长整数四则运算+数据结构课程设计

长整数四则运算长整数四则运算 题目 编制一个演示长整数的四则运算的程序题目 编制一个演示长整数的四则运算的程序 一 需求分析一 需求分析 1 本程序实现计算任意长的整数的四则运算 以用户和计算机对话的 方式 先后输入数字的最多位数 然后程序就计算并显示出这两个数 的运算 2 利用双向循环链表现实长整数的存储 每个结点含一个整形变量 输入的形式以回车结束 可以直接输入正数或负数 程序会过滤掉无 效的字符 按中国对于长整数的表示习惯 每四位一组 除数字和位 于首位置的负号外 其它一切字符都将作为分隔符 连续多个分隔符 当一个处理 但不使用分隔符也不影响结果 3 测试数据 1 0 0 输出 0 2 2345 6789 7654 3211 输出 1 000 000 3 9999 9999 1 0000 0000 0000 输出 9999 0000 0001 4 1 0001 0001 1 0001 0001 输出 0 5 1 0001 0001 1 0001 0001 输出 1 6 9999 9999 9999 9999 9999 9999 输出 1 9999 9999 9998 7 1 0000 9999 9999 1 输出 1 0001 0000 0000 二 概要设计二 概要设计 为实现上述程序功能 应以双向循环链表表示长整数 为此 需要 定义一个抽象数据类型 1 抽象数据类型定义为 ADT OrderedList 2 数据对象 D ai ai int i 1 2 n n 0 基本操作 init 数字 struct longnode low1 指向低一位节点 struct longnode high1 指向高一位节点 longnode typedef struct xlong 每个长整数的结构 longnode High 每个长整数的最高节点 longnode Low 每个长整数的最低节点 int digit4 每个长整数的总位数 不包括高位的 0 4 xlong int init xlong a int digit4 int I init longnode j a xlong malloc sizeof struct xlong 为 a 的头结构申请空间 并赋初 始值 a High NULL a Low NULL a High NULL a Low NULL a digit4 0 for i 0 inum 0 j high1 NULL j low1 a High if a High a High high1 j else a Low j a High j a digit4 int pass xlong a xlong b xlong c int cf 0 两个数字的相加 longnode a1 a Low b1 b Low c1 c Low while a1 c1 num a1 num b1 num cf if c1 num 9999 cf 1 如果产生进位 借位 c1 num 10000 else cf 0 a1 a1 high1 b1 b1 high1 c1 c1 high1 return cf 最高位的进位 借位 int passa xlong a xlong b xlong c int cf 0 两个数字的相减 longnode a1 a Low b1 b Low c1 c Low while a1 c1 num a1 num b1 num cf if c1 num 9999 cf 1 如果产生进位 借位 c1 num 10000 else cf 0 a1 a1 high1 b1 b1 high1 c1 c1 high1 return cf 最高位的进位 借位 int passb xlong a xlong b xlong c int cf 0 两个数字的相乘 longnode a1 a Low b1 b Low c1 c Low while a1 c1 num a1 num b1 num cf if c1 num 9999 cf 1 如果产生进位 借位 c1 num 10000 else cf 0 a1 a1 high1 b1 b1 high1 c1 c1 high1 return cf 最高位的进位 借位 int passc xlong a xlong b xlong c int cf 0 两个数字的相除 longnode a1 a Low b1 b Low c1 c Low while a1 c1 num a1 num b1 num cf if c1 num 9999 cf 1 如果产生进位 借位 c1 num 10000 else cf 0 a1 a1 high1 b1 b1 high1 c1 c1 high1 return cf 最高位的进位 借位 nep xlong a 求 a 的相反数 int cf 1 因为求相反数是取反加一 所以这里 cf 1 longnode a1 a Low while a1 a1 num 9999 a1 num cf if a1 num 9999 a1 num 10000 else cf 0 a1 a1 high1 return printlong xlong a longnode i a High 打印长整数 a if i num 5000 printf 最高位 bit 1 表示负数 即用补码表示 nep a 求反打印其绝对值 while i 跳过最位的 0 if i printf d i num i i low1 if i printf else printf 0 a 0 打 0 while i printf 04d i num if i low1 printf i i low1 int ston char in xlong out 把字符串转化为数字赋给 a int bit i jishu 1 num0 0 longnode j out Low i strlen in 1 while i 0 把字符形式的值赋给整数形式的 bit if bit 0 j j high1 存入一个节点 num0 0 jishu 1 i if num0 j num num0 j j high1 把最后一个没存入节点的数存入节点 for j j j high1 j num 0 最位不足补 0 if out High num 5000 