集合类的设计与实现(MFC)

封封 皮皮 （按学校要求手工填写）（按学校要求手工填写） 课 程 设 计 任 务 书 学院专业 学生姓名学号 设计题目集合类的设计与实现 内容及要求： 1.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； 2.初步掌握程序设计过程中的结构化程序设计的一般方法，及数据类型在设 计中的应用。 3.能够利用所学的基本知识和技能，解决简单的程序设计问题； 通过类与对象的设计，编制一个能演示执行集合的并、交和差运算的程序， 要求如下： （1）集合的元素限定为小写字母字符a,z。 （2）演示程序以用户和计算机的对话方式执行。 （3）以有序链表表示集合。 （4）可进一步实现集合的元素判定和子集判定运算。 进度安排： 第 17 周：分析题目，查阅课题相关资料，进行类设计、算法设计； 第 18 周：程序的设计、调试与实现； 第 19 周：程序测试与分析，撰写课程设计报告，进行答辩验收。 指导教师（签字）： 年 月 日 学院院长（签字） 年 月 日 目目 录录 1 需求分析 .- 1 - 2 算法基本原理 .- 1 - 3 类设计 .- 1 - 4 详细设计 .- 2 - 4.1 类的接口设计 .- 2 - 4.2 类的实现 .- 2 - 4.3 主函数设计 .- 4 - 5 DOS 界面程序运行结果及分析 .- 5- 5.1 程序运行结果 .- 5 - 5.2 运行结果分析.- 5 - 6 基于 MFC 的图形界面程序开发.- 6 - 6.1 基于 MFC 的图形界面程序设计.- 6 - 6.2 程序测试 .- 17 - 6.3 MFC 程序编写总结.- 19 - 7 参考文献 .- 19 - - 1 - 1 需求分析需求分析 1 问题描述：用有序单链表表示集合，实现集合的交、并、差运算,且空间复 杂度为 O(1) 2 基本功能：可快速的分别求出两个字符集合的交、并、差。 3 输入和输出： （1）输入：在 C+环境下编写的程序，其输入是简单、方便的，即 按提示分别输入两集合的元素。 输入字符的范围：小写字母 a,b,.,y,z,大写字母 A,B,.Y，Z，和数 字 0,1，.8,9; 输入形式：字符集合，按顺序大小排序输入，允许出现重复字符，程序 能自动滤去； （2）输出：程序采用单链表的存储结构，使得运算快捷简便，显示的结果 也明了。 输出结果不含重复或非法字符； 2 算法基本原理算法基本原理 Setla,b,x,w，Set2a,b,y,z， SetlSet2a,b,x,y,z,w SetlSet2a,b SetlSet2 x,w 3 类设计类设计 从上面的算法分析可以看到，本设计关键是集合的并，交，差运算。可以 定义一个类int_set，然后由该类定义出私有和公有成员函数，为主函数的执行 做好铺垫 4 详细设计详细设计 整个程序分为三大块，先是类的接口，定义出基类后再在类中定义出相关成员 函数：接着是累的实现部分，写出具体的函数代码，用以执行相关功能；最后 - 2 - 则是主函数，用一天调用各个函数并执行相应的输入输出功能 4.1 类的接口设计 #include class int_set private: int max_size; int cur_size; char *p; public: int_set(const int_set cur_size=a.cur_size; p=new chara.max_size; for(int i=0;icur_size;i+) pi=a.pi; int_set(int x) cur_size=0; max_size=x; p=new charx; int_set()delete p; 4.2 类的实现 int search(char x) /判断一个元素是否在集合中 for(int i=0;imax_size;i+) if(pi=x)return 1; return 0; void ifsearch(char x) - 3 - if(search(x)coutx在集合中！endl; else coutx不在集合中！=max_size)cout集合已满，不可再添加元素！endl; else if(!search(x) pcur_size=x; cur_size+; void dec(char x) / 从集合中去掉一个元素 for(int i=0;imax_size;i+) if(pi=x) for(i;ia.pi;/不能直接写 pi a.cur_size=a.max_size; return in; /in 可以换别的 /输出 friend ostream ia.cur_size;i+)couta.pi ; coutendl; return out; int_set jiao(int_set for(int i=0;ib.cur_size;i+) - 4 - I if(search(b.pi) temp.ptemp.cur_size=b.pi; temp.cur_size+; return temp; int_set bing(int_set for(int i=0;imax_size;i+)temp.pi=pi; temp.cur_size=cur_size; for( i=0;ib.cur_size;i+) if(!search(b.pi) temp.ptemp.cur_size=b.pi; temp.cur_size+; return temp; int_set cha(int_set for(int i=0;imax_size;i+)temp.pi=pi; temp.cur_size=cur_size; for(i=0;ib.cur_size;i+) I if(temp.search(b.pi)temp.dec(b.pi); return temp; /*/ ; 4.3 主函数设计 void main() int_set obj1(8); int_set