数据结构课程设计进制转换.docx
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数据结构课程设计进制转换
数据结构课程设计
设计说明书
进制转换的实现
学生姓名
JUGG
学号
￥#··
班级
Dotaallstar——
成绩
优秀
指导教师
Puck
dota科学与技术
天灾元年3月14日
数据结构课程设计评阅书
题目
进制转换的实现
学生姓名
JUGG
学号
@#%￥#￥%#
指导教师评语和成绩
成绩：
教师签名：
年月日
答辩教师评语和成绩
成绩：
教师签名：
年月日
教研室意见
总成绩：
室主任签名：
年月日
Dotaallstar
课程设计任务书
天灾元年—近卫戊年第二学期
专业：
ganker学号：
sadofaiofo姓名：
课程设计名称：
数据结构课程设计
设计题目：
进制转换的实现
完成期限：
自天灾元年年3月1日至近卫戊年年3月14日共2周
设计依据、要求和主要内容（可另加附页）：
进制数制是人们利用符号进行计数的科学方法。
数制有很多种，在计算机中常用的数制有：
十进制，二进制、八进制和十六进制。
十六进制数有两个基本特点:
它由十六个字符0～9以和A，B，C，D，E，F组成（它们分别表示十进制数0～15），十六进制数运算规律是逢十六进一，例如：
十六进制数4AC8可写成（4AC8）16，或写成4AC8H。
要求：
（1）输入一个十进制数N，将它转换成R进制数输出，并可以进行逆转换。
（2）输入数据包含多个测试实例，每个测试实例包含两个整数N（32位整数）和R（2<=R<=16,R<>10）。
（3）为每个测试实例输出转换后的数，每个输出占一行。
如果R大于10，则对应的数字规则参考16进制（比如，10用A表示，等等）。
（4）界面友好。
指导教师（签字）：
教研室主任（签字）：
批准日期：
年月日
摘要
由于数制计算和不同数制之间转换的需要，设计了一个10进制转换其它进制（36进制以内）和逆转换的软件，该软件具有简单的将10进制数转换成2、8、16进制数以和较复杂的高进制数的转换和逆转功能。
本软件采用C语言编写以VC++作为软件开发环境，采用顺序栈存储方式来存储运算中的数位，借助栈后进先出的特点，易于结果输出。
操作简单，界面清晰，易于为用户所接受。
关键词：
进制转换；顺序栈；逆转换
1课题描述
数制有很多种，在计算机中常用的数制有：
十进制，二进制、八进制和十六进制。
十六进制数有两个基本特点:
它由十六个字符0～9以和A，B，C，D，E，F组成（它们分别表示十进制数0～15），十六进制数运算规律是逢十六进一，例如：
十六进制数4AC8可写成（4AC8）16，或写成4AC8H。
更大一些的数制则扩展十六进制未用的其他大写字母。
顺序栈是顺序存储结构的栈，是利用一组地址连续的存储单元依次存放自栈底到栈顶的数据元素。
同时附设栈顶指针top和栈基指针base，来方便栈内数据元素的存取和栈的扩充。
2问题分析和任务定义
问题分析：
编写进制转换和其逆转，其算法过程恰好是结果的逆序，因此建立一个顺序栈将计算过程中得到的数位顺序进栈，则按出栈顺序就会输出对应的转换结果。
逆转程序借助字符数组按顺序将每个数位转换成十进制数后求和，得到逆转结果
例如：
11转换成二进制数
11%2=1；11/2=5；1入栈；
5%2=1；5/2=2；1入栈；
2%2=0；2/2=0；0入栈；
被除数不为0；
按顺序出栈，得到结果为110；
任务定义：
1）画出流程图;
2）任意建立一个容量为20个栈元素的空栈；
3）将十进制数与要转进制先求余，将余数顺序入栈;
4）阐明测试方法,写出完整的运行结果；
5）撰写课程设计说明书。
3逻辑设计
（1）ADTStack{
数据对象：
D={ai|ai∈ElemSet，i=1，2，…，n,n≥0}
数据关系：
R1={|ai-1,ai∈D，i=2,…，n}
基本操作：
Inistack（&S）
操作结果：
构造一个空栈S。
stackEmpty（&S）
初始条件：
栈S已存在。
操作结果：
判断栈S是否为空，若为空，则返回1；否则返回0.
