大整数的四则运算课程设计

1、 中 北 大 学课程设计说明书学 院、系：软件学院专 业：软件工程学 生 姓 名：宋雨琪学 号：1221011205设 计 题 目：大整数的四则运算 起 迄 日 期: 2013年10月11日2013年11月16日指 导 教 师:薛海丽日期: 2013年11月16日1 设计目的 本课程设计是采用C语言，在VC平台下实现大整数的四则运算，该系统运行在MS-DOS命令行模式下。本课程设计为学生提供了一个既动手又动脑，独立实践的机会，将课本上的理论知识和实际有机的结合起来，锻炼学生的分析解决实际问题的能力。提高学生适应实际，实践编程的能力。 1）进一步巩固和复习C程序设计的基础知识； 2）培养学生结构

2、化程序、模块化程序设计的方法和能力； 3）了解软件的编制过程及各环节的具体内容； 4）提高学生程序调试技巧、软件设计能力和代码规范化等素质；提高学生分析问题、解决问题以及实际运用能力。2 任务概述 完成大整数的四则运算任务，假定整数不超过五十位要求： 1) 在屏幕上能够手动输入待求的两个大整数； 2) 输入完成后通过选择可以完成大整数的加、减、乘、除运算； 3)将结果分别显示在屏幕上。 4) 验收时程序能够演示，自己单独做。3 模块划分 1) 定义c_to_d(char strN, char dN)函数，实现把str的各位转变成对应整数，右对齐存入d, start为最高位下标 2）定义d_to

3、_c(char dN, char strN, int start)函数，实现把d中数字dstart.N-1转变为字符左对齐存入str 3）定义加法函数 4）定义减法函数 5）定义乘法函数 6）定义除法函数7）定义输出格式函数 8）运用主函数计算4 主要函数说明及其N-S图 1）主函数说明 定义变量 输入要进行运算代码数字 输入数字 调用函数进行运算 2）其他函数说明 min函数，比较两数大小 c_to_d(char strN, char dN)函数，实现把str的各位转变成对应整数，右对齐存入d, start为最高位下标 d_to_c(char dN, char strN, int start

4、)函数，实现把d中数字dstart.N-1转变为字符左对齐存入str add(char str_aN, char str_bN, char str_cN)，加法函数 sub(char str_aN, char str_bN, char str_cN)，减法函数 compare(char str1N, char str2N) ，实现str1,str2内存的是要进行比较的大整数 mul(char str_aN, char str_bN, char str_cN)，乘法函数 divd(char str_aN, char str_bN, char str_cN)，除法函数主要函数的N-S图：for(i

5、=0,j=start;i<len;i+,j+)dj=stri-0)定义变量x,y,strN,dN,I,j,lenint len,start,i,jfor(i=0;i<N;i+)di=0 len=strlen(str)start=N-lenreturn start图1：函数c_to_d(char strN,char dN) N-S图定义变量x,y,strN,dN,startI,j,lenint len,start,i,j for(i=0,j=start;i<len;i+,j+)dj=stri+0) len=strlen(str)strlen=0图2：函数d_to_c(char

6、dN,char strN,int start) N-S图如果有进位T Fci=ai+bi+carry;carry=ci/10;ci=ci%10;i-;while(i>=start_c)定义变量 str_aN, str_bN, str_cN aN, bN,cN,i, start_a,start_b,start_c,carry，aN, bN,cNi=N-1;carry=0;调用函数c_to_d()start_c=min(start_a,start_b);start_c-;cstart_c=carry;调用函数d_to_c()图3：加法运算函数add()的N-S图调用函数d_to_c()调用函

7、数c_to_d()定义变量 str_aN, str_bN, str_cN aN, bN,cN,i, start_a,start_b,start_c,borrow while(i<N && ci=0 )memset(c,0,sizeof(c),)将c中有效的个字节替换为0并返回ci=N-1;borrow=0while(i>=start_a)ci=ai-bi-borrow如果有借位T Fborrow=1;ci+=10borrow=1;i-i+图4：减法运算函数sub()的N-S图len1=strlen(str1)if(len1>len2)T F定义变量 str1N

8、, str2N，len1,len2len2=strlen(str2)if(len1<len2)T Freturn -1;return 1return strcmp(str1,str2);图5：比较函数compare()的N-S图调用函数c_to_d()for(j=N-1;j>=start_b;j-)len1=strlen(str_a); len2=strlen(str_b)定义变量str_aN, str_bN, str_cN,len1, len2,i,j,k,carry,aN, bN, cN, dN,start_a, start_b, start_c, start_dfor(j=N

9、-1;j>=start_b;j-)memset(c,0,sizeof(c),)carry=0;for(i=N-1,k=j;i>=start_a;i-,k-)dk=ai*bj;carry=dk/10;dk=dk%10;if(carry>0) 如果有进位T Fdk=carry;k-;start_d=k+1; 把d累加到c中memset(c,0,sizeof(c),)carry=0for(i=N-1;i>=start_d;i-)ci=ci+di+carry;carry=ci/10;ci=ci%10;if(carry>0)T Fci=carry; i-;start_c=i