obj2(6); cinobj1; /输入集合 cinobj1; obj1.add(7); /添加一个元素 coutobj1; obj1.add(8); /再添加一个元素 obj1.ifsearch(3); /判断元素是否在集合中 obj1.ifsearch(0); coutobj1.jiao(obj2); /求交集 /*若没拷贝构造函数，则指针被提 前释放了，输出大的随机数*/ coutobj1.bing(obj2); /求并集 coutobj1.cha(obj2); /差运算 5 DOS 界面程序运行结果及分析界面程序运行结果及分析 5.1 程序运行结果程序运行结果 - 6 - 5.2 运行结果分析 在程序运行过程中，前面的部分必须有拷贝构造函数，因为后续需要以对象为返回值，中 间的部分则需要注意在类内写友元的实现时不能直接使用类成员，最后的部分若没拷贝构造函 数，则指针被提前释放了，会输出大的随机数，则不符合题目要求。 6 基于基于 MFC 的图形界面程序开发的图形界面程序开发 MFC 的图形界面程序设计可在上述类设计的基础上进行改造，MFC 的图 形界面程序与 DOS 界面程序的主要不同点是：MFC 图形界面程序与 DOS 界面 程序的输入输出方式不同，DOS 界面程序采用字符交互式实现数据输入输出， 主要通过 cin，cout 等 I/O 流实现，而 MFC 的图形程序界面采用标准 Windows 窗口和控件实现输入输出，因此必须在 MFC 类的框架下加入上面所设计的矩阵 和方程组类，并通过图形界面的输入输出改造来完成。 6.1 基于 MFC 的图形界面程序设计 （1）界面设计）界面设计 首先在 VC 中建立 MFC AppWizard(exe)工程，名称为集合类集合类，并在向导的 Step1 中选择 Dialog based，即建立基于对话框的应用程 - 7 - 图 4 建立 MFC AppWizard(exe)工程 图 5 建立基于对话框的应用程序 将对话框资源中的默认对话框利用工具箱改造成如下界面，如图 6 所示。 - 8 - 图 6 方集合的并交差界面设计 图 6 所示的界面中包含了 3 个 Edit 控件，6 个 Button 控件，控件的基本信 息列表如下表 1 所示。 控件类别控件 ID控件 Caption说明 IDC_EDIT1集合 1 IDC_EDIT2集合 2Edit Box IDC_EDIT3所求集合 IDC_BUTTON1计算交集 IDC_BUTTON2计算并集 IDC_BUTTON3计算差集 A-B IDC_BUTTON4计算差集 B-A Botton IDC_BUTTON6验证集合关系 表 1 控件基本信息 （2）代码设计）代码设计 为了能够将对话框界面上的控件能够与代码联系起来，需要为 3 个 Edit Box 控件建立 Member Variables，按 Ctrl+w 键进入 MFC ClassWizard 界面，选 择 Member Variables 选项卡，可显示成员变量设置界面，如图 7 所示。 - 9 - 图 7 成员变量设置界面 通过该界面设置与 3 个 Edit Box 控件对应的成员变量，具体如表 2 所示。 表 2 控件基本信息 控件 ID成员变量类型成员变量名称 IDC_EDIT1Stringm_1 IDC_EDIT2Stringm_2 IDC_EDIT3Stringm_3 下面是编写代码的重要阶段，可以借鉴在设计基于 DOS 界面的控制台应用 程序的代码，并将其作必要的改写，具体改写的步骤与内容如下。 1 将 JIHE.h 文件和 JIHE.cpp 文件合并成一个文件，重新命名为 JIHE.h，并 将其加入 MFC 工程。 2 在对话框类的实现文件 JIHEDlg.cpp 中加入#include Jihe.h，以实现在该 文件中可使用 Jihe 类。 3 在 JIHEDlg.cpp 文件中加入以下全局变量的定义，以实现 JIHEDlg 类和 JIHE 类之间的通信，具体代码如下：CJIHEDlg:CJIHEDlg(CWnd* pParent /*=NULL*/) : CDialog(CJIHEDlg:IDD, pParent) /AFX_DATA_INIT(CJIHEDlg) m_1 = _T(); - 10 - m_2 = _T(); m_3 = _T(); /AFX_DATA_INIT / Note that LoadIcon does not require a subsequent DestroyIcon in Win32 m_hIcon = AfxGetApp()-LoadIcon(IDR_MAINFRAME); void CJIHEDlg:DoDataExchange(CDataExchange* pDX) CDialog:DoDataExchange(pDX); /AFX_DATA_MAP(CJIHEDlg) DDX_Text(pDX, IDC_EDIT1, m_1); DDX_Text(pDX, IDC_EDIT2, m_2); DDX_Text(pDX, IDC_EDIT3, m_3); /AFX_DATA_MAP BEGIN_MESSAGE_MAP(CJIHEDlg, CDialog) /AFX_MSG_MAP(CJIHEDlg) ON_WM_SYSCOMMAND() ON_WM_PAINT() ON_WM_QUERYDRAGICON() ON_BN_CLICKED(IDC_BUTTON1, Onjiao) ON_BN_CLICKED(IDC_BUTTON2, Onbing) ON_BN_CLICKED(IDC_BUTTON3, Onbu) ON_BN_CLICKED(IDC_BUTTON4, Oncha) ON_BN_CLICKED(IDC_BUTTON5, Onduichencha) ON_BN_CLICKED(IDC_BUTTON6, Onbaohan) /AFX_MSG_MAP END_MESSAGE_MAP() 