c++课程设计--分数计算器

C++课程设计报告题目：分数计算器年级：专业：通信工程姓名：指导老师：难度 B 级教师评语：1.程序功能介绍分数计算器及测试程序，具有对输入的运算进行“+，-，*，/,^”的功能2 .程序设计要求（1）完成计算器程序，对main函数的结构进行改进，要求有详细的菜单选项界面，用户不选择退出就可以反复运算。

（2）完善程序，改为多操作数基本四则运算，遇#停止。

（3）增加函数，完成四则混合运算，注意算法要考虑运算符的优先级，对应增加主菜单选项。

（4）增加语句使四则运算具有测试功能，即计算机能够自动出题，并要求用户计算，同时计算机判断用户计算的对错并打分，要求十题一个单元，每题一个运算符，参与运算的分子分母均为一位数，运算符包括加，减，乘，除及大于小于等逻辑运算符。

3. 基本数据结构含有整型变量，字符变量，实型变量，还定义了一个分数类；除此之外还有以下函数：1。

分数转换为小数；2。

分数转换为带分数；3。

实现简单计算的函数；4。

混合运算函数；5。

随机测试题函数；6。

清屏函数。

此外还多处运用了运算符的重载4. 程序运行结果界面1. 初始界面2.功能13.功能24.功能35.功能46.功能55. 课程设计遇到的技术问题与解决思路问题1:分数的表示解决办法:建立函数，分别置分母，分子，同时构造约分函数问题2:真分数的表示解决办法:构造函数，置整数部分和分数部分书本提供的源代码虽然较为完备，但也存在一些错误。

问题3：乘方的函数功能实现，书本提供的原有的类中重载的“^”运算符无法实现乘方运算解决办法：考虑到“^”运算符作为位运算符，不能按照双目运算符的重载格式进行重载，故，将用于代码内部的“^”运算符改为“%”双目运算符进行重载，进行重载运算，但对外输入输出，仍使用作为字符常量的^，解决了源代码中，分数运算乘方无法实现的问题。

fraction operator% (const fraction &base, int exp) //^运算符并非双目运算符//不可按照双目运算的方法重载，故修改为%，进行内部操作{fraction returnValue;returnValue.setnum(pow(base.numerator(), exp));returnValue.setden(pow(base.denominator(), exp));returnValue.simplify();return returnValue;}问题4：输出运算符<<重载不完善，因为对于函数参数分数首先进行了取绝对值运算，从而导致对于输出负分数的时候，无法正确输出。

解决办法：重新对重载函数进行改写，先判断原参数分数的正负，若为负，则先输出“-”后，再取绝对值，进行分子分母的分别输出操作。

而且原代码中对于分数正负的判断极为繁琐，故直接调用已经重载过的“>”进行判断。

ostream & operator<< (ostream &os, const fraction &f){if(f.decimal()<0) // This extremely complex and seeminglyos << "-"; // useless if statement tests to see if// fraction f is negative.现已修改fraction temp = f.absval();int numer = f.numerator();int denom = f.denominator();if(temp.numerator() == 0 || temp.denominator() == 1)os << temp.numerator();elseos << temp.numerator() << '/' << temp.denominator();return os;}问题5:考虑到人性化的操作，实现用户不选择退出，就可以实现持续的操作，故设计了一系列的多级菜单，从而实现用户结束一个操作之后，可以选择继续本操作。

如果不继续操作，则可以选择回到上一个菜单，或者回到主菜单，或者直接退出。

但是为了实现这一系列的选择操作，可是费了一番功夫。

解决办法：（1）首先对于是否继续的选择操作，定义的字符型变量ch,为了防止变量名重复，主菜单对应的每一个操作，在ch后都设置了不同的数字，与主菜单后的每个操作前数字一致。

利用if语句进行判断。

如果，用户选择不继续本次操作，那么就输出另一个选择菜单，选择是返回上一级的菜单还是直接退出程序，并且具备了一定的异常处理功能，如果输入错误的指令，则会显示出来，要求用户重新输入代码，为了大大简化程序，此功能利用goto语句实现。

loop1:if(ch1=='N'||ch1=='n'){cout<<"1.返回主菜单；2，直接退出程序\n";char ch11;cin>>ch11;switch(ch11){case'1':main();case'2':exit(0);default:{cout<<"输入指令不正确，请重新输入！\n";goto loop1;}}}（2）关于实现在函数执行过程中返回主函数，可谓大费周章了，首先通过查资料得知，在main()内部返回主函数开头，可以在语句中直接使用main（）；语句。