push（&S,x）
初始条件：
栈S已存在。
操作结果：
插入元素x为新的栈顶元素。
Pop（&S。
&e）
初始条件：
栈S已存在且非空。
操作结果：
删除S的栈顶元素，并用y返回其值。
}ADTStack
（2）主函数流程图如图3.2所示
图3.1创建主函数流程图
（3）十进制转换其他进制数流程图如图3.3所示
图3.2十进制转换其他进制数算法流程图
（4）其他进制数转换十进制数流程图如图3.4所示
图3.3倒序输出算法流程图
4详细设计
本程序主要有三个算法：
一、十进制整数转换其他进制数，其主要思路为：
例如：
11转换成二进制数
11%2=1；11/2=5；
5%2=1；5/2=2；
2%2=0；2/2=0；
被除数不为0；
转换结果为110；
二、十进制小数转换其他进制数，其主要思路为：
例如：
0.125转换成二进制小数
0.125*2=0.25；取结果的整数为0；
0.25*2=0.5；取结果的整数为0；
0.5*2=1.0；取结果的整数为1；
小数部分不为0；
转换结果为0.001；
三、其他数制转换十进制数，其主要思路为：
例如：
二进制数10.1转换成十进制数
1*
=2；
0*
=1；
1*
=0.5；
逆转数字存储在数组中，最后的结束符’\0’,为标志。
转换结果为2+1+0.5=3.5；
5程序编码
#include
#include
#include
#defineSTACK_INIT_SIZE20
#defineSTACKINCREMENT10
typedefintSElemType;
typedefstruct{
SElemType*base,*top;
intstacksize;
}SqStack;
intInitStack（SqStack&S）{
S.base=（SElemType*）malloc（STACK_INIT_SIZE*sizeof（SElemType））;
if（!
S.base）exit（0）;
S.top=S.base;
S.stacksize=STACK_INIT_SIZE;
return1;
}
intPush（SqStack&S,SElemTypee）{
if（S.top-S.base>=S.stacksize）{
S.base=（SElemType*）realloc（S.base,（S.stacksize+STACKINCREMENT）*sizeof（SElemType））;
if（!
S.base）exit（0）;
S.top=S.base+S.stacksize;
S.stacksize+=STACKINCREMENT;
}
*S.top++=e;
return1;
}
intPop（SqStack&S,SElemType&e）{
if（S.top==S.base）return0;
e=*--S.top;
return1;
}
intStackEmty（SqStackS）{
if（S.top==S.base）return1;
elsereturn0;
}
voidXSZZ（doublen,intT）{
inti=0;
doublea;
if（n==0.0）printf（"00000"）;
while（n!
=0.0）
{
a=T*n;
n=a-（int）a;
if（a>=10）
{
printf（"%c",（（int）a-10+'A'））;
i++;
}
else{
printf（"%d",（（int）a>0?
（int）a:
0））;
i++;
}
if（i==5）break;
}
}
intNZ（）{
inti=0,j,T,k=0;
doublesum=0;
chara[20],X;
getchar（）;
printf（"输入转换数"）;
while（（a[i]=getchar（））!
='\n'）{
if（（a[i]<='9'&&a[i]>='0'）||（a[i]<='Z'&&a[i]>='A'）||a[i]=='.'）;
else{break;}
if（a[i]=='.'）k=i;
i++;}
k=k?
k:
i;
if（a[i]!
='\n'）{
while（getchar（）!
='\n'）;
printf（"输入有误"）;
return0;}
a[i]='\0';
a[k]='\0';
printf（"输入转换数的进制"）;
scanf（"%d%c",&T,&X）;
if（（!
（T>1&&T<36））||X!
='\n'）{
while（getchar（）!
='\n'）;
printf（"输入有误"）;printf（"sdf%c",X）;
return0;}
for（j=0;j{
if（（（a[j]-'0'>=T）&&（a[j]<='9'））||（（a[j]-'A'+10>=T）&&（a[j]>'9'）））
{
printf（"输入有误!
"）;return1;
}
if（a[j]>='A'）
sum+=（（a[j]-'A'+10）*pow（T,k-j-1））;
else
sum+=（（a[j]-'0'）*pow（T,k-j-1））;
}
for（j=k+1;j{
if（（（a[j]-'0'>=T）&&（a[j]<='9'））||（（a[j]-'A'+10>=T）&&（a[j]>'9'）））
{
printf（"输入有误!
"）;return1;
}
if（a[j]>='A'）
sum+=（（a[j]-'A'+10）*pow（T,k-j））;
else
sum+=（（a[j]-'0'）*pow（T,k-j））;
}
if（!
