C++综合应用实例ppt课件.ppt

1、数据代数运算系统的设计（相当于计算器）2、学生成绩管理系统的设计3、三角形面积验证程序的设计,C/C+综合应用实例,1,1、数据代数运算系统的设计（相当于计算器）,问题：设计一个计算器程序，完成整数间的加、减、乘、除以及求运算，以及累加求和、计算n！等。（1）计算器程序设计文档（2）使用TC开发的dos界面程序；（3）程序运行演示；这样的系统不好，我们可以将其改写为图形界面（4）图形界面程序演示；（5）图形界面程序源代码,2,2、学生成绩管理系统的设计,例2：编写程序，实现学生成绩管理：要求实现用户登录，显示主菜单，学生信息的输入,学生信息的输出，按学号查询学生信息，按成绩降序排序，追加学生信息，把学生信息保存到文件，从文件中导出学生信息等有关的功能。,3,关于该设计题目的有关问题与分析：,（1）采用的程序设计方法的选择？A)面向结构的设计方法？B)面向对象的设计方法？（2）运行界面的选择？A)DOS界面的设计？B)图形界面（Windows界面）？（3）数据类型的定义（结构体或类的定义）（4）（数据结构的定义）存放数据的方式顺序表（数组存放一个班学生信息）链表（利用指针存放一个班的学生信息）,4,该题目的分析与设计：,本题目可以采用4种方式实现：（1）采用面向结构的程序设计方法，用顺序表（数组和结构体），DOS界面。（2）采用面向结构的程序设计方法，用链表（指针和结构体），DOS界面（3）采用面向对象的程序设计方法，用顺序表（定义顺序表类），DOS界面（4）采用面向对象的程序设计方法，用链表（定义链表类），DOS界面另外，对这4种方式，都可以采用Windows(图形)界面实现。,5,（1）采用面向结构的程序设计方法用顺序表（数组和结构体）DOS界面,6,采用面向结构的程序设计方法，用顺序表（数组和结构体），DOS界面,处理过程：（1）定义学生结构体；（2）定义学生数组（一般放到主函数中定义）这里要注意，学生人数问题（3）按功能要求定义各有关功能函数；这里要注意，每个函数的参数及其函数的返回值（4）设计主函数，实现系统所要求的功能。思考：假设将（2）定义成一个“班级结构体”，那么，整个系统该如何实现）；,7,（1）定义学生结构体；,structstcharClass20;/班级intnum;/学号charname8;/姓名floatkc6;/各课程成绩(6门)floatave;/平均成绩intorder;/名次;,8,按功能要求定义各有关功能函数,（1）学生信息的输入(输入学生的信息，存放到数组s中，返回实际学生个数给n,注意：输入的结束条件如何设计？)voidiuput(stsint*n)；（2）将数组s中，n个学生信息输出，要求：按一定得格式输出学生信息（最好是表格格式，并且当学生人数较多时，应按页显示）voidpint(sts,intn)（3）从数组s，n个学生信息中，查询学号为x的学生信息，并返回查找成功是（位置号）否（-1）。intfind(sts,intn,intx),9,(4)将数组s，n个学生信息中按平均成绩降序排序，形成排序数组y。sort(sts,intn,sty)(5)在数组s，n个学生信息的未，输入追加学生信息。该功能的实现，可以使用（1）输入学生信息功能（6）将数组s，n个学生信息，保存到文件f中。save(sts,intn,char*f)(7)从文件f中导出学生信息,存放到数组s中，并返回实际学生人数n。load(char*f,sts,int定义数组intm;数组的最大空间intn;实际学生人数m=1000;st=newstm;n=0;显示菜单，分别调用有关的函数。,12,（3）采用面向对象的程序设计方法用顺序表（定义顺序表类）DOS界面,13,采用面向结构的程序设计方法，用顺序表（定义顺序表类），DOS界面,处理过程：（1）定义学生类；（2）定义班级类（3）设计主函数，定义有关的对象，并调用有关的函数，完成系统功能。,分析：由于成绩管理是由多名学生构成的，所以需要定义学生类；另外，由多个学生，形成一个班或年级，所以还需要定义一个班级（年级）类,14,（1）定义学生类；,classstprivate:charClass20;/班级intnum;/学号charname8;/姓名floatkc6;/各课程成绩(6门)floatave;/平均成绩intorder;/名次public:分析：关于学生类，该有哪些函数成员？;,15,学生类，函数成员的定义与实现,public:（1）构造函数的定义：利用参数传递，形成一个学生有键盘输入形成一个学生（2）输出学生信息函数；,16,（2）定义班级类,classbjprivate:intm;/私有变量，顺序表实例的最大长度intn;/私有变量，顺序表实例的当前长度st*s;/存放学生的数组（利用指针实现）public:分析：关于班级类，该有哪些函数成员？;,17,班级类，函数成员的定义与实现,public:（1）构造函数的定义：利用参数传递，形成班级由数组s中，n各学生，形成班级bj(stsintn)；有键盘输入形成班级学生信息的输入(输入的结束条件如何设计？)