return 1 如果最高位是 1 返回 1 表示出 if in 0 nep out 如果最后一个字符是 则取反 return 0 int add char a1 b1 加 int digit4 cf 0 xlong a b c do printf How much digits do you need 输入最多位数 scanf d while digit4 0 a1 char malloc digit4 1 b1 char malloc digit4 1 digit4 digit4 4 1 init init init 初始化 a b c do cf 0 printf Enter 2 number n scanf s a1 printf n scanf s b1 cf ston a1 a cf ston b1 b while cf 输入被加数和加数 如果转换出错 则重输 pass a b c 执行相加运算 printlong a printf 打印结果 printlong b printf printlong c printf n printf n bioskey 0 int subtract 减 char a1 b1 int digit4 cf 0 xlong a b c do printf How much digits do you need 输入最多位 scanf d while digit4 0 a1 char malloc digit4 1 b1 char malloc digit4 1 digit4 digit4 4 1 init init init 初始化 a b c do cf 0 printf Enter2number n scanf s a1 printf n scanf s b1 cf ston a1 a cf ston b1 b while cf 输入被减数和减数 如果转换出错 则重输 passa a b c 执行相减运算 printlong a printf 打印结果 printlong b printf printlong c printf n printf n bioskey 0 int multiply 乘 char a1 b1 int digit4 cf 0 xlong a b c do printf How much digits do you need 输入最多位数 scanf d while digit4 0 a1 char malloc digit4 1 b1 char malloc digit4 1 digit4 digit4 4 1 init init init 初始化 a b c do cf 0 printf Enter2number n scanf s a1 printf n scanf s b1 cf ston a1 a cf ston b1 b while cf 输入被乘数和乘数 如果转换出错 则重输 passb a b c 执行相乘运算 printlong a printf 打印结果 printlong b printf printlong c printf n printf n bioskey 0 int division 除 char a1 b1 int digit4 cf 0 xlong a b c do printf How much digits do you need 输入最多位数 scanf d while digit4 0 a1 char malloc digit4 1 b1 char malloc digit4 1 digit4 digit4 4 1 init init init 初始化 a b c do cf 0 printf Enter 2 number n scanf s a1 printf n scanf s b1 cf ston a1 a cf ston b1 b while cf 输入被除数和除数 如果转换出错 则重输 passc a b c 执行相除运算 printlong a printf 打印结果 printlong b printf printlong c printf n printf n bioskey 0 2 主函数代码 void main main int c clrscr textcolor BLUE printf n printf Welcome to Thunder studio n printf n printf 本程序实现长整数四则运算 n one printf 1 HELP n printf 2 ADD n printf 3 SUBTRACT n printf 4 MULTIPLY n printf 5 DiVISION n printf 6 EXIT n for c getch switch atoi goto one break case 2 add break case 3 subtract break case 4 multiply break case 5 division break case 6 textcolor BLUE printf n n printf Thanks cw s work n break default textcolor 4 printf Sorry please input right number n break 四 调试分析四 调试分析 1 由于对基本要求看得不仔细 一开始使用的形式是数组 并非链表 导致 空间开销大 2 本程序的模块划分比较合理 且尽可能将指针的操作封装在结构体中 对于一个长整数只需一个指针便可访问其所有信息 所以数据结构清晰 3 算法的时空分析1 本程序的计算量不是很大 所以时间复杂度极低 2 每个长整数的位数可能不同 考虑到根据位数调整空间比较麻烦 而且 容易出错 所以对每个长整数都是用同样大小的空间储存的 3 由于计算完毕 显示结果后程序即结束 所以无须释放空间 五 用户手册五 用户手册 1 本程序的运行环境为 DOS 操作系统 执行文件为 j01242 5 EXE 2 进入程序有菜单提示 选择需要的操作进入程序 3 进入程序后屏幕提示 How much digits do you need 用户输入两个数 中最多的位数 如 0 则输 1 12 则输入 2 依此类推 负号不必考虑在内 4 接着屏幕提示 Enter 2 n