（（（a[j]-'0'>=T）&&（a[j]<='9'））||（（a[j]-'A'+10>=T）&&（a[j]>'9'））））printf（"结果为%f",sum）;
return1;
}
intZZ（）{
intN,T,i=0,a;
doubleZ,M;
charX[10];
SElemTypee;
SqStackS;
InitStack（S）;
printf（"输入转换数:
"）;
scanf（"%lf%c",&Z,&X[0]）;
if（X[0]!
='\n'）{while（X[i]!
='\n'）{
i++;
printf（"输入有误!
"）;return1;}
printf（"输入转换进制:
"）;
scanf（"%d%c",&T,&X[0]）;
if（T<36&&T>1&&X[0]=='\n'）
{printf（"%c",X[0]）;
N=（int）Z;
M=Z-N;
while（N）
{
if（T>10）
{
a=N%T;
if（a>=10）
{
a=a-10+'A';
Push（S,a）;
}
elsePush（S,N%T）;
}
elsePush（S,N%T）;
N=N/T;
}
printf（"结果为:
"）;
if（StackEmty（S））printf（"0"）;
while（!
StackEmty（S））
{
Pop（S,e）;
if（e>=10）printf（"%c",e）;
elseprintf（"%d",e）;
}
printf（"."）;
XSZZ（M,T）;
}
else
{printf（"输入有误\n"）;i=0;
while（X[i]!
='\n'）{
i++;
scanf（"%c",&X[i]）;}
}}
main（）
{
intchoice;
charX;
do{printf（"Press1:
十进制转换其他进制数\nPress2:
其他进制数转换十进制数\n"）;
scanf（"%d",&choice）;
switch（choice）{
case1:
ZZ（）;break;
case2:
NZ（）;break;
default:
printf（"输入有误!
"）;
}
printf（"\ncontinue?
y/n\n"）;
scanf（"\t%c",&X）;
while（X!
='n'&&X!
='y'）{
printf（"输入有误!
\n请重新输入:
"）;
scanf（"\t%c",&X）;
}
}while（X=='y'）;
return0;
}
6程序调试与测试
（1）输入十进制14.25转换成十六进制数为E.4.
图6.1十进制转换其他进制数运行图
（2）输入二进制1.1转换为十进制1.5
图6.2其他进制转换十进制数运行图
（3）输入数字字符混合体（非法字符）程序返回错误提示
图6.3程序健壮性测试
（4）程序调试过程修改：
在不同进制数的互转换过程中小数部分尤为不好处理，例如：
三进制数2.1整数部分2无需转换，小数0.1转换结果为1/3纯循环小数。
七进制数6.3、3.1、2.135，这些小数部分根本无法转换成十进制整数，这里不一一赘述，故设定转换结果保留五位小数。
7结果分析
在设计的过程中遇到了许多问题，并最终得到解决，其分析过程如下：
（1）考虑到本程序转换的数字对象并不是天文数字，栈操作定义中，初始化栈空间为20（存储20位数字），但也可能出现空间不足。
解决的办法是当空间不足时自动进行扩充。
（2）程序的健壮性问题。
数据通过一定的形式读入地。
当输入格式有误时就程序无法计算时，返回输入错误重新输入。
（3）程序的循环操作问题。
当输入有误时必须把输入的错误字符读入，再进行下次操作。
时间复杂度T（n）=O（n）；
空间复杂度S（n）=O（n）；
8总结
本程序实现了数制转换和其逆转换功能，具有强大的健壮性和容错能力。
顺序栈只参与其中的十进制整数转换部分，小数转换部分的算法与整数部分不同所以另成函数体。
逆转换借助数组读入数位进行转换，其整数和小数部分算法相同故属一个函数。
程序改进最多的要属健壮性部分，为此加入了好多读取非法输入部分。
在整整两个星期的日子里，可以学到很多很多的的东西，尤其是漫长的改错部分！
不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。
参考文献
[1]严蔚敏，吴伟民.数据结构（C语言版）[M].北京：
清华大学出版社,2002
[2]谭浩强.C程序设计[M].北京：
清华大学出版社,2005
[3]李建忠.大学计算机基础[M].西安：
西北大学出版社，2005
[4]何钦铭，颜晖.C语言程序设计[M].北京：
高等教育出版社，2008
[5]谢俊屏.大学计算机基础实验教程[M].西安：
西北大学出版社，2005
附代码：
#include
#include
#include
#defineSTACK_INIT_SIZE100
#defineSTACKINCREMENT10
typedefintSElemType;
typedefstruct{
SElemType*base,*top;
intstacksize;
}SqStack;
intInitStack（SqStack&S）{
S.base=（SElemType*）malloc（STACK_INIT_SIZE*sizeof（SElemType））;
if（!