bj()；有文件导入，形成班级；从文件f中导出学生信息,bj(char*f),18,其它成员函数,（2）输出学生信息，要求：按一定得格式输出学生信息（最好是表格格式，并且当学生人数较多时，应按页显示）voidpint()（3）查询学号为x的学生信息，并返回查找成功是（位置号）否（-1）。intfind(intx),19,(4)按平均成绩降序排序，形成新类。stsort()(5)在学生信息的未，输入追加学生信息。注意：输入的结束条件如何设计？voidinput()(6)在学生信息的未，通过文件f,追加学生信息。voidapp(char*f)（7）保存到文件f中。voidsave(char*f),20,给出每个函数的具体实现,同学们自己给出各函数的源代码。,21,设计主函数，实现系统所要求的功能,定义有关的对象Voidmain()bjb;定义班级对象sts;定义学生对象显示菜单，分别调用有关的函数。,22,链表成绩管理,1.链表的定义与结构描述2.链表的有关操作实现3.利用链表结构实现成绩管理(1)成绩管理的功能分析(2)成绩管理的类定义与实现,3采用面向对象的程序设计方法，用链表（定义链表类），DOS界面,23,1单链表,通过指针把它的一串存储结点链接成一个链存储结点由两部分组成：data字段next字段,头指针,指向下一个节点的指针,附加头结点,结点,尾指针,24,单链表的结点类型,structListNodeintdata；ListNode*next;,问题(有关链表的操作):如何定义(申明)一个链表呢?如何形成一个链表呢?在链表中指定的位置处,如何插入一个节点呢?在链表中如何删除一个节点呢?一个链表中,有几个数据元素呢?,25,如何定义(申明)一个链表呢?,一个链表一般只要告诉该链表的头指针即可。,定义链表：structListNode*first,该链表所有的操作，全部是从“first”开始，并且，该指针永远指向第一个位置。,26,一个链表是如何形成呢?,一个链表的形成，一般需要两步：,First,（2）在空链表的基础上不断的插入节点，从而形成链表。一般分为：在前插入、在后插入两种,（1）首先形成一个空链表：,NULL(0),27,构造空单链表,LinkList()first=newListNode;first-next=0;,28,建立单链表,头插法建立单链表图示,头插法,29,尾插法建表,尾插法建表图示,将新建的节点插入到链表的最后,尾指针,30,在头结点之后插入一个新结点,voidLinkList:insert(inta)ListNode*temp;temp=newListNode;temp-data=a;temp-next=0;temp-next=first-next;first-next=temp;,执行的语句组为:snextfirstnext；firstnexts；,c,i,1,first,c,2,c,1,c,i,s,插入第,i,个元素,31,单链表的建立（调用插入函数，可以创建链表：形成具有n个元素的链表）,voidLinkList:create(intn)inti=0;intdata;coutdata;insert(data);i+;,32,查找单链表中第i个结点算法,ListNode*FindIndex(constinti)ListNode*pif(i=-1)returnfirst;p=first-next;/intj=0;while(p!=NULL,33,单链表插入算法（第i节点前插入）,34,单链表插入算法,ListNode*Insert(intvalue,inti)/插入数据内容为value的新结点，为第i个结点。ListNode*p，*q;q=newListNode;q-data=value;p=FindIndex(i-1);if(p=NULL)returnNULL;q-next=p-next;p-next=q;returnq;,35,单链表删除算法,voidRemoveAfter(ListNode*link)/删除参数link的后继结点ListNode*newlink;if(link!=NULL)newlink=link-next;link-next=newlink-nextlink-next=link-next-nexydeletenewlink;,36,求长度算法,intLength()ListNode*p=first-next;intcount=0;while(p!