4 运行代码 BOOL CJIHEDlg:OnInitDialog() CDialog:OnInitDialog(); - 11 - / Add About. menu item to system menu. / IDM_ABOUTBOX must be in the system command range. ASSERT(IDM_ABOUTBOX ASSERT(IDM_ABOUTBOX AppendMenu(MF_SEPARATOR); pSysMenu-AppendMenu(MF_STRING, IDM_ABOUTBOX, strAboutMenu); / Set the icon for this dialog. The framework does this automatically / when the applications main window is not a dialog SetIcon(m_hIcon, TRUE);/ Set big icon SetIcon(m_hIcon, FALSE);/ Set small icon / TODO: Add extra initialization here return TRUE; / return TRUE unless you set the focus to a control void CJIHEDlg:OnSysCommand(UINT nID, LPARAM lParam) if (nID dlgAbout.DoModal(); else CDialog:OnSysCommand(nID, lParam); / If you add a minimize button to your dialog, you will need the code below / to draw the icon. For MFC applications using the document/view model, / this is automatically done for you by the framework. void CJIHEDlg:OnPaint() if (IsIconic() CPaintDC dc(this); / device context for painting SendMessage(WM_ICONERASEBKGND, (WPARAM) dc.GetSafeHdc(), 0); / Center icon in client rectangle int cxIcon = GetSystemMetrics(SM_CXICON); int cyIcon = GetSystemMetrics(SM_CYICON); CRect rect; GetClientRect( int x = (rect.Width() - cxIcon + 1) / 2; int y = (rect.Height() - cyIcon + 1) / 2; / Draw the icon dc.DrawIcon(x, y, m_hIcon); else - 13 - CDialog:OnPaint(); / The system calls this to obtain the cursor to display while the user drags / the minimized window. HCURSOR CJIHEDlg:OnQueryDragIcon() return (HCURSOR) m_hIcon; int CJIHEDlg:panduanCF() UpdateData(1); m_3.Empty(); CString m,n; for (int i=0;i=m_1.GetLength()/2;i+) AfxExtractSubString(m, (LPCTSTR)m_1, i, ); for (int j=i+1;j=m_1.GetLength()/2;j+) AfxExtractSubString(n, (LPCTSTR)m_1, j, ); if(m=n) AfxMessageBox(重复输入！); m_1=0;m_2=0;UpdateData(0);return 1; for ( i=0;i=m_2.GetLength()/2;i+) AfxExtractSubString(m, (LPCTSTR)m_2, i, ); - 14 - for (int j=i+1;j=m_2.GetLength()/2;j+) AfxExtractSubString(n, (LPCTSTR)m_2, j, ); if(m=n) AfxMessageBox(重复输入！); m_1=0;m_2=0;UpdateData(0);return 1; return 0; 5 求相应集合的运算代码 void CJIHEDlg:Onjiao() UpdateData(1); m_3.Empty(); if(panduanCF() return; CString tem,dem; if(m_1=0 m_3=0;return ; else if(m_1=0|m_2=0) m_3=空集; else for (int i=0;i=m_1.GetLength()/2;i+) for (int j=0;j=m_2.GetLength()/2;j+) AfxExtractSubString(tem, (LPCTSTR)m_1, i, ); AfxExtractSubString(dem, (LPCTSTR)m_2, j, ); if(tem=dem) if(m_3.GetLength()=0) - 15 - m_3=tem; else m_3=m_3+ +tem; if(m_3=0) m_3=空集; UpdateData(0); void CJIHEDlg:Onbing() UpdateData(1); m_3.Empty(); UpdateData(0); if(m_1=0 