C课程设计复数计算器.docx
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C课程设计复数计算器
C++课程设计实验报告
姓名学号班级
合作者学号班级
任课教师时间
教师指定题目复数计算器评定难易级别A级
实验报告成绩
复数计算器
程序功能设计
1．
2．程序功能的总体结构
复数计算器的程序总体功能可设计成如图１所示，可以看出，复数计算器的各种功能都用菜单选项列出，用户可以根据需要选择相应的菜单项，从而执行不同的子程序以完成相应的功能。
2．课程设计要求
（1）
（2）一开始运行程序，要有详细的菜单选项界面，用户不选择退出就可以反复运算。
（3）
（4）可以进行多个操作数的复数运算，输入0＋0＊i时为止。
（5）
（6）编写可以对输入的复数求模的成员函数。
（7）
（8）编写具有测试功能的函数，即计算机能够自动出题，并要求用户计算，同时计算机判断用户计算的对错并打分，要求十题为一个单元，每题一个运算符，运算符包括＋，－，＊三种，参与加减运算实部虚部为一位数。
（9）
（10）重载输入输出运算符，对复数的输入既可采用实部虚部分开提示输入，也可直接输入诸如ａ＋ｉ＊ｂ或ａ＋ｉｂ这种形式，对复数的输出要考虑实部虚部的正负号，通过判断给出的输出结果。
开始
输出菜单及提示信息
输入选择
是否做加法
N
是否做减法
N
Y
是否进行测试
N
加法子程序Add（）
Y
......……
减法子程序
Y
测试子程序
是否退出
N
Y
结束
3．
4．程序设计思想
1）类的封装
程序中将复数形式的数据定义成一个复数类CComplex,重载了加法及减法等运算符,使函数的加减等运算像一般数据一样方便.每个运算符重载都用一个函数去实现。
参考类的定义如下：
classCComplex{
private:
doubleReal,Image;
public:
CComplex（doublereal=0,doubleimage=0）–i.I等形式。
重载输入运算符应该能识别这样形式多样的复数。
所以在重载输入函数时要综合考虑上述各种输入形式。
可行的处理方式是：
在重载输入函数中，设计用
（3）设计的任务要求2
在程序中设计一个复数运算的测试函数Test（），其功能是让计算机随机出10道运算题，用户给出答案，同时计算机实时判断对错并可以打分。
这个函数的关键是让计算机随机产生复数对象和运算符，计算机内部有一个随机数发生器，可以产生一个固定顺序的整型随机数序列，调用语句为“inta=rand（）；”这时，a就是该随机数发生器产生的随机数。
由于产生的随机书数在整数范围内，为测试方便，按程序设计要求，产生的随机复数对象实部和虚部在100以内，运算符只有加减两种。
因此，需要对产生的随机数进行进一步的处理，用随机数模除以除以100，产生出100以内的随机整数；同样，用随机数模除以3，可以产生出0、1、3三个随机数据，定义0为加法，1为减法，2为乘法，这样就可以产生出随机的复数对象的加减乘运算了。
可以参见图2测试子程序Test（）结构框图。
设置循环次数为10
用两个随机数
初始复数对象3
产生8个100以内的随机数
随机数
最后两个随机数
初始复数对象4
前两个随机数
初始复数对象1
用户输入结果
两对象相乘
后两个随机数
初始复数对象2
结果是否正确
产生2以内的随机数op
N
Y
总分加10
Op为0
两对象相减
两对象相加
用户输入结果
用户输入结果
结果是否正确
结果是否正确
NN
输出出错信息
输出出错信息
输出出错信息
YY
总分加10
总分加10
输出总分
结束
（4）设计的任务要求3
在程序中重载了>>运算符，其功能是让用户能够直接输入a+bi，a+b*i两种形式的复数，其结构框图如图3所示。
以字符串的形式接受复数对象
求字符串长度
初试化当前数值n=0，字符变量sign=1
字符串是否存在非法字符
Y
输出错误信息，函数返回
是否判别完字符串中所有字符
N
Y
最后一个字符不是‘i’且n！
=0
当前字符为+、－号，同时n！
=0
N
复数对象只有实部，前面取出的数值赋给实部
N
前面取出的数值赋给实部，n=0
N
结束
当前字符是否是‘+’
N
Sign=1，k++
当前字符是否是‘－’
N
Sign=－1，k++
当前字符是否是为‘i’
‘i’是否是最后一个字符
N
YY
N
输出错误信息，函数返回
当前字符是否是数字字符
N
N
将字符转变为数值
N
Y
5．
6．程序界面
开始界面
运行结果界面
4．程序源代码及详细注解：
#include<>
