Disp(); cout第三个矩阵为：endl; c3.Disp(); break; case 2: c3=c1-c2; cout第一个矩阵为：endl; c1.Disp(); cout第二个矩阵为：endl; c2.Disp(); cout第三个矩阵为：endl; c3.Disp(); break; case 3: c3=c1*c2; cout第一个矩阵为：endl; c1.Disp(); cout第二个矩阵为：endl; c2.Disp(); cout第三个矩阵为：endl; c3.Disp(); break; else cout按键错误，请重新选择！endl; coutendl; cout请选择您的矩阵计算内容：endlendl; cout 1.两个矩阵相加；endl; cout 2.两个矩阵相减；endl; cout 3.两个矩阵相乘；endl; cout 0.返回主界面；endl; coutj; coutnext 将链表头部连到