C語(yǔ)言程序課程設(shè)計(jì)報(bào)告(小型計(jì)算器)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上目錄1. 題目?jī)?nèi)容-22. 程序特點(diǎn)及功能-33. 總體思路-34. 詳細(xì)設(shè)計(jì)-45. 程序清單-66. 運(yùn)行結(jié)果與分析-137. 參考文獻(xiàn)-22課程設(shè)計(jì)名稱(chēng)：小型特殊計(jì)算器1.設(shè)計(jì)內(nèi)容：實(shí)現(xiàn)一個(gè)特殊的計(jì)算器，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)數(shù)、有理數(shù)、矩陣和集合的特殊計(jì)算。程序可以實(shí)現(xiàn)復(fù)數(shù)、有理數(shù)的加、減、乘、除，可以實(shí)現(xiàn)矩陣的加法、減法和乘法運(yùn)算，也可以實(shí)現(xiàn)集合的求交集、并集、子集的運(yùn)算。2.設(shè)計(jì)目的與要求：2.1設(shè)計(jì)目的1.達(dá)到熟練掌握C+語(yǔ)言的基本知識(shí)和技能； 2.基本掌握面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的基本思路和方法； 3.能夠利用所學(xué)的基本知識(shí)和技能，解決簡(jiǎn)單的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)問(wèn)題。2.2設(shè)

2、計(jì)要求1.要求利用面向?qū)ο蟮姆椒ㄒ约癈+的編程思想來(lái)完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)； 2.要求在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，建立清晰的類(lèi)層次； 3.在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，至少要用到面向?qū)ο蟮囊环N機(jī)制。3.系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)一主要知識(shí)點(diǎn)運(yùn)算符重載增加了C+語(yǔ)言的可擴(kuò)充性。運(yùn)算符的重載實(shí)際上就是一種函數(shù)調(diào)用的形式，可以用成員函數(shù)重載運(yùn)算符，就是將運(yùn)算符重載定義為一個(gè)類(lèi)的成員函數(shù)的形式；也可以用友元函數(shù)重載。用友元重載運(yùn)算符的友元函數(shù)是獨(dú)立于類(lèi)以外的一般函數(shù)。二關(guān)鍵技術(shù)程序中每一種數(shù)據(jù)類(lèi)型用一個(gè)類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)，共設(shè)計(jì)了4個(gè)類(lèi)。復(fù)數(shù)類(lèi)complex，矩陣類(lèi)matrix，有理數(shù)類(lèi)rational以及集合類(lèi)set。每一種類(lèi)都定義了相應(yīng)的運(yùn)算符重載函數(shù)

3、。具體定義如下所示：（1）類(lèi)complex類(lèi)complex中，成員變量image表示虛部，real表示實(shí)部。成員函數(shù)print()用來(lái)顯示數(shù)據(jù)。運(yùn)算符重載函數(shù)都是用友元函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。分別重載+、-、*、/運(yùn)算符。（2）類(lèi)matrix類(lèi)matrix中，成員變量elems用來(lái)存放矩陣的所有元素，rows表示矩陣的行，cols表示矩陣的列。成員函數(shù)SetElems()用來(lái)給矩陣中的每一個(gè)元素賦值，Disp()用來(lái)顯示矩陣中的所有元素。其它友元函數(shù)分別重載+、-、*、/運(yùn)算符。（3）類(lèi)rational類(lèi)rational中，有兩個(gè)成員變量：denominator用來(lái)表示有理數(shù)的分母，numerator表

4、示有理數(shù)的分子。有理數(shù)成員函數(shù)print()用來(lái)顯示有理數(shù)，optimization()用來(lái)優(yōu)化有理數(shù)函數(shù)。友元函數(shù)real()用來(lái)將有理數(shù)轉(zhuǎn)換為實(shí)數(shù)，其它友元函數(shù)分別重載+、-、*、/運(yùn)算符。（4）類(lèi)set類(lèi)set中，有兩個(gè)成員變量：elems用來(lái)存儲(chǔ)集合中的元素，card表示集合中元素的個(gè)數(shù)。成員函數(shù)print()用來(lái)輸出集合中的元素，additem()用來(lái)給集合增加元素。友元函數(shù)分別重載了&、=、!=、+、*、<、<=運(yùn)算符。程序中的運(yùn)算符重載函數(shù)都用友元函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。     類(lèi)complex的友元函數(shù)復(fù)數(shù)的表達(dá)形式為a+bi，