=NULL)p=p-next;count+;returncount;,p,37,单链表的类定义,分析1数据成员:两个指向结点的指针:头指针和尾指针2成员函数:(1)构造函数/创建并形成一个初始链表(2)析构函数/删除构造函数所创建的链表(3)插入元素函数/在表的第i个位置处,插入数据或在表尾插入元素(4)删除元素函数/删除表中数值为x的元素(5)查找元素/在表中查找数据为x的元素在表中的位置(6)输出链表/从头到尾输出表中的所有的元素(7)判定链表是否为空/为了进行删除进行的一种判定(8)将链表设置为一个空表/(9)计算链表的长度/统计链表中元素个数(10)将链表元素值写到文件中(11)将文件中的数据读到链表中,38,classLinkList/链表类private:ListNode*first,*last;/链表的表头指针和尾指针public:LinkList()LinkList();/析构函数ListNode*Insert(intvalue,inti);Listnode*insert(intvalue)intRemove(intvalue);ListNode*FindIndex(intvalue);voidPrintList();/遍历单链表voidMakeEmpty();/将链表置为空表intLength()const;/计算链表的长度intNotNull();/判断是否是空表voidcreate();,单链表的类定义,39,三、利用链表结构实现成绩管理(1)成绩管理的功能分析(2)成绩管理的类定义与实现要求:1简单的系统与功能分析2建立数据结构表3要建立一个测试的数据表，至少要有20个测试数据4使用数据链表实现数据的：录入、查询、修改、增加、删除、统计、输出,40,一、定义学生成绩管理系统的数据结构表,序号成员名数据类型长度字段含义1Classint班级2numint学号3namechar8姓名4kc0float电子技术5kc1floatC+程序设计6kc2float多媒体技术7kc3float大学英语8kc4float高等数学9kc5float大学体育10Avefloat平均成绩11Orderint名次13next”自定义的结构类型“指针,指向下一个结点,41,二、根据所要求的成绩管理系统定义类,系统的功能要求：使用数据链表实现如下功能：初始链表的建立，录入、查询、修改、增加、删除、统计、输出等功能。,(一)数据定义(类的数据成员说明):一个指向学生结构的头指针;(注意:该指针就是链表的头),structnodeintClass;/班级intnum;/学号charname8;/姓名floatkc6;/各课程成绩(6门)floatave;/平均成绩intorder;/名次node*next;/指针;,classcjprivate:structnode*head;public:待定义的各功能函数,结点定义,类定义,42,(二)操作定义(函数功能划分),1.初始链表的建立:利用类的构造函数,建立一个只有附加头结点的空链表;2.录入(增加一个)学生信息:由键盘一个一个输入学生的信息,并链到链表中;(注意:什么时候停止输入呢?即:输入的结束条件?)如何链到链表上呢?(在表的尾上追加)3.追加结点:在链表尾上链上一个结点(p所指的结点):,43,4.链表的建立:在空链表已经建立的基础上,向链表中提供信息(注意:采用先提供的信息在表的前面,依次向后);可以分为两种方式:(1)由键盘一个一个输入学生的信息,并链到链表中;（可以直接使用添加学生操作;即使用2)(2)利用文件将文件中的内容读入,并链到链表中,44,5.定位:提供学生的学号,在链表中查找该学生所在链表中的位置(返回指向该结点的一个指针)(注意:该操作是为后面的操作服务的,特别是:删除、修改、查询)6.查询：提供学生的学号,在链表中查找该学生并输出该学生的信息(包括学生的名次)7.删除:提供学生的学号,在链表中查找该学生,并从表中删除学号是该值的学生8.修改成绩:提供学生的学号,在链表中查找该学生,找到后先显示原来的学生信息,然后修改(重新输入)学生信息,45,9.统计:给出各课成绩的平均分,总平均分,并分别按各课程统计成绩段的人数:优秀人数、良好人数、中等人数、及格人数,不及格人数,并按一定的格式将所有统计结果显示出来。10.排序(降序):按学生的平均成绩进行由小到大排序,新形成一个排序链表,.(注意:该操作是为其它操作服务的;例如:5(查询)可以使用,当添加学生或删除学生以及修改学生成绩后,都需要重新排序)11.输出链表:按链表中的先后次序输出表中的所有信息(注意:该操作为按顺序输出信息和排序输出服务):,46,12.写文件:将进行各种操作后所形成的链表信息,写入文件中,备以后使用时,利用3(2)再读入形成链表.(注意:可以形成两类文件:按输入的顺序,按排序后的)13.其他的一些服务操作:(1)析构函数:(2)输出表头函数:(为功能、6、7、8、11、12服务）(3)输出P指针所指结点信息:（为功能：6、7、8、11、12服务）,47,类声明:由以上分析,可以给出成绩管理的类声明:,classcjprivate:structnode*head;public:cj();/1:构造函数,建立一个只有附加头结点的空链表input();/2:向链表中添加学生的信息(在表的尾上追加)appen(node*p);/3.追加结点:在链表尾上链上一个结点(p所指的结点)voidrf(char*f);/4.读文件，形成链表node*post(intnum);/5.定位:提供学号,返回指向该结点的一个指针)voidlookup(intnum);/6.查询提供学号,查找学生并输出学生的信息voidDelete(intnum);/7.