#include<>
#include<>
#include<>
#defineZ1e-6
classCComplex{
private:
doubleReal,Image;
public:
CComplex（doublereal=0,doubleimage=0）//构造函数
{Real=real;Image=image;}
friendistream&operator>>（istream&is,CComplex&com）;//重载输入
friendostream&operator<<（ostream&os,CComplex&com）;//重载输出
CComplexoperator+（CComplex&com）;
CComplexoperator-（CComplex&com）;//减法重载
CComplexoperator*（CComplex&com）;//乘法重载
CComplexoperator/（CComplex&com）;//除法重载
intoperator==（CComplex&com）;
intoperator!
=（CComplex&com）;
intoperator>（CComplex&com）;
intoperator<（CComplex&com）;
floatModule（void）;//复数求模
};
CComplexCComplex:
:
operator+（CComplex&com）//加法重载
{
CComplext;//定义类对象
=Real+;//实部相加
=Image+;//虚部相加
returnt;
}
CComplexCComplex:
:
operator-（CComplex&com）//减法重载
{
CComplext;//定义类对象
=;//实部相减
=;//虚部相减
returnt;
}
CComplexCComplex:
:
operator*（CComplex&com）//乘法重载
{
CComplext;//定义类对象
=Real*//乘法实部
=Real*+Image*;//乘法虚部
returnt;
}
CComplexCComplex:
:
operator/（CComplex&com）//除法重载
{
CComplext;//定义类对象
=（Real*+Image*/*+*;//除法实部
=（Image**/*+*;//除法虚部
returnt;
}
/*intCComplex:
:
operator!
=（CComplex&com）//重载“！
=”运算符，分别判断复数的实部与虚部
{
if（*this==com）
return0;
else
return1;
}*/
intCComplex:
:
operator>（CComplex&com）//重载“>”运算符，比较复数的模
{
if（Module（）>（））
return1;//大于，则返回1
else
return0;
}
intCComplex:
:
operator<（CComplex&com）//重载“<”运算符，比较复数的模
{
if（Module（）<（））
return1;//小于，则返回1
else
return0;
}
floatCComplex:
:
Module（）
{
floatt;
t=sqrt（Real*Real+Image*Image）;
returnt;
//（）;
//（）;
}
intCComplex:
:
operator==（CComplex&com）//重载“==”运算符，分别判断两个复数对象的实部与虚部
{
if（Real==&&Image==
return1;//实部与虚部分别相等返回1
elsereturn0;
}
voidAdd（）{
CComplexa1,a2,sum,f（0,0）;
cout<<"加法计算"<cout<<"第一个复数"<cin>>a1;
cout<<"第二个复数"<cin>>a2;
sum=a1+a2;
cout<<"第三个复数"<cin>>a1;
inti=4;
while（!
（a1==f））{
sum=sum+a1;
cout<<"第"<cin>>a1;
i++;
}
cout<<"结果"<cout<<"按任意键继续"<//（）;
（）;
}
voidSub（）{
CComplexa1,a2,sub,f（0,0）;
cout<<"减法计算"<cout<<"第一个复数"<cin>>a1;
cout<<"第二个复数"<cin>>a2;
sub=a1-a2;
cout<<"第三个复数"<cin>>a1;
inti=4;
while（!