S.base）exit（0）;
S.top=S.base;
S.stacksize=STACK_INIT_SIZE;
return1;
}
intPush（SqStack&S,SElemTypee）{
if（S.top-S.base>=S.stacksize）{
S.base=（SElemType*）realloc（S.base,（S.stacksize+STACKINCREMENT）*sizeof（SElemType））;
if（!
S.base）exit（0）;
S.top=S.base+S.stacksize;
S.stacksize+=STACKINCREMENT;
}
*S.top++=e;
return1;
}
intPop（SqStack&S,SElemType&e）{
if（S.top==S.base）return0;
e=*--S.top;
return1;
}
intStackEmty（SqStackS）{
if（S.top==S.base）return1;
elsereturn0;
}
voidXSZZ（doublen,intT）{
inti=0;
doublea;
if（n==0.0）printf（"00000"）;
while（n!
=0.0）
{
a=T*n;
n=a-（int）a;
if（a>=10）
{
printf（"%c",（（int）a-10+'A'））;
i++;
}
else{
printf（"%d",（（int）a>0?
（int）a:
0））;
i++;
}
if（i==5）break;
}
}
intNZ（）{
inti=0,j,T,k=0;
doublesum=0;
chara[20],X;
getchar（）;
printf（"输入转换数"）;
while（（a[i]=getchar（））!
='\n'）{
if（（a[i]<='9'&&a[i]>='0'）||（a[i]<='Z'&&a[i]>='A'）||a[i]=='.'）;
else{break;}
if（a[i]=='.'）k=i;
i++;}
k=k?
k:
i;
if（a[i]!
='\n'）{
while（getchar（）!
='\n'）;
printf（"输入有误"）;
return0;}
a[i]='\0';
a[k]='\0';
printf（"输入转换数的进制"）;
scanf（"%d%c",&T,&X）;
if（（!
（T>1&&T<36））||X!
='\n'）{
while（getchar（）!
='\n'）;
printf（"输入有误"）;printf（"sdf%c",X）;
return0;}
for（j=0;j{
if（（（a[j]-'0'>=T）&&（a[j]<='9'））||（（a[j]-'A'+10>=T）&&（a[j]>'9'）））
{
printf（"输入有误!
"）;return1;
}
if（a[j]>='A'）
sum+=（（a[j]-'A'+10）*pow（T,k-j-1））;
else
sum+=（（a[j]-'0'）*pow（T,k-j-1））;
}
for（j=k+1;j{
if（（（a[j]-'0'>=T）&&（a[j]<='9'））||（（a[j]-'A'+10>=T）&&（a[j]>'9'）））
{
printf（"输入有误!
"）;return1;
}
if（a[j]>='A'）
sum+=（（a[j]-'A'+10）*pow（T,k-j））;
else
sum+=（（a[j]-'0'）*pow（T,k-j））;
}
if（!
（（（a[j]-'0'>=T）&&（a[j]<='9'））||（（a[j]-'A'+10>=T）&&（a[j]>'9'））））printf（"结果为%f",sum）;
return1;
}
intZZ（）{
intN,T,i=0,a;
doubleZ,M;
charX[10];
SElemTypee;
SqStackS;
InitStack（S）;
printf（"输入转换数:
"）;
scanf（"%lf%c",&Z,&X[0]）;
if（X[0]!
='\n'）{printf（"输入有误!
"）;while（X[i]!
='\n'）{
i++;
scanf（"%c",&X[i]）;}return1;}
printf（"输入转换进制:
"）;
scanf（"%d%c",&T,&X[0]）;
if（T<36&&T>1&&X[0]=='\n'）
{printf（"%c",X[0]）;
N=（int）Z;
M=Z-N;
while（N）
{
if（T>10）
{
a=N%T;
if（a>=10）
{
a=a-10+'A';
Push（S,a）;
}
elsePush（S,N%T）;
}
elsePush（S,N%T）;
N=N/T;
}
printf（"结果为:
"）;
if（StackEmty（S））printf（"0"）;
while（!
StackEmty（S））
{
Pop（S,e）;
if（e>=10）printf（"%c",e）;
elseprintf（"%d",e）;
}
printf（"."）;
XSZZ（M,T）;
}
else
{printf（"输入有误\n"）;i=0;
while（X[i]!
='\n'）{
i++;
scanf（"%c",&X[i]）;}
}}
main（）
{
intchoice;
charX;
do{printf（"Press1:
十进制转换其他进制数\nPress2:
其他进制数转换十进制数\n"）;
scanf（"%d",&choice）;
switch（choice）{
case1:
ZZ（）;break;
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