删除:提供学号,删除学号是该值的学生voidmodify(intnum);/8.修改成绩:提供学号,修改(重新输入)学生信息voidstatistic();/9.统计函数,统计平均成绩voidsort(cj,48,cj:cj()/1:构造函数,建立一个只有附加头结点的空链表head=newnode;head-next=0;,49,voidcj:input()/2:录入学生信息:由键盘一个一个输入学生的信息,并在表的尾上追加)intClass;charname8;intnum;floatc6,ave;intorder;node*p2;intt,i;coutt;while(t=1)coutClassnamenumc0c1c2c3c4c5;p2=newnode;ave=(c0+c1+c2+c3+c4+c5)/6;p2-Class=Class;p2-num=num;strcpy(p2-name,name);for(i=0;ikci=ci;p2-order=0;p2-ave=ave;appen(p2);coutt;,50,voidcj:appen(node*p)/3.追加结点:在链表尾上链上一个结点(p所指的结点)node*p1,*p2;p1=head;p2=p1-next;while(p2)p1=p2;p2=p2-next;p1-next=p;p-next=p2;,51,voidcj:rf(char*f)/4.读文件，形成链表intClass;charname8;intnum;floatc6,ave;intorder;charss250;/存放标题的node*p2;ifstreamff;ff.open(f);ff.getline(ss,200);/取第一行标题ff.getline(ss,200);/取第二行标题ffClassnamenumc0c1c2c3c4c5;while(!ff.eof()p2=newnode;ave=(c0+c1+c2+c3+c4+c5)/6;p2-Class=Class;p2-num=num;strcpy(p2-name,name);for(i=0;ikci=ci;p2-order=0;p2-ave=ave;appen(p2);ffClassnamenumc0c1c2c3c4c5;ff.close();,52,nodecj:*post(intnum)/5.定位:提供学号,返回指向该结点的一个指针)node*p1,*p2;p1=head;if(p1-next=0)return0;p2=p1-next;while(p2-num!=num,53,voidcj:lookup(intnum)/6.查询提供学号,查找学生并输出学生的信息node*p1;p1=post(num);/定位:提供学号,返回指向该结点的一个指针)if(p1!=0)print1();/输出一个同学的成绩(标题)print2(p1);/输出一个同学的信息elsecout无学生记录!c0c1c2c3c4c5;ave=(c0+c1+c2+c3+c4+c5)/6;for(i=0;ikci=ci;p-ave=ave;elsecout没找到该学生!kc0;s2=s2+p1-kc1;s3=s3+p1-kc2;s4=s4+p1-kc3;s5=s5+p1-kc4;s6=s6+p1-kc5;i+;p1=p1-next;cout平均成绩:endl;cout电子技术s1/itC+:s2/i;cout数学s3/it英语s4/it政治s5/it;cout体育s6/inext;coutnext;coutnext;deletep1;,62,voidcj:print1()/13(2):输出一个同学的成绩(标题)coutnamenumClasskci;coutnext;returnn;nodecj:*gethead()/13(5)获取头指针returnhead;,64,voidmain()/主函数cjA,B;inta;intnum;while(1)couta;,65,switch(a)case0:gotoend;case1:A.create();break;case2:coutnum;A.modify(num);A.sort(B);break;case3:A.sort(B);coutnum;B.lookup(num);break;case4:coutnum;A.Delete(num);break;,case5:A.output();break;case6:A.statistic();break;case7:cout学生人数为:A.Length()endl;break;case8:A.sort(B);B.output();break;case9:A.rf(abc);break;case10:A.wf(abc);break;default:break;cout按任意键继续操作!endl;getchar();end:;cout谢谢您使用本系统!endl;,66,3、三角形面积验证程序的设计,问题：给出求解下列问题逐步求精的分析过程,并设计程序完成其验证：已知一个正三角形ABC，其内分点A1、B1、C1，使得2AC1=C1B、2BA1=A1C、2CB1=B1A，连接CC1、BB1、AA1，三条直线分别相交于A2、B2、C2。