5、對(duì)復(fù)數(shù)進(jìn)行運(yùn)算符重載不像對(duì)一般書(shū)進(jìn)行運(yùn)算那樣簡(jiǎn)單，它的運(yùn)輸方法如下：加法：(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i減法：(a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b-d)i乘法：(a+bi)*(c-di)=(ac-bd)+(ad+bc)i除法：(a+bi)/(c+di)=(a+bi)*(c-di)/(c2+d2)重載函數(shù)將以上算法用在了函數(shù)中。     類(lèi)matrix的友元函數(shù)矩陣類(lèi)的賦值，實(shí)質(zhì)上是給二維數(shù)組賦值；矩陣相加減就是兩個(gè)行數(shù)列數(shù)相同的二維數(shù)組相加減；二維數(shù)組相乘，其實(shí)就是兩個(gè)二維數(shù)組，其中一個(gè)的行數(shù)等于另一個(gè)的列數(shù)，按矩陣相乘的法

6、則進(jìn)行計(jì)算。     類(lèi)rational的友元函數(shù)對(duì)有理數(shù)類(lèi)進(jìn)行的操作有下面幾種：有理數(shù)相加：當(dāng)兩個(gè)有理數(shù)a/b和c/d相加時(shí)，可得到這樣的算式：a/b+c/d=(a*d+b*c)/(b*d)有理數(shù)相減：當(dāng)兩個(gè)有理數(shù)a/b和c/d相減時(shí)，得到的結(jié)果是：分子：a*d-b*c分母：b*d有理數(shù)相乘：當(dāng)兩個(gè)有理數(shù)a/b和c/d相乘時(shí)，得到的結(jié)果是：分子：a*c分母：b*d有理數(shù)相除：當(dāng)兩個(gè)有理數(shù)a/b和c/d相除時(shí)，得到的結(jié)果是：分子：a*d分母：b*c每次得到結(jié)果時(shí)，都需要對(duì)有理數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。     類(lèi)set的友元函數(shù)

7、集合類(lèi)的運(yùn)算符重載操作主要有以下幾種：判定某一元素是否屬于集合：此操作用重載運(yùn)算符函數(shù)&實(shí)現(xiàn)，返回值只有兩種情況true或者false，取bool類(lèi)型。判斷兩個(gè)集合是否相等：判定兩個(gè)集合是否相等，需要看兩個(gè)集合中所包含的元素是否相同，并且不管順序如何。用重載運(yùn)算符=來(lái)實(shí)現(xiàn)。判斷兩個(gè)集合是否不等：是相等操作的取反，用!=來(lái)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)集合的交集：即求出兩個(gè)集合中的公共元素，用運(yùn)算符*實(shí)現(xiàn)。兩個(gè)個(gè)集合的并集：即兩個(gè)集合相合并，合并以后去掉重復(fù)的元素，用運(yùn)算符+來(lái)實(shí)現(xiàn)。判定一個(gè)集合是否是另一個(gè)集合的子集：用運(yùn)算符<=來(lái)實(shí)現(xiàn)判定一個(gè)集合是否是另一個(gè)集合的純子集：用運(yùn)算符<實(shí)現(xiàn)三基本功能

8、要求（1）功能選擇可以用菜單來(lái)實(shí)現(xiàn)例如：請(qǐng)選擇您的計(jì)算內(nèi)容：1.       復(fù)數(shù)計(jì)算2.       有理數(shù)計(jì)算3.       矩陣計(jì)算4.       集合計(jì)算0.       退出用戶通過(guò)輸入不同的數(shù)字進(jìn)入不同的菜單。次級(jí)菜單主要顯示本程序的功能，主要的功能有加法、減法、乘法和除法以及集合的

