C++课程设计模板.doc

网站首页中心介绍管理系统规章制度实验环境实验教学实践环节教学成果C+课程设计模板发布时间：2008-04-01 文章作者：课程设计任务书姓 名学 号班 级课程名称课程性质设计时间 年 月 日 年 月 日设计名称设计要求设计思路与设计过程计划与进度任课教师意 见说 明课程设计报告课程：面向对象程序设计学号： 082600XX 姓名： XXX 班级： XXX 教师： XXX 徐州师范大学计算机科学与技术学院课程设计名称：小型特殊计算器1.设计内容：实现一个特殊的计算器，可以实现复数、有理数、矩阵和集合的特殊计算。程序可以实现复数、有理数的加、减、乘、除，可以实现矩阵的加法、减法和乘法运算，也可以实现集合的求交集、并集、子集的运算。2.设计目的与要求：2.1设计目的达到熟练掌握C+语言的基本知识和技能； 基本掌握面向对象程序设计的基本思路和方法； 能够利用所学的基本知识和技能，解决简单的面向对象程序设计问题。2.2设计要求要求利用面向对象的方法以及C+的编程思想来完成系统的设计； 要求在设计的过程中，建立清晰的类层次； 在系统的设计中，至少要用到面向对象的一种机制。3.系统分析与设计3.1主要知识点运算符重载增加了C+语言的可扩充性。运算符的重载实际上就是一种函数调用的形式，可以用成员函数重载运算符，就是将运算符重载定义为一个类的成员函数的形式；也可以用友元函数重载。用友元重载运算符的友元函数是独立于类以外的一般函数。3.2关键技术程序中每一种数据类型用一个类来实现，共设计了4个类。复数类complex，矩阵类matrix，有理数类rational以及集合类set。每一种类都定义了相应的运算符重载函数。具体定义如下所示：（1）类complex类complex中，成员变量image表示虚部，real表示实部。成员函数print()用来显示数据。运算符重载函数都是用友元函数来实现的。分别重载+、-、*、/运算符。（2）类matrix类matrix中，成员变量elems用来存放矩阵的所有元素，rows表示矩阵的行，cols表示矩阵的列。成员函数SetElems()用来给矩阵中的每一个元素赋值，Disp()用来显示矩阵中的所有元素。其它友元函数分别重载+、-、*、/运算符。（3）类rational类rational中，有两个成员变量：denominator用来表示有理数的分母，numerator表示有理数的分子。有理数成员函数print()用来显示有理数，optimization()用来优化有理数函数。友元函数real()用来将有理数转换为实数，其它友元函数分别重载+、-、*、/运算符。（4）类set类set中，有两个成员变量：elems用来存储集合中的元素，card表示集合中元素的个数。成员函数print()用来输出集合中的元素，additem()用来给集合增加元素。友元函数分别重载了&、=、!=、+、*、=运算符。程序中的运算符重载函数都用友元函数来实现。 类complex的友元函数复数的表达形式为a+bi，对复数进行运算符重载不像对一般书进行运算那样简单，它的运输方法如下：加法：(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i减法：(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)重载函数将以上算法用在了函数中。 类matrix的友元函数矩阵类的赋值，实质上是给二维数组赋值；矩阵相加减就是两个行数列数相同的二维数组相加减；二维数组相乘，其实就是两个二维数组，其中一个的行数等于另一个的列数，按矩阵相乘的法则进行计算。 类rational的友元函数对有理数类进行的操作有下面几种：有理数相加：当两个有理数a/b和c/d相加时，可得到这样的算式：a/b+c/d=(a*d+b*c)/(b*d)有理数相减：当两个有理数a/b和c/d相减时，得到的结果是：分子：a*d-b*c分母：b*d有理数相乘：当两个有理数a/b和c/d相乘时，得到的结果是：分子：a*c分母：b*d有理数相除：当两个有理数a/b和c/d相除时，得到的结果是：分子：a*d分母：b*c每次得到结果时，都需要对有理数进行优化。 类set的友元函数集合类的运算符重载操作主要有以下几种：判定某一元素是否属于集合：此操作用重载运算符函数&实现，返回值只有两种情况true或者false，取bool类型。判断两个集合是否相等：判定两个集合是否相等，需要看两个集合中所包含的元素是否相同，并且不管顺序如何。用重载运算符=来实现。判断两个集合是否不等：是相等操作的取反，用!=来实现两个集合的交集：即求出两个集合中的公共元素，用运算符*实现。两个个集合的并集：即两个集合相合并，合并以后去掉重复的元素，用运算符+来实现。判定一个集合是否是另一个集合的子集：用运算符=来实现判定一个集合是否是另一个集合的纯子集：用运算符实现3.3基本功能要求（1）功能选择可以用菜单来实现例如：请选择您的计算内容：1. 复数计算2. 有理数计算3. 矩阵计算4. 集合计算0. 退出用户通过输入不同的数字进入不同的菜单。次级菜单主要显示本程序的功能，主要的功能有加法、减法、乘法和除法以及集合的求交集、求并集、求子集。（2）运行时给出明确的提示信息。比如，输入一个什么类型的数据。根据用户的输入计算输出结果。由于数据类型比较多，可以一次输入第一个复数的实部，第一个复数的虚部，再输入第二个复数的实部、虚部。矩阵运算需要先输入矩阵的行数和列数，然后依次输出矩阵的第一行第一列的元素、第一行第二列的元素等等，依次类推。有理数运算需要一次输入有理数的分子、分母。集合运算需要输入集合的元素个数，然后依次输入集合中的每一个元素。4.系统总体设计(确定程序功能模块)本程序的功能结构如1所示：图1程序功能结构图5.源程序代码/*/ complex.h: interface for the complex class.