数据结构课程设计报告长整数运算范文

一、实验目的1. 理解长整数的概念及其在编程中的应用。

2. 掌握长整数的基本运算方法，包括加法、减法、乘法和除法。

3. 提高编程能力，通过实际操作加深对长整数运算的理解。

二、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 编程语言：Python3.83. 开发工具：PyCharm三、实验内容1. 长整数的定义与初始化2. 长整数的加法运算3. 长整数的减法运算4. 长整数的乘法运算5. 长整数的除法运算四、实验步骤1. 长整数的定义与初始化在Python中，长整数不需要特殊声明，只需按照常规整数进行定义即可。

下面是长整数的定义与初始化示例：```pythona = 123456789012345678901234567890b = 987654321098765432109876543210```2. 长整数的加法运算长整数的加法运算与常规整数相同，使用`+`符号。

下面是长整数加法运算的示例：```pythonresult = a + bprint("加法运算结果：", result)```3. 长整数的减法运算长整数的减法运算同样与常规整数相同，使用`-`符号。

下面是长整数减法运算的示例：```pythonresult = a - bprint("减法运算结果：", result)```4. 长整数的乘法运算长整数的乘法运算与常规整数相同，使用``符号。

下面是长整数乘法运算的示例：```pythonresult = a bprint("乘法运算结果：", result)```5. 长整数的除法运算长整数的除法运算与常规整数相同，使用`/`符号。

下面是长整数除法运算的示例：```pythonresult = a / bprint("除法运算结果：", result)```五、实验结果与分析1. 长整数的定义与初始化：通过定义长整数，我们了解了长整数在Python中的表示方法。

数据结构课程设计实践报告大整数加法下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

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“数据结构”课程设计报告长整数四则运算学生姓名：吴成杰徐文良指导教师：陈少军所在系：电子信息系所学专业：计算机科学与技术年级：2010计算机（1）班目录第1章需求分析 (1)1.1选题要求 (1)1.2选题背景和意义 (1)1.3选题目标 (2)1.4组员分配任务 (2)第2章概要分析 (2)2.1系统数据流图 (2)2.2原始数据 (3)2.3输出数据 (3)2.4对数据的处理 (3)2.5数据结构（存储方式） (4)2.6模块分析 (4)第3章详细设计 (4)第4章系统说明书 (11)第5章系统测试 (12)项目总结 (16)参考文献 (17)第1章需求分析1.1选题要求1、实现一个任意长度的整数进行四则运算的演示程序(1) 运算过程分步骤显示(2) 完成含有加法和减法的四则运算(3) 完成含有乘法和除法的四则运算(4) 包含括号的四则运算2、2个人对应完成2个人各自的任务1.2选题背景和意义（1）选题背景操作系统老师曾经布置我们做一道斐波拉契数列和求30的阶乘，但是计算的结果很大，还不知道该做样的存储，老师告诉我们需要用高精度数的知识能将计算的结果存储起来，数据结构老师也曾经布置过一个实验题，是计算长整数的加法的，但是长整数的位数是固定的。

于是我们试想计算任意长度的整数是不是能把所有的四则运算问题解决。

（2）选题意义我们选的这个课题能计算任意的四则运算，比如：1234567+7654321=8888888987654321-123456789=86419754123*456=5608884/42=2586-25*15+8*（9*2-144/12）=586-375+8*（18-12）=586-375+8*6=586-355+48=211+48=2591.3选题目标实现一个任意长度的整数进行四则运算的演示程序(1) 运算过程分步骤显示(2) 完成含有加法和减法的四则运算(3) 完成含有乘法和除法的四则运算(4) 包含括号的四则运算1.4组员分配任务我们组有两个成员，分别为吴成杰和徐文良，一个负责写主函数、函数整体的框架和写转换函数函数和对输入的字符进行处理，一个负责写出栈函数和写处理函数和拼接，程序出现错误，两个人一起在一起互相商量，修改。

