语言课程设计报告长整数四则运算.docx

1、语言课程设计报告长整数四则运算C语言课程设计说明书题目：长整型数四则运算学 院：班级：学生：学号：班内序号：提交日期：年月日 目 录一、需求分析1二、设计思路1三、详细设计21、主要函数22、函数的主要调用关系图3四、调试分析及编程心得体会3五、用户手册3六、测试结果3七、源程序代码41、 main.c 主控文件42、IntFace.h 程序界面模块头文件53、IntFace.c 程序界面处理模块文件64、LongInt.h 长整型数输入输入及运算模块头文件95、LongIO.c 长整型数输入输出处理模块文件96、LongInt.c 长整型数运算处理模块文件117、DuCiLink.h 双向循

2、环链表处理模块头文件168、DuCiLink.c 双向循环链表处理模块代码17一、需求分析1、 设计一个实现任意长的整数进行四则运算的程序。2、 输入和输出形式是按中国对于长整数的表示习惯，每四位一组，组间用逗号隔开，长整数位数没有上限，以分号结束长整型数据的输入。3、 程序执行的命令包括：1）、输入长整数1；2）、输入长整数2；3）、输入执行的运算符；4）、计算并输出结果；5）、结束。4、测试数据：（以加法为例）（1）、0;0;+;应输出“0”。（2）、2345,6789;7654,3211;+;应输出“1,0000,0000”。（3）、9999,9999;1,0000,0000,0000;

3、+;应输出“9999,0000,0001”.（4）、1,0001,0001;1,0001,0001;+;应输出“0”.（5）、1,0001,0001;1,0001,0000;+;应输出“1”。（6）、9999,9999,9999;9999,9999,9999;+;应输出“1,9999,9999,9998”.（7）1,0000,9999,9999;1;+;应输出“1,0001,0000,0000”.二、设计思路我们首先要考虑的是如何表示长整型数。按照传统习惯要求每4位数形成1组，而一个长整型数可能会有很多组这种4位数，而每节之间是有先后顺序的，因此我们可以考虑用数组和链表来存储数据。(1)再考虑

4、到每个长整型数的长度在输入之间是无法预知的，因此使用链表在存储空间的分配上更方便一些。(2)在输入数据时总是从高位到低位地存储，而计算时总是从低位向高位运算，因此采用双向链表更方便，而为了从头结点方便地转到尾结点可以采用循环链表。总之，为了实现上述功能，应以双向循环链表表示长整数，每个结点含一个整型变量，且仅绝对值不超过9999的整数，整个链表用十进制数表示。(3)对于每一个长整型数可以设置一个头结点，其中的数据域用来表示该长整型数的正负号及组数，该值的符号则表示该长整型数的符号，该数的绝对值表示该长整型数包含的4位数的组数。第一个存储4位数据组的结点称为首结点，而最后一个4位数据组结点称为尾

5、结点。为此需要两个结构数据类型：双向循环链表和长整数，两个类型采用相同的结构，只是双向循环链表用来存储数据，长整型用表示数据的运算。1、 双向循环链表的数据结构及操作定义如下：typedef short ElemType; /定义基本数据类型，我们采用short来表示任意4位整数。typedef struct DuCiLinkNode / 双向循环链表结点的存储结构 ElemType data; struct DuCiLinkNode *prior; /指向上一结点 struct DuCiLinkNode *next; /指向下一结点DuCiLinkNode,*DuCiLinkList; /定

6、义双向循环链表结点及链表的类型名基本操作：DuCiLinkNode *MakeNode(ElemType e); /以4位整数e构造1个双向循环链表结点Status InitList(DuCiLinkList *L); /初始化1个双向循环链表，分配1个结点作头结点 /数据域赋初值0，上下结点指针指向自己void DestroyList(DuCiLinkList *L); /消毁1个双向循环链表，释放它所占用的所有内存空间 /并让链表*L指向NULLvoid ClearList(DuCiLinkList L); /清除1个双向循环链表，释放数据结点所占用的内存空间 /保留头结点，并将数据域置为

7、0，上下结点指针指向自己Status InsTail(DuCiLinkList L, ElemType e);/在双向循环链表L的尾结点之后加入1个以e为 /数据域的新结点,并返回OK; 否则返回ERROR。Status InsFirst(DuCiLinkList L, ElemType e);/将数据元素e插入在线性链表L头结点之后,并返回OK; 否则返回ERROR。Status CopyList(DuCiLinkList L, DuCiLinkList C);/将双向循环链表L复制到双向循环链表C中。2、 长整数的数据类型和和操作定义为：typedef struct DuCiLinkNod

8、e LongIntNode,*LongInt;/采用双向循环链表为实际的存储结构void OutputNumber(LongInt a); /输出一个长整型数void InputNumber(LongInt a,int OneOrTwo); /输入一个长整型数void add(LongInt c,LongInt a,LongInt b); /长整型数 c = a + bvoid sub(LongInt c,LongInt a,LongInt b); /长整型数 c = a - bStatus mul(LongInt c,LongInt a,LongInt b); /长整型数 c = a * b