#includeclass complex public:void print();complex();complex(float r,float i)real= r;image= i;virtual complex();friend complex operator + (complex a,complex b);friend complex operator - (complex a,complex b);friend complex operator * (complex a,complex b);friend complex operator / (complex a,complex b);private:float image;float real;/*/ rational.h: interface for the rational class.class rational public:void print();/输出函数rational(int x=0,int y=0);virtual rational();friend rational operator + (rational num1,rational num2);/重载运算符+friend rational operator - (rational num1,rational num2);/重载运算符-friend rational operator * (rational num1,rational num2);/重载运算符*friend rational operator / (rational num1,rational num2);/重载运算符/friend bool operator =(rational num1,rational num2); /重载运算符=friend double real(rational x);/声明转换函数private:void optimization();/优化有理数函数int denominator;/分母int numerator; /分子;/*/ matrix.h: interface for the matrix class.class matrix public:void Disp(); /显示矩阵所有元素int matrix:operator ()(short row, short col);/重载运算符成员函数()void SetElem(short row,short col,int val);/将元素(row,col)设置为valmatrix();matrix(short r,short c)rows= r;cols= c;elems= new introws*cols;virtual matrix();friend matrix operator +(matrix p,matrix q); /重载运算符friend matrix operator -(matrix p,matrix q); /重载运算符friend matrix operator *(matrix p,matrix q); /重载运算符private:int * elems; /存放矩阵的所有元素short cols;/矩阵的列short rows;/矩阵的行;/*/ set.h: interface for the set class.#include /enum bool false,true;enum errcode noerr,overflow;/定义集合类 class set public:void print();/显示输出集合元素set()card=0;virtual set();errcode additem(int); /增加集合元素friend bool operator &(int,set);/声明重载运算符&，判断某一整数是否属于某一集合friend bool operator =(set,set);/声明重载运算符=,判断两个集合是否相等friend bool operator !=(set,set);/声明重载运算符!=，判断两个集合是否不等friend set operator *(set,set);/声明重载运算符*，求两个集合的交friend set operator +(set,set);/声明重载运算符+,求两个集合的并friend bool operator (set,set);/声明重载运算符,判断某一集合是否为另一集合的纯子集friend bool operator =(set,set);/声明重载运算符,判断某一集合是否为另一集合的子集private:int elems16;int card;/*/ complex.cpp: implementation of the complex class.#include #include complex.hcomplex:complex()complex:complex()/*/*函数名称：print功能描述：显示复数修改记录：*/void complex:print()cout0)cout+;if(image!=0)coutimagein;/*/*函数名称：operator +功能描述：显示复数修改记录：*/complex operator + (complex a,complex b)complex temp;temp.real= a.real +b.real ;temp.image= a.image +b.image ;return temp;/*/*函数名称：operator 功能描述：显示复数修改记录：*/complex operator - (complex a,complex b)complex temp;temp.real= a.real -b.real ;temp.image= a.image -b.image ;return temp;/*/*函数名称：operator *功能描述：显示复数修改记录：*/complex operator * (complex