计算机存储的数据是有范围限制的，对于超出存储限制的数据无法直接在计算机中计算，为此需要设计相应的程序来完成这种超出范围限制的长整数间的四则运算。

设计一个实现任意长的整形数进行四则运算的程序，要求完成长整数的加、减运算，乘除运算可选做。

在这里长整数没有范围限制，可任意长。

运算后的进位、借位等都要进行正确处理，可实现动态的输入，实时的输出。

学习使用基本的数据结构解决实际应用中的问题，将学习的理论知识应用于实践，增强学生解决实际问题的能力。

这里可采用的基本数据结构为线性表。

1) 输入：动态输入以数字开头，可以任意长度，中间不用输入分隔符，直接输入即可。

2) 输出：实时输出的结果是加减运算后的结果。

3) 功能：实现长整数的加减运算。

4) 测试数据： 0、0；输出“0”2345，6789、-7654，3211；输出“1，0000，0000”1，0000，0000，0000、9999，9999；输出“9999，0000，0001”1，0001，0001、；1，0001，0001；输出“0”此实验采用的数据结构是双向循环链表。

这样可以很容易的找到他的前驱以及它的后继。

节点采用结构体类型，代码如下：typedef struct Node // 双向链表的结构体定义{int data;struct Node *prior;struct Node *next;}DLNode;1) void ListInitiate(DLNode **head)操作结果：初始化一个头结点为head 的双向循环链表；2) int ListLength(DLNode *head)操作结果：计算以head 为头结点的链表的长度3) int ListInsert(DLNode *head,int i,int x)操作结果：将节点数据为x 的节点插到第i 个位置上去。

4) int abs(int x)操作结果：绝对值函数，返回x 的绝对值。

5) int InputNumber(DLNode *head)操作结果：将从键盘中接收数据并把得到的数据存入以head 为头结点的链表中。

课程设计说明书 NO.1任意长整数的乘法1、课程设计目的( 1) 较熟练地掌握数据结构( C语言) 课程的基本内容, 程序设计的基本方法与编程技巧。

( 2) 较熟练地掌握C语言程序编辑、编译、连接和运行的方法。

( 3) 经过运行C程序, 了解C语言的特点, 培养学生应用计算机解决和处理实际问题的思维方法与基本能力。

2、课程设计方案论证2.1 设计思路( 1) 输入的形式和输入值的范围:用户从键盘输入2个任意长度的长整数, 输入的时候是按4个为一段输入的, 即一段一段输入的, 求它们的乘积的大小, 并将结果在屏幕上显示; 2个长整数的输入没有大小的限制, 要输入多大的数据,就能够输入多大的数据。

( 2) 输出的形式:输出直接在屏幕上显示2个任意长度的长整数的乘积大小。

( 3) 程序所能达到的功能:对于用户输入的任意长度的2个的长整数, 能够正确没有错误的显示结果, 和电脑附件中的计算器的计算值要一致; 能够准确无误地显示结果。

( 4) 测试数据:如输入1000 1000 和1111 2个长整数后, 显示0111 1111 1111 1000的话, 就是正确的结果形式。

如输入1111 1111 1111和1111 2个长整数后, 结果显示0123 4444 4444 4322就不是正确结果, 因为这2个长整数的积为0123 4444 4444 43212.2概要设计( 1) 抽象数据类型的定义为了实现任意长整数的乘法, 因为这种运算存在进位和位移等操作, 因此选择双链表的结构体( 如图2.2.1和图2.2.2) , 它有一个data, left, right; 考虑到data表示的数据的范围, 使它只接受4个数字的整数, 这样一个长整数就分为若干段, 每一段为4个数沈阳大学课程设计说明书 NO2字, 便于进位和借位以及位移的操作, 用户在输入时就是每次输入4个数字。

( 2) 主程序的流程主程序是首先调用初始化2个长整数的函数, 用户4个数字一段一段地输入2个长整数, 用双链表的形式和头插法的形式建立, 返回2个长整数的头节点; 建立完2个长整数后,就开始进行2个长整数的乘积的运算了;首先将第一个长整数的全部去乘第2个长整数的最后一段, 这样得到一个长整数; 接着将第一个长整数的全部去乘第2个长整数的倒数第2段; 这样得到一个长整数, 可是要向左位移4位; 这次得到的长整数要和上一次相加, 得到一个新的长整数; 接着接着将第一个长整数的全部去乘第2个长整数的倒数第3段, 得到一个长整数, 再和前面相加;依次进行, 一直到已经到第一个长整数的全部乘于了第2个长整数的最高1段, 那么乘法就结束了; 这时将得到的长整数从高位到低位一段一段, 4个4个数字显示在屏幕上, 程序就运行结束了。