但是，在外部定义的函数中，不能使用该语句，否则将出现error C2065: 'main' : undeclared identifiererror C2373: 'main' : redefinition; different type modifiers 这两个语法错误，为了解决该问题，想到了使用goto语句，但是该语句无法在函数间跳跃，故而只得作罢。

然后又想到利用返回值进行判断，但是，每次判断是，则要执行被调函数，再一次运行一次混合运算函数，或者是测试函数，显然是不可以的。

最终，查了一些资料，获得启发。

无返回值类型的函数，通过return;语句可以直接跳出该函数。

于是定义了一个全局变量judgement，当遭遇需要返回主菜单时，便将judgement进行赋值为1，随后跳出，对judgement进行判断，从而判断是否返回主菜单，如是，则配合主函数中的main()返回到主函数开头。

（3）在随后要讲到的异常处理部分，当检测到被除数为0的时候，则弹出提示消息，并且可以选择是否重新输入该数字，或者直接返回上一级菜单。

if(f2==0){cout<<"被除数不能为0！！\n1.重新输入该数。

2.返回主菜单。

\n";int k4;cin>>k4;if(k4==1){cin>>f2;goto loopsmall1;}else {judgement=1;return;} //由此实现由外部函数直接回到主函数头部}if(judgement==1)main();问题6：混合运算的核心问题即是优先级的控制；解决办法：为了实现运算的优先级，则需要综合判断前后的两个运算符，首先算出优先级较高的运算符两边前推进，则定义了3个分数类的对象result ,f1,f2.以及两个代表前后运算符的字符型变量op1,op2。

并通过对其不断赋值，如op1=op2，实现运算的推进.具体操作通过switch的嵌套实现。

过程及其繁琐，而且一旦语句出现偏差，极易出现难以发现的运行错误，即最终计算结果不正确。

一下为函数的定义：//==========================================混合运算====================================================================void complex(){fraction f1,f2,result;char op1,op2;cout<<"ATTENTION:为保证计算的准确性，若需要输入整数X进行计算，请将该整数以X/1的形式进行输入!!!";cout<<"请依次输入分数（整数）和运算符，并以#结束~\n";op1=' ';cin>>f1>>op2;while(op2!='#'){judgement=0;cin>>f2;switch(op1){case' ':result=f1;f1=f2;op1=op2;break;case'+':{switch(op2){case'+':case'-':result=result+f1;f1=f2;op1=op2;break;//case'*':f1=f1*f2;break;loopsmall1: case'/':{if(f2==0){cout<<"被除数不能为0！！\n1.重新输入该数。

2.返回主菜单。

\n";int k4;cin>>k4;if(k4==1){cin>>f2;goto loopsmall1;}else {judgement=1;return;}// 由此实现由外部函数直接回到主函数头部 1111}f1=f1/f2;break;//op1=op2}}break;case'-':{switch(op2){case'+':case'-':result=result-f1;f1=f2;op1=op2;break;//case'*':f1=f1*f2;break;loopsmall2: case'/':{if(f2==0){cout<<"被除数不能为0！！\n1.重新输入该数。

2.返回主菜单。

";int k4;cin>>k4;if(k4==1){cin>>f2;goto loopsmall2;}else {judgement=1;return;} //1111}f1=f1/f2;break;}}}break;case'*':result=result*f1;f1=f2;op1=op2;break;//case'/':{if(f1==0){ cout<<"倒数第二个数为0，不能作为被除数！！！现在返回主菜单\n";judgement=1;return; //11111}result=result/f1;f1=f2;op1=op2;break;//}}//switch(op1) endcin>>op2;}switch(op1){case'+':cout<<"结果为："<<result+f1<<endl;break;case'-':cout<<"结果为："<<result-f1<<endl;break;case'*':cout<<"结果为："<<result*f1<<endl;break;loopsmall3: case'/':if(f1==0)cout<<"被除数不能为0！！\n1.重新输入该数。