return ; if(panduanCF() return; if(m_1=0 | m_2=0) m_3=m_1+m_2;UpdateData(0);return; m_3=m_1; CString tem; CString dem; for (int i=0;im_2.GetLength();i+) AfxExtractSubString(tem, (LPCTSTR)m_2, i, ); int flag=0;/没有一样的 for (int j=0;jm_1.GetLength();j+) - 16 - AfxExtractSubString(dem, (LPCTSTR)m_1, j, ); if(tem=dem) flag=1;break; if(flag=0) m_3=m_3+ +tem; UpdateData(0); void CJIHEDlg:Onbu() UpdateData(1); m_3.Empty(); UpdateData(0); if(m_1=0 return ; if(panduanCF() return; if(m_2=0) m_3=m_1;UpdateData(0);return; if(m_1=0) m_3=空集;UpdateData(0);return; CString tem; CString dem; for (int i=0;i=m_1.GetLength();i+) int pd=1; - 17 - for (int j=0;j=m_2.GetLength();j+) AfxExtractSubString(tem, (LPCTSTR)m_1, i, ); AfxExtractSubString(dem, (LPCTSTR)m_2, j, ); if(tem=dem) pd=0;break; if (pd=1) m_3=m_3+tem+ ; UpdateData(0); void CJIHEDlg:Oncha() UpdateData(1); m_3.Empty(); UpdateData(0); if(m_1=0 return ; if(panduanCF() return; if(m_1=0) m_3=m_2;UpdateData(0);return; if(m_2=0) m_3=空集;UpdateData(0);return; CString tem; CString dem; for (int i=0;i=m_2.GetLength();i+) int pd=1; for (int j=0;j=m_1.GetLength();j+) - 18 - AfxExtractSubString(tem, (LPCTSTR)m_2, i, ); AfxExtractSubString(dem, (LPCTSTR)m_1, j, ); if(tem=dem) pd=0;break; if (pd=1) m_3=m_3+tem+ ; UpdateData(0); void CJIHEDlg:Onduichencha() UpdateData(1); m_3.Empty(); UpdateData(0); if(m_1=0 return; if(panduanCF() return; if(m_1=0) m_3=m_2;UpdateData(0);return; if(m_2=0) m_3=m_1;UpdateData(0);return; CString tem; CString dem; for (int i=0;i=m_1.GetLength();i+) int pd=1; for (int j=0;j=m_2.GetLength();j+) AfxExtractSubString(tem, (LPCTSTR)m_1, i, ); AfxExtractSubString(dem, (LPCTSTR)m_2, j, ); if(tem=dem) pd=0;break; - 19 - if (pd=1) m_3=m_3+tem+ ; for (i=0;i=m_2.GetLength();i+) int pd=1; for (int j=0;j=m_1.GetLength();j+) AfxExtractSubString(tem, (LPCTSTR)m_2, i, ); AfxExtractSubString(dem, (LPCTSTR)m_1, j, ); if(tem=dem) pd=0;break; if (pd=1) m_3=m_3+tem+ ; UpdateData(0); void CJIHEDlg:Onbaohan() UpdateData(1); m_3.Empty(); if(m_1=0return; if(panduanCF() return; if(m_1=0) AfxMessageBox(A 为空集,B 包含 A);return; if(m_2=0) AfxMessageBox(B 为空集,A 包含 B);return; - 20 - if(m_1=m_2) AfxMessageBox(A B 相等);return; / CString m_4,tem,dem;/交 for (int i=0;i=m_1.GetLength()/2;i+) AfxExtractSubString(tem, (LPCTSTR)m_1, i, ); for (int j=0;j=m_2.GetLength()/2;j+) AfxExtractSubString(dem, (LPCTSTR)m_2, j, ); if(tem=dem) if(m_4=0) m_4=tem; else m_4=m_4+ +tem; break; if(m_4.GetLength()=0) AfxMessageBox(A B 互斥);return; if(m_4.GetLength()/2=m_1.GetLeng