课程设计四则运算1.docx
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课程设计四则运算1
淮北师范大学
《数据结构设计实验报告》
题目——四则运算练习软件
班级：
09非师
设计者：
曹严严
指导老师：
张震
时间：
2011/04/13---2011/04/14
目录
1程序设计的内容和相关的要求-----------------------------------
2程序总的功能说明----------------------------------------------
3程序的模块的说明----------------------------------------------
4程序设计的流程图----------------------------------------------
5程序的操作说明及运行结果-------------------------------------
6源程序的清单--------------------------------------------------
7心得体会------------------------------------------------------
1程序设计的内容和相关的要求
课程设计的目的：
数据结构课程设计是计算机学院重要的教学环节，它为学生提供了一个既动手又动脑，将课本上的理论知识和实际有机的结合起来，独立分析和解决实际问题的机会。
●进一步巩固和复习数据结构的基础知识。
●培养学生结构化程序、模块化程序设计的方法和能力。
●提高学生调试程序的技巧和软件设计的能力。
●提高学生分析问题、解决问题以及综合利用C语言进行程序设计的能力。
●了解软件的编制过程。
实现的任务：
编写一个100以内的四则运算练习软件。
设计内容：
1.随机产生两个＜100的整数（运算结果也要在100内），可以选择要练习的运算＋，－＊，/，调用＋，－，＊，/四个运算函数实现运算。
2.＋，－，＊，/混合运算（用栈的原理实现）
设计要求：
1.不同的功能使用不同的函数实现（模块化），对每个函数的功能和调用接口要注释清楚。
对程序其它部分也进行必要的注释。
2.对系统进行功能模块分析、画出总流程图和各模块流程图。
3.用户界面要求使用方便、简洁明了、美观大方、格式统一。
所有功能可以反复使用，最好使用菜单。
4.通过命令行相应选项能直接进入某个相应菜单选项的功能模块。
5.所有程序需调试通过。
2程序总的功能说明：
本程序主要功能是进行数学算式运算练习，能够进行简单算式练习、混合算式运算，也能进行双向运算练习（自己模拟训练）。
3程序各模块的功能说明：
（1）界面显示函数：
enu（）；显示主菜单界面
show（）；显示子界面双向练习菜单
（2）执行练习的功能函数：
main_1（）；简单练习函数
main_2（）；混合运算函数
main_3（）；双向运算练习函数
（3）窗体和背景设置函数
调用System（“colornA”）（其中n表示从0到9任意一个数字；A表示任意取一个A，B，C，D，E，F中的一个字符）函数来实现不同窗体前景和背景色彩的设置
4程序设计的流程图：
5程序操作说明书及结果
在vc++6.0环境中运行本程序，先进行编译，然后再进行链接，在进行执行将会出现显示界面。
按照显示界面上显示的提示从键盘上输入数字，就可以实现相应的功能。
6源程序清单
#include
#include
#include//对内存操作的头文件
#include
#include
#include
#include//#include是在调用字符函数时，在源文件中包含的头文件。
ctype"中c为字符型char的缩写，type为类型。
#include//操作时间有关的函数的头文件
#defineMAX_LEN1024
#defineEXP_LEN4
intright=0,wrong=0;
intv;
voidadd（）
{
inta,b,c;
a=rand（）%100;//rand（）函数，生成范围1-1000;
b=100-a;
b=rand（）%b;
printf（"请回答:
%d+%d=",a,b）;
scanf（"%d",&c）;
if（a+b!
=c）{printf（"回答错误\n"）;wrong++;}
else{printf（"回答正确\n"）;right++;}
}
voidminu（）
{
inta,b,c;
a=rand（）%100;/*随机产生1个100以内的整数，并赋值给a。
srand（）函数是随机数发生器的初始化函数，
还缺少
#include
#include
两个头文件，
intx,a;//表示初始化整数x和a
srand（time（0））;//表示随机数产生初始化
a=（int）（rand（）%100）;//表示调用rand（）函数产生100以内整数并赋值给a*/
b=rand（）%a;
printf（"请回答:
%d-%d=",a,b）;
scanf（"%d",&c）;
if（a-b!
=c）{printf（"回答错误\n"）;wrong++;}
else{printf（"回答正确\n"）;right++;}
}
voidmul（）
{
inta,b,c;
a=rand（）%11;
b=（rand（）%100）/（a+1）;
printf（"请回答:
%d*%d=",a,b）;
scanf（"%d",&c）;
if（a*b!
=c）{printf（"回答错误\n"）;wrong++;}
else{printf（"回答正确\n"）;right++;}
}
voiddi（）
{
inta,b,c;
a=rand（）%100;
b=rand（）%100+1;
printf（"请回答:
%d/%d=",a,b）;
scanf（"%d",&c）;
if（a/b!