数据结构课程设计报告长整数运算数据结构课程设计报告题目：长整数四则运算一、需求分析1.问题描述：由于工程上有时候需要对很大的数进行计算，可是计算机本身提供的数据类型无法保存几百位甚至几千位的数字，因此需要设计专门的算法对数据进行相应的计算。

此程序的设计任务是：设计一个程序能够实现长整数运算的程序，而且能够对一些错误异常进行辨别调整，计算出正确的结果。

程序输入格式是字符串，保存时需要用双向循环链表将字符串每四位保存在循环链表中的一个节点中，然后再计算后运行出结果。

2.基本功能功能一：建立双向循环链表,计算链表个数，对链表的数据进行修改，能在链表中插入结点。

功能二：将字符串转换成相应的数字存储在双向循环链表中功能三：对存入双向循环链表的长整数进行相加，相减，相除。

3.输入输出程序输入以字符串的形式输入，数据的类型是字符串，包含元素的范围是数字，逗号，负号。

输入时用字符串输入，输出时以一链表结点输出，而且每个结点表示四位。

二、概要设计1.设计思路：由于计算机无法完成位数很大的数字计算，设计思路就是将很长的数据进行分割，一部分一部分的用计算机固有数据类型进行计算。

将各部分的结果整合起来。

由于计算机固有的整数类型存数的对大整数是2＾15-1，因此为了方便，且符合中国人对长整数的表示习惯，建立一个双向循环链表，每个结点存储四位数字，以万为进制。

从最低位开始加法，超过一万向上进位，因此每次加法应该是对应两个结点和进位数相加，进位值初始为0；减法也是一个结点计算一次，每次计算应该是第一个链表对应的结点值减去第二个结点的值和借位值的和，借位值初始值为0；除法的计算能够借助减法，被减数被减数减一次则最终结果加一；直至被减数比减数小。

2.数据结构设计：因为计算的是一个连续的数字，需要桉顺序一次计算，因此采用的数据结构的逻辑结构是线性表。

因为要求每一个结点只存储四位数字，为了将数字连接起来，采用的数据结构的存储结构是链式。

数据结构课程设计报告题目：长整数四则运算一、需求分析1. 问题描述：由于工程上有时候需要对很大的数进行计算，但是计算机本身提供的数据类型无法保存几百位甚至几千位的数字，所以需要设计专门的算法对数据进行相应的计算。

此程序的设计任务是：设计一个程序能够实现长整数运算的程序，而且能够对一些错误异常进行辨别调整，计算出正确的结果。

程序输入格式是字符串，保存时需要用双向循环链表将字符串每四位保存在循环链表中的一个节点中，然后再计算后运行出结果。

2. 基本功能功能一：建立双向循环链表，计算链表个数，对链表的数据进行修改，能在链表中插入结点。

功能二：将字符串转换成相应的数字存储在双向循环链表中功能三：对存入双向循环链表的长整数进行相加，相减，相除。

3. 输入输出程序输入以字符串的形式输入，数据的类型是字符串，包含元素的范围是数字，逗号，负号。

输入时用字符串输入，输出时以一链表结点输出，而且每个结点表示四位。

二、概要设计1. 设计思路：由于计算机无法完成位数很大的数字计算，设计思路就是将很长的数据进行分割，一部分一部分的用计算机固有数据类型进行计算。

将各部分的结果整合起来。

由于计算机固有的整数类型存数的对大整数是2人15-1 ,所以为了方便，且符合中国人对长整数的表示习惯，建立一个双向循环链表，每个结点存储四位数字，以万为进制。

从最低位开始加法，超过一万向上进位，所以每次加法应该是对应两个结点和进位数相加，进位值初始为0 ;减法也是一个结点计算一次，每次计算应该是第一个链表对应的结点值减去第二个结点的值和借位值的和，借位值初始值为0 ;除法的计算可以借助减法，被减数被减数减一次则最终结果加一；直至被减数比减数小。