要求编写程序验证,三角形A2B2C2的面积是三角形ABC的面积的7分之一。,67,68,分析问题的基本方法,基本方法是：由顶向下，逐步求精；即：将复杂问题，分解为小问题，小问题解决了，大问题也就解决了。,例如：如下的问题已知一个正三角形ABC，其内分点A1、B1、C1，使得2AC1=C1B、2BA1=A1C、2CB1=B1A，连接CC1、BB1、AA1，三条直线分别相交于A2、B2、C2（见图1）。要求编写程序验证：三角形A2B2C2面积是三角形ABC面积的七分之一.,69,(7)建立平面直角坐标系；。,运用逻辑思维分析程序设计：,设正三角形ABC的边长为a，则本题目就是求两个三角形的面积，已知三角形的边长求面积，对于三角形ABC是很容易的，但对于三角形A2B2C2的面积的求解却比较麻烦。(如何求呢?),对于该问题的逻辑思维及其分析过程：,(1)三角形A2B2C2的面积,(2)求边长（A2B2、B2C2、C2A2）,(3)求交点坐标（A2、B2、C2）,(4)求直线方程（AA1、BB1、CC1）,(5)求内分点坐标（A1、B1、C1）,(6)已知边长a，确定三角形ABC的顶点坐标（A、B、C）,分析,实现,70,设计分析,（1）采用什么设计方法：面向结构的设计方法？面向对象的设计方法？（2）不同的设计方法，需要定义不同的数据结构（数据类型），如何定义数据结构；结构体类（3）下面我们对两种设计方法，分别给出设计程序,71,采用“面向结构的设计方法”,72,采用“面向结构的设计方法”,需要的工作步骤：（1）定义有关的结构体：点，直线，三角形（2）给出有关的函数设计实现：根据前面的分析，需要定义什么函数，完成什么功能，使用什么参数，函数返回值及其类型；（3）设计主函数：调用（2）中的函数，完成要求的功能。,1、已知一个三角形t,求面积mj;2、已知两顶点a,b,求内分点(在这里两段的比值为1:2);3、已知两顶点p1,p2,求直线方程line4、已知两直线l1,l2，求交点坐标5、已知两点P1,P2，求距离,73,(1)首先，定义有关的数据结构（采用结构体）,三角形结构（三边形成三角形）（a,b,c）strucTdoublea;doubleb;doublec;,直线方程结构:ax+by+c=0strucLdoublea;doubleb;doublec;,点结构:（x,y）strucPdoublex;doubley;,直线方程结构:y=kx+bstrucLdoublek;doubleb;,或者,74,(2)给出有关的函数设计（注意：形参和函数的返回值）：,1、已知一个三角形t,求面积mj;doublemj(Tt)doubleL,ss;L=(t.a+t.b+t.c)/2;ss=sqr(L*(L-t.a)*(L-t.b)*(L-t.c);returnss;,75,2、已知两顶点a,b,求内分点(在这里两段的比值为1:2);Pfd(Pa,Pb)Pq;q.x=(b.x-a.x)/3+a.x;q.y=(b.y-a.y)/3+a.y;returnq;,76,3、已知两顶点p1,p2,求直线方程line(ax+by+c=0)Lzx(Pp1,Pp2)Lq;实现过程.,77,4、已知两直线l1,l2，求交点坐标Pjd(Ll1,Ll2)实现过程.,78,5、已知两点P1,P2，求距离doublejl(Pp1,Pp2)实现过程.,79,(3)设计主函数（调用前面的各函数，完成计算）,Voidmain()PA,B,C,A1,B1,C1,A2,B2,C2;LL1,L2,L3;doubled1,d2,d3,s1,s2;doublea=10.00;B.x=0;B.y=0;A.x=a/2;A.y=a*sqr(3)/2;C.x=a;C.y=0;A1=fd(B,C);B1=fd(C,A);C1=fd(A,B);L1=zx(A,A1);L2=zx(B,B1);L3=zx(C,C1);A2=jd(L1,L2);B2=jd(L1,L3);C2=jd(L2,L3);d1=jl(A2,B2);d2=jl(B2,C2);d3=j;(C2,A2);s1=mj(a,a,a);s2=mj(d1,d2,d3);if(fabs(s1-7*s2)=0.001)/?cout“正确！”；elsecout“错误！”,80,采用“面向对象的设计方法”,81,采用“面向对象的设计方法”,需要的工作步骤：（1）定义有关的类：点，直线，三角形（2）设计主函数:定义有关的对象，并调用有关的函数，完成要求的功能。,注意：每个类有什么数据成员；每个类有什么成员函数，都具有什么功能？,82,(1)首先，定义有关的类结构,classPprivate:doublex;doubley;public:/构造函数，用a,b提供值，形成点P(doublea,doubleb);/构造函数，由两直线a,b形成交点P(linea,lineb);/构造函数，由两顶点a,b，及比值r,求内分点P(Pa,Pb,double