=c）{printf（"回答错误\n"）;wrong++;}
else{printf（"回答正确\n"）;right++;}
}
voidmain_1（）
{
system（"pause"）;
system（"cls"）;
intchoise,con=0;
system（"color2A"）;
printf（"\n\n\t\t简单四则运算程序\n"）;
system（"pause"）;
system（"cls"）;
while
（1）
{
printf（"\n\n\t\t请选择:
\n加（输入1）\n减（输入2）\n乘（输入3）\n除（输入4）\n"）;
if（con==0）scanf（"%d",&choise）;
switch（choise）
{
case1:
add（）;break;
case2:
minu（）;break;
case3:
mul（）;break;
case4:
di（）;break;
}
printf（"请问您想继续进行这个运算还是重新选择其他运算还是退出？
\n继续（输入1），重新（输入2），退出（输入3）"）;
scanf（"%d",&con）;
if（con==1）con=1;
if（con==2）con=0;
if（con==3）break;
}
system（"pause"）;
}
constchar*OPERATOR="+-*/";
typedefstruct{
intn[100];
inttop;
}stack;//定义栈的基本结构
voidinits（stack*s）
{
s->top=-1;
}//栈的初始化
intpush（stack*s,inte）//将e入栈
{
s->top++;
s->n[s->top]=e;
return1;
}
intpop（stack*s）//将栈顶元素出栈，存到e中
{
inte;
e=s->n[s->top];
s->top--;
returne;
}
intGetTop（stack*s）//取栈顶元素
{
inte;
e=s->n[s->top];
returne;
}
charS2[MAX_LEN],Exp[MAX_LEN*2];/*S1保存数字或运算结果,S2保存操作符,Exp为输入的表达式
*T1为栈S1的顶指针,T2为栈S2的顶指针,p为扫描Exp的位置
*/
intS1[MAX_LEN],T1,T2,p;
intisCorrect;/*检查生成的表达式是否合理*/
intnumber[EXP_LEN],bracket[EXP_LEN];/*number为随机生成的表达式的操作数,oper为运算符,bracket为括号数组（0表示没有括号,-1表示左括号,1表示右括号）*/
charoper[EXP_LEN-1];
charreply[MAX_LEN*2];/*用户答案*/
intN=5;/*题目数量,默认为5道题*/
intGetPriority（charc）/*获得运算符的优先级*/
{
if（c=='+'||c=='-'）
return1;
else
return2;
}
intGetNum（）/*将字符转换成int*/
{
intr=0;
while（isdigit（Exp[p]））
{
r=r*10+Exp[p]-'0';
p=p+1;
}
returnr;
}
voidCalc（charop）/*从栈顶取出两个数字,进行op对应的操作*/
{
inta=S1[T1-2];intb=S1[T1-1];
if（op=='+'）
a+=b;
elseif（op=='-'）
{
a-=b;
if（a<0）/*如果中间结果出现负数，认为不合法*/
isCorrect=0;
}
elseif（op=='*'）
a*=b;
else
{
if（b==0||a%b!
=0）/*如果中间结果出现无法整除或除数为0，认为不合法*/
isCorrect=0;
if（b!
=0）
a/=b;
}
S1[T1-2]=a;/*将计算结果压入S1操作数栈中,并更新栈顶指针*/
T1=T1-1;
}
voidPush（charop）/*操作符入栈*/
{
if（op=='）'）/*优先计算括号内的表达式*/
{
while（S2[T2-1]!
='（'）
{
T2=T2-1;
Calc（S2[T2]）;
}
T2=T2-1;
}
elseif（op=='（'）/*左括号直接入栈*/
{
S2[T2]=op;
T2=T2+1;
}
else
{
while（T2>0&&S2[T2-1]!
='（'&&GetPriority（S2[T2-1]）>=GetPriority（op））/*先计算优先级高的表达式*/
{
T2=T2-1;
Calc（S2[T2]）;
}
S2[T2]=op;/*将op压入S2操作符栈中,并更新栈顶指针*/
T2=T2+1;
}
}
intProcessExp（）/*计算表达式的值*/
{
T1=T2=p=0;/*清空栈,将扫描指针复位*/
while（Exp[p]!
='\0'）
{
if（isdigit（Exp[p]））/*如果是数值,入S1栈*/
{
S1[T1]=GetNum（）;
T1=T1+1;
--p;
}
else/*反之是运算符,入S2栈*/
{
Push（Exp[p]）;
}
p=p+1;
}
while（T2>0）/*取出S2中剩余操作符,进行运算*/
{
T2=T2-1;
Calc（S2[T2]）;
}
returnS1[0];
}
intGenerateExp（）/*生成合法的表达式（中间结果没有负数，分数和小数等）*/
{
inti,j,k,w,ret,digit[16];
while（true）/*一直循环直到随机到一个合法的表达式*/
{
isCorrect=1;
for（i=0;inumber[i]=rand（）%30+1;
for（i=0;ioper[i]=OPERATOR[rand（）%4];
j=-1;
memset（bracket,0,sizeof（bracket））;/*随机括号的位置*/
while（true）
{
i=j+1;
if（EXP_LEN-1-i<=0）
break;
j=rand（）%（EXP_LEN-1-i）+i;
bracket[j]=-1;
i=j+1;
j=rand（）%（EXP_LEN-i）+i;
bracket[j]=1;
}
memset（Exp,0,sizeof（Exp））;/*构造生成的表达式*/
j=0;
for（i=0;i{
if（bracket[i]==-1）
{
Exp[j]='（';
j=j+1;
}
k=0;
while（number[i]>0）
{
digit[k]=number[i]%10;
number[i]/=10;
k++;
}
for（w=k-1;w>=0;w--）
{
Exp[j]=digit[w]+'0';
j=j+1;
}
if（bracket[i]==1）
{
Exp[j]='）';
j=j+1;
}
Exp[j]=oper[i];
j++;
}
ret=ProcessExp（）;/*计算表达式的结果*/
if（isCorrect）/*如果合法，退出*/
break;
}
returnret;
}
voidoperate（）
{intj,k,i,ans=0,rep=0,correctNum=0;
charc;
printf（"请输入您要做题的数量：
"）;
scanf（"%d",&k）;
for（i=1;i<=k;i++）
{
ans=GenerateExp（）;
if（ans<101&&ans>-1）
{
{
{printf（"%s=\n",Exp）;
printf（"答案:
"）;}
while（（c=getchar（））=='\n'||c==''）/*忽略用户无意输入的空格和回车*/
;
ungetc（c,stdin）;/*将最后的合法字符放回输入缓冲区*/
gets（reply）;/*读取用户答案*/
rep=0;}
{for（j=0;reply[j];j++）/*将用户的答案转化为数字*/
{
if（!