2. 数据结构设计：因为计算的是一个连续的数字，需要桉顺序一次计算，所以采用的数据结构的逻辑结构是线性表。

因为要求每一个结点只存储四位数字，为了将数字连接起来，采用的数据结构的存储结构是链式。

1．双向循环链表的抽象数据类型定义为：ADT Link{数据对象：D={ai | ai € CharSet , i=1 , 2 , .......... , n, n > 0}数据关系；R={<ai-1,ai> | ai-1,ai € D,i=2 , ............ , n}}基本操作：InitLinkList(&L,a) 操作结果：构造一个双向循环链表L ，用a 判断是正数还是负数DestroyList(&L)初始条件：双向循环两已经存在操作结果：销毁有序表LInsert(&L,a) 初始条件：双向循环链表已经存在操作结果：在循环链表的末尾插入一个结点，且此结点的数据值为 a HeadInsert(&L,a)初始条件：双向循环链表已经存在操作结果：在循环链表的头结点后插入一个结点，且此结点的数据值为 a CountNode(&L)初始条件：双向循环链表存在操作结果：计算出链表中结点的个数，并返回个数Compare(&L1, &L2) 初始条件：L1 和L2 存在操作结果：比较两个双向循环链表的大小，用返回值 1 表示L1 大于L2, 返回值-1 标志L1 小于L2, 返回值0 标志L1 和L2 相等ToNum(*s,i,&e)初始条件：s 为字符串中指向某个字符的指针操作结果：将s 的前i 个字符转换为数字，存入 e 中CreatNum(&L,&s)初始条件：s 为某个字符串，双向循环链表L 存在操作结果：将字符串s 转换成数字存入到循环链表L 中Add(L1 ，L2, op)初始条件：双向循环链表L1 和L2 存在，op 为结果的标识符操作结果：两个链表相加，求出结果。

数据结构课程设计长的整数加法数据结构课程设计题目名称：长的整数加法计算机科学与技术学院一、需求分析1.问题描述：设计一个程序实现两个任意长的整数的求和运算。

2.基本要求：利用双向循环链表，设计一个实现任意长的整数进行加法运算的演示程序。

要求输入和输出每四位一组，组间用逗号隔开。

如：1，0000，0000，0000，0000。

3.任务陈述：(a)输入的形式和输入值的范围：本实验中演示中，长整数的每位上的数字必须为数字[0——9]之间，长整数的位数要求无限长。

测试的时候输入数据，当输入回车键的时候结束输入，如果输入的字符不符合题目要求，则程序能过滤这些不符合要求的字符。

(b)输出的形式:整数的范围无限制，可为正数，可为负数。

按照中国对于长整数的表示习惯，每四位是一组，组间用逗号隔开。

(c) 程序所能达到的功能:演示程序以用户和计算机的对话方式执行，即在计算机显示“提示信息”后之后，由用户在键盘上输入演示程序中规定的运算命令；相应的输入数据和运算结果显示在其后，并对错误。

（d）测试数据:①—⑧为正确输入数据，⑨为错误输入数据(超出4位)，⑩为错误输入数据(不足4位)。

①两长整数a=b=0请按照如下形式输入第一个长整数，每四位一组: -1234,1234,1234--------按该模式输入0 --------输入长整数a您的输入结果为:0 --------显示a(防止错误输入)请按照如下形式输入第一个长整数，每四位一组:-1234,1234,1234--------输入长整数b您的输入结果为:您的运算结果为:0 --------输出②b>a>0请按照如下形式输入第一个长整数，每四位一组: -1234,1234,12341,1111,1111,1111您的输入结果为:1,1111,1111,1111请按照如下形式输入第二个长整数，每四位一组: -1234,1234,12349,9999,9999,9999您的输入结果为:9,9999,9999,9999您的运算结果为:11,1111,1111,1110③a>b>0请按照如下形式输入第一个长整数，每四位一组: -1234,1234,1234 9999,9999,9999您的输入结果为:9999,9999,9999请按照如下形式输入第二个长整数，每四位一组: -1234,1234,12342您的输入结果为:2您的运算结果为:1,0000,0000,0001④b<a<0请按照如下形式输入第一个长整数，每四位一组: -1234,1234,1234 -2345,6789您的输入结果为:-2345,6789请按照如下形式输入第二个长整数，每四位一组: -1234,1234,1234-7654,3211您的输入结果为:-7654,3211您的运算结果为:－1,0000,0000⑤a<0,b>0,|a|>|b|请按照如下形式输入第一个长整数，每四位一组: -1234,1234,1234-1,0000,00001您的输入结果为:-1,0000,0001请按照如下形式输入第二个长整数，每四位一组: -1234,1234,12342您的输入结果为:2您的运算结果为:-9999,9999⑥a<0,b>0,|a|<|b|请按照如下形式输入第一个长整数，每四位一组: -1234,1234,1234 -9999您的输入结果为:-9999请按照如下形式输入第二个长整数，每四位一组: -1234,1234,1234 1,0000您的输入结果为:1,0000您的运算结果为:1⑦a>0,b<0,|a|>|b|请按照如下形式输入第二个长整数，每四位一组: -1234,1234,1234 1,0000,0000您的输入结果为:1,0000,0000请按照如下形式输入第二个长整数，每四位一组: -1234,1234,1234 -9999您的输入结果为:-9999您的运算结果为:9999,0001⑧a>0,b<0,|a|<|b|请按照如下形式输入第一个长整数，每四位一组: -1234,1234,1234 1您的输入结果为:1请按照如下形式输入第二个长整数，每四位一组: -1234,1234,1234-1,0000,0000您的输入结果为:-1,0000,0000您的运算结果为:-9999,9999⑨错误输入（例：输入超过四位，则自动取其前四位进行运算）请按照如下形式输入第一个长整数，每四位一组: -1234,1234,12341,00000您的输入结果为:1,0000请按照如下形式输入第二个长整数，每四位一组: -1234,1234,1234-99998,01234您的输入结果为:-9999,1234您的运算结果为:-9998,1234⑩错误输入（例：非第一次输入少于四位，则在输入前加0补足四位进行运算）请按照如下形式输入第一个长整数，每四位一组: -1234,1234,12341,000您的输入结果为:1,0000请按照如下形式输入第二个长整数，每四位一组: -1234,1234,1234-1,11您的输入结果为:-1,0011您的运算结果为:-11二、概要设计1.目标需求与设计思想通过尾插输入长整数，为实现顺序存入，并用头插存储的运算后的长整数，因为运算必定从后向前计算，同样为了实现顺序存入。

