数据结构课程设计(长整数四则运算)汇总(共16页).doc
精选优质文档-倾情为你奉上1、 需求分析 1.本程序实现计算任意长的整数的四则运算. 以用户和计算机对话的方式，先 后输入数字的最多位数，然后程序就计算并显示出这两个数的运算。 2. 利用双向循环链表现实长整数的存储，每个结点含一个整形变量。输入的形 式以回车结束，可以直接输入正数或负数，程序会过滤掉无效的字符。按中 国对于长整数的表示习惯，每四位一组，除数字和位于首位置的负号外，其 它一切字符都将作为分隔符，连续多个分隔符当一个处理。但不使用分隔符 也不影响结果。3. 测试数据 (1)0; 0; 输出“0”; (2)-2345,6789; -7654,3211; 输出 “-1,000,000”; (3)-9999,9999; 1,0000,0000,0000; 输出 “9999,0000,0001”; (4)1,0001,0001; -1,0001,0001; 输出 “0”; (5)1,0001,0001; -1,0001,0001; 输出 “1”; (6)-9999,9999,9999; -9999,9999,9999; 输出 “-1,9999,9999,9998”; (7)1,0000,9999,9999; 1; 输出 "1,0001,0000,0000". 2、 概要设计 为实现上述程序功能，应以双向循环链表表示长整数。为此，需要定义一个抽象数据类型。 1. 抽象数据类型定义为：ADT OrderedList 数据对象：D=ai|aiint,i=1,2,.n, n0 基本操作： init(&a,digit4) 操作结果：构造一个位数是digit4*4长整数。 pass(&a,&b,&c) 初始条件：a,b,c都已存在 操作结果：c等于a和b的和。 nep(&a) 初始条件：a已存在。 操作结果：a变为输入参数的相反数。 printlong(&a) 初始条件：a已存在。 操作结果：按四位一组，分隔符为","的格式，在屏幕上输出a。 ston(&S,&a) 初始条件：a已存在。 操作结果：把字符串形式的长数字赋给a。 ADT OrderedList 2.本程序包含两个模块： 1）主程序模块： Void main() 选择操作：1：帮助。 2：加法。 3：减法。4：乘法。5：除法。6：退出。 打印结果； 三、详细设计 1.元素类型，结点类型，指针类型#define NULL 0#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<conio.h>typedef struct longnode/*每个节点的结构*/int num;/*数字*/struct longnode *low1;/*指向低一位节点*/struct longnode *high1;/*指向高一位节点*/ longnode;typedef struct xlong/*每个长整数的结构*/longnode *High;/*每个长整数的最高节点*/longnode *Low;/*每个长整数的最低节点*/int digit4;/*每个长整数的总位数(不包括高位的0)/4 */*xlong;int init(xlong *a,int digit4)int I； /*.init.*/longnode *j;(*a)=(xlong)malloc(sizeof(struct xlong);/*为a的头结构申请空间,并赋初始值 */ (*a)>High=NULL;(*a)->Low=NULL; (*a)->High=NULL;(*a)->Low=NULL; (*a)->digit4=0；for(i=0;i<digit4;i+)/* 申请digit4个节点,初始化 */ j=(longnode*)malloc(sizeof(longnode);j->num=0;j->high1=NULL;j->low1=(*a)->High;if(*a)->High)(*a)->High->high1=j;else(*a)->Low=j;(*a)->High=j;(*a)->digit4+; int pass(xlong a,xlong b,xlong c)int cf=0; /* 两个数字的相加 */longnode *a1=a->Low,*b1=b->Low,*c1=c->Low;while(a1)c1->num=a1->num+b1->num+cf;if(c1->num>9999)cf=1; /* 如果产生进位(借位) */c1->num-=10000;elsecf=0;a1=a1->high1;b1=b1->high1;c1=c1->high1;return cf;/* 最高位的进位(借位) */ int passa(xlong a,xlong b,xlong c)int cf=0; /* 两个数字的相减 */longnode *a1=a->Low,*b1=b->Low,*c1=c->Low;while(a1)c1->num=a1->num-b1->num-cf;if(c1->num>9999)cf=1;/* 如果产生进位(借位) */c1->num-=10000;elsecf=0; a1=a1->high1;b1=b1->high1;c1=c1->high1;return cf;/* 最高位的进位(借位) */int passb(xlong a,xlong b,xlong c)int cf=0;/* 两个数字的相乘 */longnode *a1=a->Low,*b1=b->Low,*c1=c->Low;while(a1)c1->num=a1->num*b1->num*cf;if(c1->num>9999)cf=1;/* 如果产生进位(借位) */c1->num=10000; elsecf=0;a1=a1->high1;b1=b1->high1;c1=c1->high1;return