9、void div(LongInt c,LongInt a,LongInt b); /长整型数 c = a / b (整除)void rem(LongInt c,LongInt a,LongInt b); /长整型数 c = a % b (求余)void power(LongInt c,LongInt a,int n); /长整型数 c = a n (乘方)3、 本程序包含四个模块：1） 主程序模块：void main() /main.c 初始化； do 接受命令； 处理命令；while(“命令”=“结束”)2） 程序界面模块 /IntFace.c, IntFace.h3） 双向循环链表处理模块

10、 /DuCiLink.c,DuCiLink.h4） 长整型数的输入输出模块 /LongIO.c, LongInt.h5） 长整数运算模块 /LongInt.c LongInt.h各模块之间的调用关系如下：三、详细设计1、主要函数(1)、主控模块main.cvoid DoCommand() /根据输入命令进行相应的处理void Calculate() /执行计算功能void ReSet() /重设系统环境(2)、程序界面模块 IntFace.cvoid InitiInterface(); /界面初始化void GoToCmdxy(); /将光标定位到命令选项提示之后void GoToPrompt

11、(); /将光标定位到命令选项提示行首void ShowMainPrompt(); /显示命令选项提示void ClearScreen(); /以清除整个屏幕，并设置为黑底白字模式void ClearPromptLine(); /清除提示行的显示void ClearWorkSpace(); /清除工作区的显示 void InputNumberBox(int OneOrTwo);/指定两个输入数的输入窗口，如果超过这个范围文字将自动流动void ResultBox(); /指定计算结果的显示窗口，如果超过这个范围文字将自动流动(3)、长整型数输入输出模块 见二小节2分节(4)、长整型数四则运算处

12、理模块 见二小节2分节(5)、长整型数存储模块双向循环链表模块见二小节1分节2、函数的主要调用关系图四、调试分析及编程心得体会1、刚开始考虑进位问题过于简单，导致测试数据时多次出错。2、刚开始时在输入方式中花了较大功夫，而且用户界面不够友好，程序容错性较差。3、开始写程序时源程序没有严格按单元模块结构编写，可读性较差。4、由于初次进行系统的程序设计，层次结构划分不太合理，应在以后的设计中强化此思维，逐渐与工程设计接轨。五、用户手册1、本程序的运行环境为DOS操作系统，执行文件为LongInt.exe。2、进入演示程序后即显示文本方式的用户界面3、输入命令，执行相应的功能：1 输入第1个整数 o

13、,O 输入运算符 r,R 重置系统2 输入第2个整数 c,C 执行运算 q,Q 退出系统六、测试结果（1）、0和0的四则运算：（2）、-2345,6789;-7654,3211;+;应输出“1,0000,0000”。（3）、9999,9999;1,0000,0000,0000;+;应输出“9999,0000,0001”.（4）、1,0001,0001;1,0001,0001;+;应输出“0”.（5）、1,0001,0001;1,0001,0000;+;应输出“1”。（6）、9999,9999,9999;9999,9999,9999;+;应输出“1,9999,9999,9998”.（7）1,00

14、00,9999,9999;1;+;应输出“1,0001,0000,0000”. 略七、源程序代码/*1、main.c 主控文件 */#include IntFace.h/*界面模块头文件*/#include LongInt.h/*长整型数处理模块头文件*/char cmd; /* menu command */char opt; /* operator */int n; /* power */LongInt a,b,c; /* Long integer numbers */int flag_n1=0,flag_n2=0,flag_opt=0,flag_cal=0,flag_reset=1;/*

15、标志位*/void ReSet() /* Reset system */ ClearWorkSpace(); /清屏幕的工作区 flag_n1=0; /重置长整数1是否输入的标志 flag_n2=0; /重置长整数2是否输入的标志 flag_opt=0; /重置运算符 是否输入的标志 flag_cal=0; /重置是否进行了运算的标志 flag_reset=1; /重置 重置标志void Calculate() /执行计算 int overflow = OK; if (flag_n1*flag_n2*flag_opt = 0 ) return; /*Input is not complete!

16、 输入不完整则直接返回*/ switch (opt) case +: add(c,a,b); break;/执行加法运算 case -: sub(c,a,b); break;/执行减法运算 case *: mul(c,a,b); break;/执行乘法运算 case /: overflow = div(c,a,b); break;/执行整除运算 case %: rem(c,a,b); break;/执行求余运算 case : n = b-prior-data;power(c,a,n); break; /暂时以长整数b的最后一组数据为幂，执行乘方运算 ; gotoxy(2,10); /定位到输出

17、位置 cprintf(overflow=OK ? Result = :DivideBy);/输出结果提示 ResultBox(); /控制输出范围，以免搞乱程序界面 OutputNumber(c); /输出运算结果 ClearList(c); /清空长整数c window(1,1,80,25); /重新设置显示窗口为全屏幕void DoCommand() /根据输入命令进行相应的处理 switch(cmd) case 1:InputNumber(a,1);flag_n1=1;break; /输入第1个长整数 case 2:InputNumber(b,2);flag_n2=1;break; /输