9、求交集、求并集、求子集。（2）運(yùn)行時(shí)給出明確的提示信息。比如，輸入一個(gè)什么類(lèi)型的數(shù)據(jù)。根據(jù)用戶的輸入計(jì)算輸出結(jié)果。由于數(shù)據(jù)類(lèi)型比較多，可以一次輸入第一個(gè)復(fù)數(shù)的實(shí)部，第一個(gè)復(fù)數(shù)的虛部，再輸入第二個(gè)復(fù)數(shù)的實(shí)部、虛部。矩陣運(yùn)算需要先輸入矩陣的行數(shù)和列數(shù)，然后依次輸出矩陣的第一行第一列的元素、第一行第二列的元素等等，依次類(lèi)推。有理數(shù)運(yùn)算需要一次輸入有理數(shù)的分子、分母。集合運(yùn)算需要輸入集合的元素個(gè)數(shù)，然后依次輸入集合中的每一個(gè)元素。4.系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)(確定程序功能模塊)專(zhuān)用運(yùn)算器程序有理數(shù)運(yùn)算矩陣運(yùn)算集合運(yùn)算加減乘除加減乘交集并集子集流程圖：開(kāi)始定義函數(shù)重載運(yùn)算符矩陣相加矩陣相減矩陣相乘是否符合運(yùn)算法則？

10、是，計(jì)算結(jié)束輸出錯(cuò)誤5程序清單u 程序代碼實(shí)現(xiàn)#include <iostream.h>#include <iomanip.h>/*/ 矩陣類(lèi)的聲明class matrix public:void Disp(); /顯示矩陣所有元素int matrix:operator ()(short row, short col);/重載運(yùn)算符成員函數(shù)()void SetElem(short row,short col,int val);/將元素(row,col)設(shè)置為valmatrix();matrix(short r,short c)rows= r;cols= c;elems=

11、 new introws*cols;virtual matrix();friend matrix operator +(matrix p,matrix q); /重載運(yùn)算符friend matrix operator -(matrix p,matrix q); /重載運(yùn)算符friend matrix operator *(matrix p,matrix q); /重載運(yùn)算符×private:int * elems; /存放矩陣的所有元素short cols;/矩陣的列short rows;/矩陣的行;/*/矩陣類(lèi)的各個(gè)成員函數(shù)的具體定義matrix:matrix()matrix:ma

12、trix()/*/*函數(shù)名稱(chēng)：matrix:operator ()(short row, short col)功能描述：重載運(yùn)算符成員函數(shù)修改記錄：*/int matrix:operator ()(short row, short col)if(row>=1 && row<=rows && col>=1 && col<=cols)return elems(row-1)*cols + (col-1);elsereturn 0;/*/*函數(shù)名稱(chēng)：matrix:SetElem(short row, short col,int v

13、al)功能描述：將元素(row,col)設(shè)置為val修改記錄：*/void matrix:SetElem(short row, short col,int val)if(row>=1 && row<=rows && col>=1 && col<=cols)elems(row-1)*cols+(col-1)= val;/*/*函數(shù)名稱(chēng)：matrix:Disp()功能描述：顯示矩陣元素修改記錄：*/void matrix:Disp()for(int row=1;row<=rows;row+)for(int col=1;c

14、ol<=cols;col+)cout<<setw(2)<<(*this)(row,col)<<" "cout<<endl;/*/*函數(shù)名稱(chēng)：operator +(matrix p,matrix q)修改記錄：*/matrix operator +(matrix p,matrix q)matrix m(p.rows,p.cols);if(p.rows!=q.rows | p.cols!=q.cols)return m;for(int r=1;r<=p.rows;r+)for(int c=1;c<=p.cols;

15、c+)m.SetElem(r,c,p(r,c)+q(r,c);return m;/*/*函數(shù)名稱(chēng)：operator -(matrix p,matrix q)功能描述：重載運(yùn)算符-修改記錄：*/matrix operator -(matrix p,matrix q)matrix m(p.rows,p.cols);if(p.rows!=q.rows | p.cols!=q.cols)return m;for(int r=1;r<=p.rows;r+)for(int c=1;c<=p.cols;c+)m.SetElem(r,c,p(r,c)-q(r,c);return m;/*/*函數(shù)名