a,complex b)complex temp;temp.real= a.real *b.real -a.image *b.image ;temp.image =a.real *b.image +a.image *b.real ;return temp;/*/*函数名称：operator /功能描述：显示复数修改记录：*/complex operator / (complex a,complex b)complex temp;float tt;tt=1/(b.real *b.real +b.image *b.image );temp.real =(a.real *b.real +a.image *b.image )*tt;temp.image =(b.real *a.image -a.real *b.image )*tt;return temp;/*/ rational.cpp: implementation of the rational class.#include #include #include rational.hrational:rational(int x,int y)numerator= x;denominator= y;optimization();/有理数优化rational:rational()/*/*函数名称：optimization功能描述：定义有理数优化函数修改记录：*/void rational:optimization()int gcd;if(numerator=0)/如果分子为零，则分母为1后返回denominator= 1;return;/取分子分母中较小的数作为公约数极限gcd= (abs(numerator)abs(denominator)?abs(numerator):abs(denominator);if(gcd=0)return;/若为0，则返回for(int i= gcd;i1;i-)/用循环找最大公约数if(numerator%i=0)& (denominator%i=0)break;numerator/=i;/i为最大公约数，将分子分母整除它，重新赋值denominator/=i;/若分子分母均为负数，则结果为正if(numerator0 & denominator0)numerator= -numerator;denominator= -denominator;/若分子分母只有一个为负数，则调整为分子取负，分母取正else if(numerator0 | denominator0)numerator= -abs(numerator);denominator=abs(denominator);/*/*函数名称：print功能描述：显示复数修改记录：*/void rational:print()coutnumerator;if(numerator!=0 & denominator!=1)cout/denominatorn;elsecoutn;/*/*函数名称： operator +功能描述：重载运算符+修改记录：*/rational operator + (rational num1,rational num2)rational temp;temp.denominator =num1.denominator *num2.denominator ;temp.numerator = num1.numerator *num2.denominator +num1.denominator *num2.numerator ;temp.optimization ();return temp;/*/*函数名称：operator - 功能描述：重载运算符-修改记录：*/rational operator - (rational num1,rational num2)rational temp;temp.denominator =num1.denominator *num2.denominator ;temp.numerator = num1.numerator *num2.denominator -num1.denominator *num2.numerator ;temp.optimization ();return temp;/*/*函数名称：operator *功能描述：重载运算符*修改记录：*/rational operator * (rational num1,rational num2)rational temp;temp.denominator =num1.denominator *num2.denominator ;temp.numerator = num1.numerator *num2.numerator ;temp.optimization ();return temp;/*/*函数名称：operator /功能描述：重载运算符/修改记录：*/rational operator / (rational num1,rational num2)rational temp;temp.denominator =num1.denominator *num2.numerator ;temp.numerator = num1.numerator *num2.denominator ;temp.optimization ();return temp;/*/*函数名称：operator =功能描述：重载运算符=修改记录：*/bool operator =(rational num1,rational num2)if(num1.numerator =num2.numerator & num1.denominator =num2.denominator )return true;elsereturn false;/*/*函数名称：print功能描述：声明转换函数,将有理数对象转换为实数修改记录：*/double real(rational x)return(double(x.numerator )/(double(x.denominator );/*/ matrix.cpp: implementation of the matrix class.