cf;/* 最高位的进位(借位) */int passc(xlong a,xlong b,xlong c)int cf=0;/* 两个数字的相除 */longnode *a1=a->Low,*b1=b->Low,*c1=c->Low;while(a1) c1->num=a1->num/b1->num/cf;if(c1->num>9999)cf=1;/* 如果产生进位(借位) */c1->num-=10000; else cf=0;a1=a1->high1;b1=b1->high1;c1=c1->high1;return cf;/* 最高位的进位(借位) */nep(xlong a)/* 求a的相反数 */int cf=1;/* 因为求相反数是取反加一,所以这里cf=1; */longnode *a1=a->Low;while(a1) a1->num=9999-(a1->num)+cf; if(a1->num>9999) a1->num=10000;elsecf=0;a1=a1->high1;return; printlong(xlong a)longnode *i=a->High;/* 打印长整数a */if(i->num>=5000)printf("-"); /* 最高位(bit)=1表示负数,即用补码表示 */nep(a);/* 求反打印其绝对值 */ while(i&&i->num=0) i=i->low1;/* 跳过最位的0 */if(i)printf("%d",i->num);i=i->low1; if(i) printf(“,”);else printf(“0”);/* a=0 打0 */ while(i)printf("%04d",i->num);if(i->low1) printf(",");i=i->low1;int ston(char in,xlong out)/* 把字符串转化为数字赋给a */int bit,i,jishu=1,num0=0;longnode *j=out->Low; i=strlen(in)-1;while(i>=0 && j)/* 循环每一个字节 */bit=ini-0;/* 把字符形式的值赋给整数形式的bit */if(bit>=0 && bit <=9)num0+=jishu*bit;/* 加进num0 */jishu*=10;/* 基数自乘10 */if(jishu>1&&(jishu>=10000|bit<0|bit>9) /* 数字以外的字符 */j->num=num0;j=j->high1;/* 存入一个节点 */ num0=0; jishu=1; i-;if(num0)j->num=num0;j=j->high1;/* 把最后一个没存入节点的数存入节点 */ for(;j;j=j->high1) j->num=0;/* 最位不足补0 */if(out->High->num>=5000) return 1;/* 如果最高位是1,返回1表示出*/if(in0='-') nep(out);/* 如果最后一个字符是''则取反 */return 0;int add() char *a1,*b1; /*加*/ int digit4,cf=0; xlong a,b,c; do printf("How much digits do you need?");/* 输入最多位数*/scanf("%d",&digit4); while(digit4<=0); a1=(char*)malloc(digit4+1); b1=(char*)malloc(digit4+1); digit4=digit4/4+1; init(&a,digit4);init(&b,digit4);init(&c,digit4); /* 初始化a,b,c */ do cf=0;printf("Enter 2 number:n"); scanf("%s",a1);printf("+n");scanf("%s",b1);cf|=ston(a1,a);cf|=ston(b1,b); while(cf);/* 输入被加数和加数,如果转换出错,则重输 */ pass(a,b,c);/* 执行相加运算 */ printlong(a);printf("+");/* 打印结果 */ printlong(b);printf("="); printlong(c);printf("n"); printf("n");bioskey(0); int subtract()/*减*/ char *a1,*b1; int digit4,cf=0; xlong a,b,c; doprintf("How much digits do you need?");/* 输入最多位*/scanf("%d",&digit4); while(digit4<=0); a1=(char*)malloc(digit4+1); b1=(char*)malloc(digit4+1); digit4=digit4/4+1; init(&a,digit4);init(&b,digit4);init(&c,digit4); /* 初始化a,b,c */ do cf=0;printf("Enter2number:n");scanf("%s",a1);printf("n"); scanf("%s",b1);cf|=ston(a1,a);cf|=ston(b1,b); while(cf);/* 输入被减数和减数,如果转换出错,则重输 */ passa(a,b,c);/* 执行相减运算 */ printlong(a);printf("-");/* 打印结果 */ printlong(b);printf("="); printlong(c);printf("n"); printf("n");bioskey(0); int multiply() /*乘*/ char *a1,*b1; int digit4,cf=0; xlong a,b,c; do printf("How much digits do you need?");/* 输入最多位数 */scanf("%d",&digit4); while(digit4<=0); a1=(char*)malloc(digit4+1); b1=(char*)malloc(digit4+1);digit4=digit4/4+1;init(&a,digit4);init(&b,digit4);init(&c,digit4); /* 初始化a,b,c */ do cf=0; printf("Enter2number:n");scanf("%s",a1);printf("*n");scanf("%s",b1);cf|=ston(a1,a);cf|=ston(b1,b); while(cf);/* 输入被乘数和乘数,如果转换出错,则重输 */ passb(a,b,c);/* 执行相乘运算 */ printlong(a);printf(“*”);/* 打印结果 */ printlong(b);printf("="); printlong(c);printf("n"); printf("n");bioskey(0);int division() /*除*/ char *a1,*b1; int digit4,cf=0; xlong a,b,c; do printf("How much digits do you need?");/*输入最多位数 */scanf("%d",&digit4); while(digit4<=0); a1=(char*)malloc(digit4+1); b1=(char*)malloc(digit4+1); digit4=digit4/4+1; init(&a,digit4);init(&b,digit4);init(&c,digit4); /* 初始化a,b,c */ do cf=0;printf("Enter 2 number:n"); scanf("%s",a1);printf("/n");scanf("%s",b1);cf|=ston(a1,a);cf|=ston(b1,b); while(cf);/* 输入被除数和除数,如果转换出错,则重输 */ passc(a,b,c);/* 执行相除运算 */ printlong(a);printf("/");/* 打印结果 */ printlong(b);printf("="); printlong(c);printf("n"); printf("n");bioskey(0); 2.主函数代码void main() /*main*/int c; clrscr(); textcolor(BLUE); printf("*n"); printf("*Welcome to Thunder studio!*n"); printf("*n"); printf("*本程序实现长整数四则运算*n"); one: printf("1: -HELPn"); printf("2: -ADDn"); printf("3: -SUBTRACTn"); printf("4: -MULTIPLYn"); printf("5: -DiVISIONn"); printf("6: -EXITn");for(;)c=getch();switch(atoi(&c)case 1: clrscr(); goto one; break; case 2:add(); break; case 3: subtract(); break;case 4: multiply(); break; case 5: division(); break; case 6: textcolor(BLUE); printf("n-n"); printf("Thanks cw's work!n"); break; default:textcolor(4); printf("Sorry please input right number!n"); break; 四、调试分析 1.由于对基本要求看得不仔细,一开始使用的形式是数组,并非链表,导致空间开销大.2.本程序的模块划分比较合理,且尽可能将指针的操作封装在结构体中,对于一个长整数只需一个指针便可访问其所有信息,所以数据结构清晰. 3.算法的时空分析1)本程序的计算量不是很大,所以时间复杂度极低. 2)每个长整数的位数可能不同,考虑到根据位数调整空间比较麻烦,而且容易出错,所以对每个长整数都是用同样大小的空间储存的.3)由于计算完毕,显示结果后程序即结束,所以无须释放空间. 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:j01242_5.EXE。2.进入程序有菜单提示，选择需要的操作进入程序。 3.进入程序后屏幕提示“How much digits do you need?”用户输入两个数中最多的位数.如0则输1,12则输入2,依此类推.负号不必考虑在内. 4.接着屏幕提示“Enter 2 number:”,用户应输入一个数,按回车,再输入一个数,再按回车.5.接着屏幕即打印出计算结果. 六、测试结果 首先进入菜单选择：如键入 2<回车>(1)键入1<回车> 0<回车> 0<回车> 输出“0”(2)键入8<回车> -2345,6789<回车> -7654,3211<回车> 输出 “-1,000,000”(3)键入13<回车> -9999,9999<回车> 1,0000,0000,0000<回车> 输出 “9999,0000,0001”(4)键入9<回车> 1,0001,0001<回车> -1,0001,0001<回车> 输出 “0”(5)键入9<回车> 1,0001,0001<回车> -1,0001,0001<回车> 输出 "1" 专心-专注-专业