isdigit（reply[j]））
break;
rep=rep*10+reply[j]-'0';
}
if（reply[j]）/*若发现用户输入中有字母，退出*/
return;
if（reply[j]||rep!
=ans）/*与标准答案不一致*/
{printf（"很抱歉,回答错误!
\n"）;wrong++;}
elseif（rep==ans）/*回答正确*/
{
printf（"恭喜您,回答正确!
\n"）;right++;
}
}
}
elsei--;
}
}
voidmain_2（）
{
intchoise,con=0;
system（"cls"）;
printf（"\n\n\t\t混合运算练习界面\n"）;
system（"pause"）;
system（"cls"）;
while
（1）
{
printf（"\n\n\t\t请选择:
\n继续（输入1）\n退出（输入2）\n"）;
if（con==0）scanf（"%d",&choise）;
switch（choise）
{
case1:
operate（）;break;
case2:
;break;
}
printf（"请问您想继续进行这个运算还是重新选择其他运算还是退出程序？
\n继续（输入1）,重头再来（输入2）\n,退出（输入3）\n"）;
scanf（"%d",&con）;
if（con==1）con=1;
if（con==2）con=0;
if（con==3）break;
}
system（"pause"）;
}
charOP[7]={'+','-','*','/','（','）','#'};//运算符数组
charLEVEL[7][7]={'>','>','<','<','<','>','>',
'>','>','<','<','<','>','>','>','>','>','>','<','>','>','>','>','>','>','<','>','>',
'<','<','<','<','<','=','','>','>','>','>','','>','>','<','<','<','<','<','','='};//用二维数组定义运算符优先级
intIn（charc）
{
switch（c）
{
case'+':
case'-':
case'*':
case'/':
case'（':
case'）':
case'#':
return1;
}
return0;
}//判断c是否在运算符数组中
charPrecede（charc1,charc2）
{
inti,j;
for（intk=0;k<7;k++）
if（c1==OP[k]）{i=k;break;}//判断c1为何种运算符
for（k=0;k<7;k++）
if（c2==OP[k]）{j=k;break;}//判断c2为何种运算符
returnLEVEL[i][j];
}//判断两个运算符的优先级
intoparate（intf1,charc,intf2）
{
switch（c）
{
case'+':
returnf1+f2;
case'-':
returnf1-f2;
case'*':
returnf1*f2;
case'/':
returnf1/f2;
}
return0;
}//计算f1和f2
intEve（stack*OPTR,stack*OPND）
{
charc;
inti,temp;
intt,x,theta;
charn[20];//定义一个数组临时存储待转换字符
charc1='#';
push（OPTR,（int）c1）;
c=getchar（）;
intl,r;
i=0;
while（c!
='='||（int）GetTop（OPTR）!
=（int）（'#'））
{
if（c=='='）
{
c=c-26;
}//将'='转换为'#'进行处理
if（theta=='/'&&r==0）
{
while（c!
='\n'）
{
c=getchar（）;
}
printf（"Error!
\n"）;
break;
}//除数为0处理
if（!
In（c））
{
n[i]=c;
i++;
c=getchar（）;//如果获取的是不是运算符，则暂存于一个数组中，继续获取下一字符
continue;
}
if（In（c））
{
if（n[0]!
='\0'）
{
i=0;
t=（int）atof（n）;//将数组中的字符串转换为float型数据
push（OPND,t）;
memset（n,'\0',strlen（n））;//清空数组，待下次获取v
}
temp=（int）GetTop（OPTR）;
switch（Precede（（char）temp,c））
{
case'<':
push（OPTR,（int）c）;
c=getchar（）;
break;
case'=':
x=pop（OPTR）;
c=getchar（）;
break;
case'>':
theta=pop（OPTR）;
r=pop（OPND）;
l=pop（OPND）;
if（theta=='/'&&r==0）
{
v=1;
break;
}
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