课程设计报告课程名称数据结构课程设计题目长整数加减运算指导教师设计起始日期 3.21~3.28学院计算机学院系别计算机科学与工程学生姓名班级/学号成绩一、需求分析设计一个实现任意长的整数间进行四则运算的程序，要求完成长整数的加运算和减运算。

长整数的长度没有限制，可以是任意长。

正确处理好运算之后的进位和借位。

（1）输入：[-]**,****,****;[-]*,****,****,**** //[-]表示“-”可选（2）输出：**,****，****,****是否继续计算(Y/N):（3）功能：能正确进行相关数据的加减运算（4）测试数据：0；0；输出“0”2345,6789；7654,3211；输出“1,0000,0000”1,0000,0000,0000；-9999,9999；输出“9999,0000,0001”1,0001,00001；-1,0001,0000；输出“0”自选数据二、概要设计1、使用双向循环链表实现长整数的运算及存储，构造双向循环链表，创建双向循环链表表示两个整数2、设计两整数相加的函数Add()，addtwo()，其中Add()调用addtwo()函数，addtwo()具体实现两个整数的加减操作，进位及借位问题；设计显示函数Display()及主函数main()三、详细设计1、数据结构设计双向循环链表的构造t ypedef struct LinkNode{int data; //记录每个节点的整数（小于）LinkNode *next, *pre; //记录下一个节点的地址和前一个节点的地址}linklist;2、创建两个长整数的链表伪算法void Creat(char a[]) //引入字符串，创立两个链表，分别表示两个整数{int 记录字符串i；记录加数节点数j；记录被加数节点数s；标记字符串中的‘-’号记录字符串中的字符转化为整数的值k，使每个节点记录位l while(指针所指不是“；”)被加数字符数m自动加1 //m记录字符串中被加数的字符数n=m;while(执政没有指到结尾处) 总字符串n位数自动加1; //n记录字符串的总字符数if被加数不是负数{head0->data=(-1); //记录整数符号w=1;}else {head0->data=1;}for(i=m-1;i>=w;i--){If指针所指为数字，而不是“，” //把字符转化为整数{k+=(a[i]-'0')*sum(l); //sum()计算的乘方l++;}if(a[i]==','||i==w){把整数存到双向循环链表中s++; //节点数加k=0; //重新初始化k和ll=0;}}head0->pre->data*=s; //存储整数符号和节点数}四、调试分析a、调试过程中，连续输入数字运算，速度会明显变慢，发现在初始化链表及运算后没有释放链表，造成系统资源浪费，经改造后自爱后面添加了析构函数b、算法的时空分析创建整数链表有三个循环，次数都为n。