一元多项式计算器完整报告
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1、课程设计目的
1.1、本次课程设计的主要目的是设计一个一元多项式简单计算器,体会链
式存存储结构和顺序存储结构各自的优缺点和适用性;
1.2、了解并掌握数据结构与算法的设计方法,具备初步的独立分析和设计
能力;
1.3、初步掌握软件开发过程的问题分析、系统设计、程序编码、测试等基
本方法和技
1.4、提高综合运用所学的理论知识和方法独立分析和解决问题的能力;
1.5、加深对常用数据结构的理解,强化学生的逻辑思维能力和动手能力,巩
固良好的编程习惯,掌握工程软件设计的基本方法,为后续课程的学习打下坚实基础。
2、课程设计的准备和功能要求
2.1、需求环境
本课程设计需要的设备为硬件要求和软件配置要求具体要求如下:
①硬件要求:一台计算机。
②软件配置:windows XP或windows 7、VC++6.0。
2.2、目标程序的功能要求
集合链式存储结构和顺序存储结构实现一元多项式计算器的设计,并使该计算器具有以下功能:
①能够按照多项式变量的指数降序创建一个多项式;
②能够对已创建的多项式进行显示;
③能够对已创建的多项式之间的加法运算;
④能够对已创建的多项式之间的减法运算;
⑤能够对已创建的多项式进行删除;
⑥能够实现计算器退出操作;
2.3、系统总框图
3、课程设计过程
3.1、菜单界面设计
考虑到计算器的操作应具备简易性,我们采取用户和计算机的
对话方式执行,即程序运行时,在计算机终端上显示该计算器的功能 菜单栏,其中包括对应的选项共用户选择输入;当用户根据选项中的“提示信息”在键盘上输入多项式的项数及各项的系数和指数,然后 进行显示、相加运算、相减运算、多项式删除以及计算器退出操作。 如下所示:
用户菜单
多项式的显示
多项式的相加
多项式的相减
多项式的删除
退出 菜单
多项式的建立
3.2、菜单选项的实现
对于计算器菜单中各选项的设计处理,我们采用了switch (menu) 语句并将各选项前的数字定义为字符型。然后根据所输入的不同的memu列出对应的6种case分支情况。
3.3、数据类型和数据存储结构的选择
(1)结构体:
当许多项都与某一项相关联时(如本程序:多项式的项数,项的系数和指数都与某多项式的名称有关联),如果将系数,指数分别定义为互相独立的简单变量,则难以反映他们之间的关系,于是便利用数据结构中的结构体把他们组织成一个组合项,这种方法相当于高级语言的“记录”。
其中,声明一个结构体类型的一般形式为:
typedef struct PolyNode
{
float coef;(各项系数)
int expn; (各项指数)
struct PolyNode *next;(各项的后一项所对应的下一项的地址)
};
(2)指针数组:(顺序存储结构)
考虑到指针数组比较适合用来指向若干个字符串,使字符串处理更加方便更加灵活,因此我们选择用顺序结构的指针数组来描述一个多项式。分别定义一些多项式头指针而头指针后面可以根据需要创建并接上更多单项,如果想对已经创建的各个头指针进行随机存取,不必改动各头指针的位置,只需改动指针数组中各元素的指向(即改变各元素的值,这些值都是各头指针的首地址)。这样,各多项式的长度可以不同,而且移动指针变量的值(地址)要比移动字符串所花的
时间要少得多。采用自定义类型typedef,同时建立一个新的结构体类型名和结构体指针类型名。
代码表示为:
typedef struct PolyNode
{
float coef;
int expn;
PolyNode *next;
}Poly,*P_Poly;
定义结构体指针数组:
P_Poly PolyHead[26]={0};//定义结构体指针数组,一元多项式的名称
结构体指针数组的应用:
READ_CHAR(name);
printf (" *\n");
if (NULL!=PolyHead[name-'a']) { //限制多项式名称只能为26个小写字母之一
printf (" * 此多项式名不合法! *\n");
break;
}
(3)线性链表
线性表的链式存储结构的特点是用一组任意的存储单元存储线性表的数据元素(这存储单元可以是连续的,也可以是不连续的)。用线性链表表示线性表的时候,数据元素之间的逻辑关系是由结点中的指针指示的。也就是说,指针为数据元素中间的逻辑关系的映像,则逻辑上相邻的两个数据元素其存储的物理位置不要求相邻。
考虑到一元多项式的项数不确定性,我们放弃采用顺序结构线性表大量初始化存储单元的方式,而选择线性链表从而能够使设计的程序灵活的对多项式进行加项、减项、删除等操作。
实现代码如下:
for (i=0;i { p=(Poly*)malloc(sizeof(Poly)); //(创建新链结,添加新单项式) printf (" * 请输入第%d项(系数,指数)(输完按空格):",i+1); cscanf ("%f,%d",&(p->coef),&(p->expn)); printf (" *"); printf (" "); tail->next=p; tail=p; } 3.4、多项式创建功能的设计 (1)多项式创建功能的实现,采用函数: int CreatPoly(P_Poly*,int); (2)多项式输出功能的实现,采用函数: void OutP_Poly(P_Poly PolyHead)