16、稱(chēng)：operator *(matrix p,matrix q)功能描述：重載運(yùn)算符*修改記錄：*/matrix operator *(matrix p,matrix q)matrix m(p.rows,p.cols);if(p.cols!=q.rows)return m;for(int r=1;r<=p.rows;r+)for(int c=1;c<=p.cols;c+)int s=0;for(int i=1;i<=p.cols;i+)s+=p(r,i)*q(i,c);m.SetElem(r,c,s);return m;/*/void jiemian();void tuichu

17、();void matrixcompute();/*/* main函數(shù) */*/int main()jiemian();return 0; /*/* 主界面函數(shù)，實(shí)現(xiàn)了界面及函數(shù)調(diào)用 */*/void jiemian()int i;cout<<endl<<endl;cout<<"-"<<endl;cout<<"* *"<<endl;cout<<"歡迎進(jìn)入用運(yùn)算符重載實(shí)現(xiàn)特殊計(jì)算器程序 "<<endl;cout<<"*

18、*"<<endl;cout<<"-"<<endl;while(i)cout<<endl<<endl;cout<<"請(qǐng)選擇您要進(jìn)行的操作："<<endl<<endl;cout<<" 1.矩陣計(jì)算；"<<endl;cout<<" 0.退出；"<<endl;cout<<"請(qǐng)選擇按鍵(0或1):"cin>>i;cout<&

19、lt;endl;/判斷輸入，0退出if(i=0 | i=1)switch(i)case 1:matrixcompute();break;case 0:tuichu();break;elsecout<<"輸入錯(cuò)誤！"cout<<"重新輸入"<<endl; /*/* 退出函數(shù) */*/void tuichu()cout<<"-"<<endl;cout<<"* *"<<endl;cout<<"謝謝使用運(yùn)算符重載實(shí)現(xiàn)特

20、殊計(jì)算器程序，再見(jiàn)！ "<<endl;cout<<"* *"<<endl;cout<<"-"<<endl;/*/* 矩陣計(jì)算函數(shù) */*/void matrixcompute()int j;cout<<"請(qǐng)選擇您的矩陣計(jì)算內(nèi)容："<<endl<<endl;cout<<" 1.兩個(gè)矩陣相加；"<<endl;cout<<" 2.兩個(gè)矩陣相減；"<<

21、endl;cout<<" 3.兩個(gè)矩陣相乘；"<<endl;cout<<" 0.返回主界面；"<<endl;cout<<"請(qǐng)選擇按鍵(0-3):"cin>>j;cout<<endl;while(j)/判斷輸入，0退出if(j>=0 && j<=3)int r1,j1,r2,j2,val;cout<<"請(qǐng)輸入第一個(gè)矩陣的行數(shù)："cin>>r1;cout<<"請(qǐng)輸

22、入第一個(gè)矩陣的列數(shù)："cin>>j1;cout<<"請(qǐng)輸入第二個(gè)矩陣的行數(shù)："cin>>r2;cout<<"請(qǐng)輸入第二個(gè)矩陣的列數(shù)："cin>>j2;matrix c1(r1,j1);matrix c2(r2,j2);matrix c3;cout<<"請(qǐng)輸入第一個(gè)矩陣的元素："<<endl;for(int m=1;m<=r1;m+)for(int n=1;n<=j1;n+)cout<<"第"<

23、<m<<"行"<<n<<"列:"cin>>val;c1.SetElem (m,n,val);c1.Disp();cout<<"請(qǐng)輸入二個(gè)矩陣的元素："<<endl;for(int h=1;h<=r2;h+)for( int k=1;k<=j2;k+)cout<<"第"<<h<<"行"<<k<<"列:"cin>>val

24、;c2.SetElem (h,k,val);c2.Disp();switch(j)/case1:矩陣相加case 1:c3=c1+c2;cout<<"第一個(gè)矩陣為："<<endl;c1.Disp();cout<<"第二個(gè)矩陣為："<<endl;c2.Disp();cout<<"第三個(gè)矩陣為："<<endl;c3.Disp();break;case 2:c3=c1-c2;cout<<"第一個(gè)矩陣為："<<endl;c1.Disp();cout<<"第二個(gè)矩陣為："<<endl;c2.Disp();cout<<"第三個(gè)矩陣為："<<endl;c3.Disp();break;case 3:c3=c1*c2;cout<<"第一個(gè)矩陣為："<<endl;c1.Dis