（a1==f））{
sub=sub-a1;
cout<<"第"<cin>>a1;
i++;
}
cout<<"结果：
"<cout<<"按任意键继续"<//（）;
（）;
}
voidMul（）{
CComplexa1,a2,mul,f（0,0）;
cout<<"乘法计算"<cout<<"第一个复数"<cin>>a1;
cout<<"第二个复数"<cin>>a2;
mul=a1*a2;
cout<<"第三个复数"<cin>>a1;
inti=4;
while（!
（a1==f））{
mul=mul*a1;
cout<<"第"<cin>>a1;
i++;
}
cout<<"结果：
"<cout<<"按任意键继续"<//（）;
（）;
}
voidDiv（）{
CComplexa1,a2,div,f（0,0）;
cout<<"除法计算"<cout<<"第一个复数"<cin>>a1;
cout<<"第二个复数"<cin>>a2;
div=a1/a2;
cout<<"第三个复数"<cin>>a1;
inti=4;
while（!
（a1==f））{
div=div/a1;
cout<<"第"<cin>>a1;
i++;
}
cout<<"结果：
"<cout<<"按任意键继续"<//（）;
（）;
}
voidCompare（void）
{
cout<<"复数模比较"<CComplexa1,a2;
cout<<"输入两个复数:
"<cout<<"第一个复数：
";
cin>>a1;
cout<<"第二个复数";
cin>>a2;
if（a1==a2）
cout<<"这两个复数相等"<elseif（a1>a2）
cout<elseif（a1cout<cout<<"按任意键继续"<（）;
}
istream&operator>>（istream&is,CComplex&com）{//重载输入，可以输入a+bi,也可以输入a+b*i
chars[100];
is>>s;//字符串s用于接收复数
intlen=strlen（s）;
intn=0,sign=1;//n为当前从字符串中提取出来的数字，初始化为0；sign为n的符号，初始化为正
==0;
if（len==4）
{
for（intk=0;k{
if（（s[k]<'0'||s[k]>'9'）&&（s[k]!
='+'&&s[k]!
='-'&&s[k]!
='i'））
{
cout<<"Error"<returnis;
}
}
for（k=0;k{
if（n!
=0&&（s[k]=='-'||s[k]=='+'））//判断是否为符号位
{
=sign*n;//是符号，且n!
=0,n已被赋值，当前读取的是虚部的符号
n=0;//将sign*n的值赋给实部，然后n清零，准备接受虚部的值
}
if（s[k]=='-'）
{
sign=-1;k++;//给符号标志赋值
}
if（s[k]=='+'）
{
sign=1;k++;//给符号标志赋值
}
if（s[k]=='i'）//若当前字符为i
{
if（k!
=len-1）//判断i是否为最后一个字符
cout<<"error\n";//若不是，则复数输入格式错误
else
=sign*n;
//是最后一个字符，复数对象已接收完毕，用sign*n给虚部赋值
break;
}
while（s[k]>='0'&&s[k]<='9'）//当字符在0~9之间是，将数字字符转化为数字数值
{
n=n*10+s[k]-'0';
k++;
}
}
if（s[len-1]!
='i'&&n!
=0）//如果最后一个字符不是i，表示复数只有实部，没有虚部
=n*sign;
returnis;
}
else
{
for（intk=0;k{
if（（s[k]<'0'||s[k]>'9'）&&（s[k]!
='+'&&s[k]!
='-'&&s[k]!
='i'&&s[k]!
='*'））
//若字符串不是1~9的数字或“+”、“-”、“=”、“*”则错误，输出Error
{
cout<<"Error"<returnis;
}
}
for（k=0;k{
if（n!
=0&&（s[k]=='-'||s[k]=='+'））//判断是否为符号位
{
=sign*n;
n=0;
}
if（s[k]=='-'）
{
sign=-1;k++;//给符号标志赋值
}
if（s[k]=='+'）
{
sign=1;k++;//给符号标志赋值
}
if（s[k]=='*'）//若当前字符为*
{
k++;
=sign*n;
}
if（s[k]=='i'）//若当前字符为i
{
if（k!