#include #include #include matrix.hmatrix:matrix()matrix:matrix()/*/*函数名称：matrix:operator ()(short row, short col)功能描述：重载运算符成员函数修改记录：*/int matrix:operator ()(short row, short col)if(row=1 & row=1 & col=1 & row=1 & col=cols)elems(row-1)*cols+(col-1)= val;/*/*函数名称：matrix:Disp()功能描述：显示矩阵元素修改记录：*/void matrix:Disp()for(int row=1;row=rows;row+)for(int col=1;col=cols;col+)coutsetw(2)(*this)(row,col) ;coutendl;/*/*函数名称：operator +(matrix p,matrix q)功能描述：重载运算符修改记录：*/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;/*/*函数名称：operator -(matrix p,matrix q)功能描述：重载运算符-修改记录：*/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;/*/*函数名称：operator *(matrix p,matrix q)功能描述：重载运算符*修改记录：*/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;/*/ set.cpp: implementation of the set class.#include set.hset:set()/*/*函数名称：print功能描述：显示复数修改记录：*/void set:print()cout;for(int i=0;icard-1;i+)coutelemsi0)coutelemscard-1n;/*/*函数名称：additem功能描述：增加集合元素修改记录：*/errcode set:additem(int elem)for(int i=0;icard;i+)if(elemsi=elem)return noerr;if(card16)elemscard+=elem;return noerr;elsereturn overflow;/*/*函数名称：operator &功能描述：声明重载运算符&，判断某一整数是否属于某一集合修改记录：*/bool operator &(int elem,set set1)for(int i=0;iset1.card ;+i)if(set1.elemsi=elem)return true;return false;/*/*函数名称：operator =功能描述：声明重载运算符=,判断两个集合是否相等修改记录：*/bool operator =(set set1,set set2)if(set1.card !=set2.card )/两个集合个数不等，必不相等return false;for(int i=0;iset1.card;i+)if(!(set1.elems i& set2)/调用&定义return false;return true;/*/*函数名称：operator !=功能描述：声明重载运算符!=，判断两个集合是否不等修改记录：*/bool operator !=(set set1,set set2)if(set1= set2)return false;elsereturn true;/*/*函数名称：operator *功能描述：声明重载运算符*，求两个集合的交修改记录：*/set operator *(set set1,set set2)set res;for(int i=0;iset1.card ;i+)for(int j=0;jset2.card ;j+)if(set1.elems i=set2.elems j)res.elems res.card += set1.elems i;break;/取set1中的每一个元素判断是否属于set2，若属于则加入到res中return res;/*/*函数名称：operator +功能描述：声明重载运算符+,求两个集合的并修改记录：*/set operator +(set set1,set set2)set res=set1;for(int i=0;iset2.card ;i+)res.additem (set2.elems i);/将set2中的元素追加到res中return res;/*/*函数名称：operator 功能描述：声明重载运算符,判断某一集合是否为另一集合的纯子集修改记录：*/bool operator (set set1,set set2)if(set1.cardset2.card & set1=set2)return true;elsereturn false;/*/*函数名称：operator =功能描述：声明重载运算符,判断某一集合是否为另一集合的子集修改记录：*/bool operator set2.card )return false;for(int i=0;iset1.card ;i+)if(!(set1.elems i & set2)return false;return true;/*/#include #include matrix.h#include complex.h#include rational.h#include set.hvoid jiemian();void tuichu();void complexc