18、入第2个长整数 case O: case o:opt=InputOperator();flag_opt=1;break; /输入运算符 case C: case c:Calculate();flag_cal=1;break; /执行运算 case R: case r:ReSet(); /重设系统以便执行下一次运算 void main() InitiInterface();/初始化程序界面 InitList(&a); /初始化长整形数据a,b,c InitList(&b); InitList(&c); do GoToCmdxy(); /将光标定位到输入命令处 cmd = getche(); /读

19、取一个操作命令 DoCommand(); /执行相应的命令 while(cmd!=q & cmd != Q); /如果输入的是Q或q则退出 DestroyList(&a); /销毁长整形数据a,b,c，释放它们所占的 DestroyList(&b); DestroyList(&c); ClearScreen(); /清除屏幕上的显示/*2、IntFace.h 程序界面模块头文件 */#include #include #define NofMenuItem 6#define IntMenuItem 2struct IntFaceType int height; /界面高度 int width;

20、 /界面宽度 char ProgramName30; /程序名 char MenuItemsNofMenuItem12;/功能选项 int MaxItemLength; /功能选项名最大长度 char prompt40; /命令选项提示 int backcolor; /界面背景 int textcolor; /文本颜色 int WaitCmdx; /功能选项输入坐标x int WaitCmdy; /功能选项输入坐标y;void InitiInterface(); /界面初始化void GoToCmdxy(); /将光标定位到命令选项提示之后void GoToPrompt(); /将光标定位到命

21、令选项提示行首void ShowMainPrompt(); /显示命令选项提示void ClearScreen(); /以清除整个屏幕，并设置为黑底白字模式void ClearPromptLine(); /清除提示行的显示void ClearWorkSpace(); /清除工作区的显示 void InputNumberBox(int OneOrTwo);/指定两个输入数的输入窗口，如果超过这个范围文字将自动流动void ResultBox();/指定计算结果的显示窗口，如果超过这个范围文字将自动流动/*3、IntFace.c 程序界面处理模块文件 */#include IntFace.h#in

22、clude dos.h/*界面长宽及菜单等数据，具体含义见头文件*/struct IntFaceType IntFace = 14,40,Long Integer Calcultor, Number 1 ,Number 2 ,Operator ,Calculate,Reset , Quit ,9,Enter a hotkey: 1,2,O,C,R or Q:,BLUE,WHITE;/*画界面框架、显示程序功能选项、输入提示等 Long Integer Calcultor Number 1 Number 2 Operator Calculate Reset Quit Enter a hotkey

23、: 1,2,O,C,R or Q: */void DrawIntFace() int i,j,LenProgramName,len; putch(218); /画左上角的转角线 LenProgramName = strlen(IntFace.ProgramName); /计算程序名称的长度 len = (IntFace.width - 4 - LenProgramName)/2; /计算程序名称左右横线的长度 for(i=0;ilen;i+) putch(196); /画横线 putch( );cputs(IntFace.ProgramName);putch( );/显示程序名 for(i=0

24、;ilen;i+) putch(196); /画横线 putch(191); /画右上角的转角线 gotoxy(1,2);putch(179); /画第2行首的竖线 for(i=0;iIntMenuItem;i+) putch( ); /输出选项前的空格 for(j=0;jNofMenuItem;j+) /输出各个选项 cputs(IntFace.MenuItemsj); for(i=0;iIntMenuItem;i+) putch( ); putch(179); /画第2行尾的竖线 gotoxy(1,3);putch(195); /画第3行首的三岔线 for(i=0;iIntFace.wid

25、th-2;i+) putch(196); /画第3行的横线 putch(180); /画第3行尾的三岔线 for(j=4;jIntFace.height-2;j+) /显示中间的工作区 gotoxy(1,j); /到第j行首 putch(179); /画行首的竖线 for(i=0;iIntFace.width-2;i+) putch( );/画中间的空白 putch(179); /画行尾的竖线 gotoxy(1,IntFace.height-2);putch(195); /画倒数第3行的横线 for(i=0;iIntFace.width-2;i+) putch(196); putch(180)

26、; gotoxy(1,IntFace.height-1);putch(179); /显示倒数第2行的输入提示 len = strlen(IntFace.prompt); cputs(IntFace.prompt); for(i=0;iIntFace.width-2-len;i+) putch( ); putch(179); gotoxy(1,IntFace.height);putch(192); /画最后一行的横线 for(i=0;iIntFace.width-2;i+) putch(196); putch(217);void InitiInterface() /界面初始化 int i, le

27、n, lenprompt; for(i=0;i IntFace.MaxItemLength) IntFace.MaxItemLength = len; len = (IntFace.MaxItemLength + IntMenuItem) * NofMenuItem + IntMenuItem + 2; lenprompt = strlen(IntFace.prompt); /输入提示的长度 if (len lenprompt) len = lenprompt; if (IntFace.width len) IntFace.width = len;/界面的最终宽度 if (IntFace.height 9) IntFace.height = 9; /界面的最终高度 IntFace.WaitCmdx = lenprompt+2; /命令输入处的X坐标 IntFace.WaitCmdy = IntFace.h