数据结构长整数四则运算(16页).doc

-实习1 1.4长整数四则运算实习报告题目：设计一个实现任意长的整数进行加法运算的演示程序。一、 需求分析1.本演示程序中，利用双向循环链表实现长整数的存储，每个结点含一个整型变量任何整型变量的范围是-（215-1）（215-1）。在每个结点中仅存十进制数的4位，即不超过9999的非负整数，整个链表表示为万进制数。输入和输出形式按中国对于长整数的习惯，每四位一组，组间用逗号隔开。 2.演示程序以用户和计算机的对话方式执行，即在计算机终端上显示“提示信息”之后，由用户在键盘上输入演示程序中规定的运算命令；相应的输入数据（滤去输入数据中的非法字符）和运算结果显示在其后。3.程序执行的命令包括：（1）构造链表；（2）输入数据；（3）数据处理；（4）结束4. 测试数据（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；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、 概要设计struct LinkNode /定义结构体LinkNodeint data; /记录每个节点的整数（小于10000）LinkNode *next; /记录下一个节点的地址LinkNode *pre; /记录前一个节点的地址;class LinkList /定义类LinkListprivate:LinkNode *head0,*head1; /head0，head1分别记录两个整数链表的头指针LinkNode *currptr;LinkNode *result; /result记录结果链表的头指针public:LinkList(); /构造函数，初始化链表LinkList(); /析构函数，释放空间void Creat(string a); /引入字符串，创立两个链表，分别表示两个整数void Add(); /实现两个整数相加void Display(); /显示结果void addtwo(); /节点多的作为被加数，少的作为加数，实现整 /数绝对值大的加小的;void main() /主函数do while(Yes_No='y'|Yes_No='Y'); /Yes_No不等于'Y'或'y'时，程序退出三、详细设计#include<iostream>#include<string>#include<math.h>using namespace std;struct LinkNodeint data; /记录每个节点的整数（小于10000）LinkNode *next; /记录下一个节点的地址LinkNode *pre; /记录前一个节点的地址;class LinkListprivate:LinkNode *head0,*head1; /head0，head1分别记录两个整数链表的头指针LinkNode *currptr;LinkNode *result; /result记录结果链表的头指针public:LinkList(); /构造函数，初始化链表LinkList(); /析构函数，释放空间void Creat(string a); /引入字符串，创立两个链表，分别表示两个整数void Add(); /实现两个整数相加void Display(); /显示结果void addtwo(); /节点多的作为被加数，少的作为加数，实现整 /数绝对值大的加小的;/链表的实现部分int sum(int n);LinkList:LinkList() /构造函数，初始化链表head0=new LinkNode; /申请一个空间记录整数的符号和节点数head1=new LinkNode;head0->next=head0;head0->pre=head0; /初始化链表，建立双向循环链表head1->next=head1;head1->pre=head1; result=new LinkNode;result->next=result;result->pre=result;currptr=NULL;LinkList:LinkList() /析构函数，释放空间LinkNode *p1=head0,*p2=head1,*p3=result; /三个指针分别指向三条链表的头指针while(p1!=p1->pre) p1->pre->next=p1->next; p1->next->pre=p1->pre; currptr=p1; p1=p1->next; delete currptr;while(p2!=p2->pre) /逐个删除节点，释放空间 p2->pre->next=p2->next; p2->next->pre=p2->pre; currptr=p2; p2=p2->next; delete currptr;while(p3!=p3->pre) p3->pre->next=p3->next; p3->next->pre=p3->pre; currptr=p3; p3=p3->next; delete currptr;/ delete p1;/ delete p2;/ delete p3;void LinkList:Creat(string a) /引入字符串，创立两/个链表，分别表示两个整数int i=0,j=0,m=0,n=0,k=0,l=0,s=0,w=0; /i记录字符串，j记录加数节点数；s记录被加数节点数/w标记字符串中的-号/k记录字符串中的字符转化为整数的值，l使每个节点记录4位while(am!='') m+; /m记录字符串中被加数的字符数 n=m; while(an!='0') n+; /n记录字符串的总字符数if(a0='-') head0->data=(-1); /记录整数符号 w=1;else head0->data=1;for(i=m-1;i>=w;i-) if(ai!=',') /把字符转化为整数 k+=(ai-'0')*sum(l); l+; if(ai=','|i=w) currptr=new LinkNode; /把整数存到双向循环链表中 currptr->data=k; currptr->next=head0; currptr->pre=head0->pre; head0->pre->next=currptr; head0->pre=currptr; head0=currptr; s+; /节点数加1 k=0; /重新初始化k和l l=0; head0->pre->data*=s; /存储整数符号和节点数/与建第一个整数链表一样，建立第二个整数链表head1k=0;l=0;if(am+1='-') head1->data=(-1); m+;else head1->data=1;for(i=n-1;i>m;i-) if(ai!=',') k+=(ai-'0')*sum(l); l+; if(ai=','|i=m+1) currptr=new LinkNode; currptr->data=k; currptr->next=head1; currptr->pre=head1->pre; head1->pre->next=currptr; head1->pre=currptr; head1=currptr; j+; k=0; l=0; head1->pre->data*=j;void LinkList:Add() /实现两个整数相加LinkNode *temp;if(abs(head0->pre->data)>abs(head1->pre->data) /两个整数中，绝对值大的为被加数 addtwo();else if(abs(head0->pre->data)<abs(head1->pre->data) temp=head0; head0=head1; head1=temp; addtwo();else if(abs(head0->pre->data)=abs(head1->pre->data) int k1,k2; LinkNode *p=head0,*q=head1; /如果节点数相同，则判断节点中数值大小while(p->data=q->data&&p!=head0->pre->pre&&q!