=len-1）//判断i是否为最后一个字符
cout<<"error\n";//若不是，则复数输入格式错误
//else
//=sign*n;
break;
}
while（s[k]>='0'&&s[k]<='9'）//当字符在0~9之间是，将数字字符转化为数字数值
{
n=n*10+s[k]-'0';
k++;
}
}
if（s[len-1]!
='i'&&n!
=0）//如果最后一个字符不是i，表示复数只有实部，没有虚部
=n*sign;
returnis;
}
}
ostream&operator<<（ostream&os,CComplex&com）//重载输出
{
if（fabsos<<;//只输出实部；
elseif（（fabsos<<<<"i";//只输出虚部
elseif>0）
os<<<<"+"<<<<"i";//虚部为正，用“+”连接实部与虚部
else
os<<<<<<"i";//虚部为负，虚部的符号连接实部与虚部
returnos;
}
voidTest（void）
{
doublereal1,real2,real3,real4,image1,image2,image3,image4;
CComplexanswer,f5;
intscore=0;
charop;
for（inti=1;i<=10;i++）{
real1=rand（）%200-100;//产生随机的两位数，可正可负
image1=rand（）%200-100;
real2=rand（）%200-100;
image2=rand（）%200-100;
CComplexf1（real1,image1）,f2（real2,image2）;
//用随机产生的两位数初始化类对象
real3=rand（）%20-10;
//产生随机的一位数
image3=rand（）%20-10;
real4=rand（）%20-10;
image4=rand（）%20-10;
CComplexf3（real3,image3）,f4（real4,image4）;
//用随机产生的一位数初始化类对象
op=rand（）%3;//随即产生3种运算符
cout<<"第"<";
switch（op）{
case0:
answer=f1+f2;
cout<break;
case1:
answer=f1-f2;
cout<break;
case2:
//乘法用实部、虚部都是一位的对象
answer=f1*f2;
cout<break;
}
cin>>f5;
if（answer==f5）{//判断结果是否正确
cout<<"此题做对了"<<'\n';
cout<<"加十分：
"<<'\n';
score+=10;}//正确，加十分
else
{
cout<<"此题做错了"<<'\n';
cout<<"不得分：
"<<'\n';//错误，不得分
}
}
cout<<"你的最后得分为：
"<}
voidmain（void）//输出程序主菜单，并接收用户选择
{
charinput;
CComplexa,b,c,d,e,f,g;
system（"cls"）;
cout<<"\t这是一个复数计算器程序，拥有以下功能，请按照菜单选择进入功能。
"<cout<<"=================================MENU======================================"<cout<<"1:
复数求模"<cout<<"2:
多复数连加运算"<cout<<"3:
多复数连减运算"<cout<<"4:
多复数连乘运算"<cout<<"5:
多复数连除运算"<cout<<"6:
进入复数计算测试（一次十题）"<cout<<"7:
复数比较:
"<cout<<"8:
退出"<cout<<"请选择"<do
{
cin>>input;//接受用户选择
cout<<"";
cout<<"==============================================================================="<switch（input）//用switch-case实现功能的多项选择
{
case'1':
{
cout<<"复数求模"<cout<<"请输入一个复数:
";
cin>>a;
cout<<（）<break;
}
case'2':
{
Add（）;
break;
}
case'3':
{
Sub（）;
break;
}
case'4':
{
Mul（）;
break;
}
case'5':
{
Div（）;
break;
}
case'6':
Test（）;
break;
case'7':
Compare（）;
break;
case'8':
exit（-1）;
break;
default:
{
cout<<"Badinput"<<"输入错误，请按任意键后重新输入"<break;
}
}
}while（input!
=8）;//若不输入8，则可以不退出一直使用复数计算器
}
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