=head1->pre->pre) p=p->next; q=q->next; k1=p->data; k2=q->data; if(k1>k2) addtwo(); else temp=head0; head0=head1; head1=temp; addtwo(); void LinkList:addtwo() /节点多的作为被加数，少的作为加数，实现整数绝对值大的加小的/默认head0存的整数绝对值比head1大int s=0,m1=head0->data,m2=head1->data;m1=(head0->pre->data/abs(head0->pre->data); /head0的符号m2=(head1->pre->data/abs(head1->pre->data); /head1的符号LinkNode *p=head0->pre->pre,*q=head1->pre->pre;result->data=head0->pre->data; /存结果的节点数和符号 while(q!=head1->pre) /head0存的整数绝对值比head1大，即head0的节点数大于或等于head1 currptr=new LinkNode; currptr->data=(p->data)*m1+(q->data)*m2+s; /两整数相加 if(m1*m2)>0) /如果符号相同 if(abs(currptr->data)-10000>=0) /相加后超过10000，则进位 s=currptr->data/10000; currptr->data=abs(currptr->data)%10000; else /abs(currptr->data)-10000<0，不进位 s=0; currptr->data=abs(currptr->data); else if(m1>0&&m2<0) /符号不同，在此相当于实现两个正整数相减 s=0; if(currptr->data<0) /小于0，向前一位借1 currptr->data+=10000; s=-1; else if(m1<0&&m2>0) /符号不同，在此相当于实现负整数加上正整数 s=0; if(currptr->data>0) /大于0， currptr->data=10000-currptr->data; s=1; else currptr->data=abs(currptr->data); currptr->next=result; /存入链表 currptr->pre=result->pre; result->pre->next=currptr; result->pre=currptr; result=currptr; p=p->pre; q=q->pre; /当head0节点数比head1长时，继续建链while(p!=head0->pre) currptr=new LinkNode; currptr->data=p->data*m1+s; s=currptr->data/10000; if(m1*m2)>0) if(abs(currptr->data)-10000>=0) s=currptr->data/10000; currptr->data=abs(currptr->data)%10000; else s=0;currptr->data=abs(currptr->data); else if(m1>0&&m2<0) s=0; if(currptr->data<0) currptr->data+=10000; s=-1; else if(m1<0&&m2>0) s=0; if(currptr->data>0) currptr->data=10000-currptr->data; s=1; else currptr->data=abs(currptr->data); currptr->data=abs(currptr->data)%10000; currptr->next=result; currptr->pre=result->pre; result->pre->next=currptr; result->pre=currptr; result=currptr; p=p->pre;if(s!=0) /处理相加后，进位问题 currptr=new LinkNode; currptr->data=abs(s); currptr->next=result; currptr->pre=result->pre; result->pre->next=currptr; result->pre=currptr; result=currptr; result->pre->data=m1*(abs(result->pre->data)+1);void LinkList:Display() /显示结果LinkNode *p=result;int FuHao=result->pre->data/abs(result->pre->data);/结果的符号while(p->data=0&&p!=result->pre->pre) /当运算后前几个节点的数据为0时，不输出 p=p->next; result->pre->data=(abs(result->pre->data)-1)*FuHao; /结果记录非0节点数cout<<FuHao*p->data; /首先显示符号和第一个节点中的数if(abs(result->pre->data)!=1) p=p->next; /判断非0节点数是否为1while(p!=result->pre->pre) /继续输出 cout<<"," /每4位一组，并用，隔开 cout.width(4); cout.fill('0'); cout<<p->data; p=p->next;if(p=result->pre->pre&&abs(result->pre->data)!=1) /显示最后一个节点数据 cout<<"," cout.width(4); cout.fill('0'); cout<<p->data;cout<<endl;int sum(int n) /计算10的乘方int i,s=1;for(i=1;i<=n;i+) s=s*10;return s;/主函数和其他函数的实现 void main() /主函数cout<<"*n"cout<<"*欢迎使用任意长整数加法系统*n"cout<<"*n""cout<<"n"cout<<"在此系统中，可以输入任意长的整数 。 |n"string ch;char Yes_No;docout<<"n" cout<<"|输入形式为：(-)*,*,*;(-)*,*,*,*|n" cout<<"即符号+数，每4位加一个','，两个数之间用''隔开 |n" cout<<"请输入你要计算的两个数: |n" cin>>ch; /输入任意长字符串 LinkList List; /定义链表对象 List.Creat(ch); /把字符串转化为整数，并存到链表中 List.Add(); /实现两个整数相加 List.Display(); /输出结果 cout<<"是否继续计算(Y/N):" /询问是否继续计算 cin>>Yes_No;while(Yes_No='y'|Yes_No='Y'); /Yes_No不等于'Y'或'y'时，程序退出cout<<"*n"cout<< *感谢使用本系统!*n"cout<< *n"四 调试分析在设计初期采用C语言设计，在编译上出现了好多问题，导致了代码利用率不高并且结构松散，进而采用C+的思想，利用类之后，不仅代码量减少，效率也提高了不少。在编译的时候，程序不能很好地检测出输入形式，如果输入格式不正确，就不能很好地计算出正确结果，对于这一问题，没找到很好地解决办法。总体来说，这个程序相对简单，但在指针的利用方面，编程的时候出现了一些问题。经过仔细检查与多次修改，成功的解决了指针问题。五、用户手册1、 本程序的运行环境为DOS操作系统，执行文件为长整数四则运算.exe。2、 进入演示程序后即显示文本方式的用户界面：3、按照上面要求输入要计算的两个数即可。输入完成后按回车键，将输出计算结果。继续计算请按Y或y，否则请按N或n。六、测试结果七、附录该程序在同一个文件，即只在.cpp文件里的以实现。-第 16 页-