10、+1;调用函数d_to_c(c,str_c,start_c)图6：乘法运算函数的N-S图 定义变量str_aN, str_bN,str_cN ,cN,rmdN;tempN; i,k,len_rmd, len1,len2,cur;len1=strlen(str_a); len2=strlen(str_b)strcpy(rmd, str_a)rmdlen2='0'cur=len2-1 cur记下当前商对应的a中的下标if(compare(rmd, str_b)<0)T F cur+; rmdcur=str_acur; rmdcur+1='0'K=0while(

11、str_acur!='0')while(compare(rmd,str_b)>=0)sub(rmd, str_b, temp);ck+;strcpy(rmd, temp);cur+len_rmd=strlen(rmd)rmdlen_rmd=str_acurrmdlen_rmd+1='0'for(i=0;i<k;i+)str_ci=ci+'0'memset(c,0,sizeof(c)k+str_ci='0'图7：除法运算函数的N-S图for(i=1; ;i+)调用输出格式函数welcome()输入一个数x判断x是否等于0

12、T F定义变量x,i, str_aN,str_bN,str_cN;输出(“程序结束，欢迎 您的使用！”)并结束程序while(x>4|x<0)输出("输入错误，请重新输入) 再次输入一个数字 输出(”请输入需要的两个数”)输入一个数再输入一个数switch()case 1:运行加法运算case 2:运行减法运算case 3:运行乘法运算case 4:运行除法运算输出结果图8：运行四则运算的主函数的N-S图5 程序运行数据及其结果1） 测试加法输入1再输入1234567890和1234567890987图一 加法运算结果2） 测试减法输入2再输入123123123132和1

13、23123123 图二 减法运算结果3） 测试乘法输入3再输入12363445234和23452435图三 乘法运算结果4） 测试除法输入4再输入1234567890和123456789图四 除法运算结果5） 退出输入0图五 退出程序6 课程设计心得 这次我的课程设计是大整数的四则运算，由于平常使用的32位操作系统上，整形数的长度是32位，即四个字节，对于一般的应用，这个长度的整数已经足够。但是在某些领域，中，经常需要用到长达128位（16字节）的整数，对于这种整数，内部型是无法进行计算的，所以我将大整数用字符串，数组的形式表示出来，用于它的四则运算。 通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有

14、关c语言设计方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。 在课程设计过程中，不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导以及同学的帮助下，终于迎刃而解。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘。 附录：#include<stdio.h>

15、#include<string.h>#define N 256int min(int x, int y)return x<y?x:y;int c_to_d(char strN, char dN)/把str的各位转变成对应整数，右对齐存入d, start为最高位下标int len,start; /strlen(str)=5 N=10 start =10-5=5 int i,j;for(i=0;i<N;i+)di=0;len=strlen(str);start=N-len;for(i=0,j=start;i<len;i+,j+)dj=stri-'0'r

16、eturn start;void d_to_c(char dN, char strN, int start)/把d中数字dstart.N-1转变为字符左对齐存入strint i,j;int len=N-start;for(i=0,j=start; i<len; i+,j+)stri=dj+'0'strlen='0'/加法additionvoid add(char str_aN, char str_bN, char str_cN)char aN, bN,cN; /以右对齐的方式存储各位数int i;int start_a,start_b,start_c;/分

17、别存储a,b,c中最高位的下标int carry;/进位/把str_a,str_b的各位转变成对应整数，右对齐存入a,bstart_a=c_to_d(str_a, a);start_b=c_to_d(str_b, b);/从低位到高位，对应位相加i=N-1;carry=0;start_c=min(start_a,start_b);while(i>=start_c)ci=ai+bi+carry;carry=ci/10;ci=ci%10;i-;/如果有进位if(carry>0)start_c-;cstart_c=carry;/把c转化为字符串str_cd_to_c(c, str_c,

18、start_c);/减法，subtrationvoid sub(char str_aN, char str_bN, char str_cN)/已假设a>bchar aN, bN,cN; /以右对齐的方式存储各位数int i;int start_a,start_b;/分别存储a,b,c中最高位的下标int borrow;/借位/把str_a,str_b的各位转变成对应整数，右对齐存入a,bstart_a=c_to_d(str_a, a);start_b=c_to_d(str_b, b);/从低位到高位，对应位相减，注意借位memset(c,0,sizeof(c);/将c中有效的个字节替换为

19、并返回c；i=N-1;borrow=0;while(i>=start_a)ci=ai-bi-borrow;if(ci<0) /借位borrow=1;ci+=10;else /注意不可缺省borrow=0;i-; /去掉结果前面的while(i<N && ci=0 )i+;/把c转化为字符串str_cd_to_c(c, str_c, i);/i是c中最高位下标 int compare(char str1N, char str2N) /str1,str2内存的是要进行比较的大整数 /如果前者大于后者，返回正数，若相等返回，否则返回负数int len1,len2;l

20、en1=strlen(str1);len2=strlen(str2);if(len1<len2)return -1;else if(len1>len2)return 1;elsereturn strcmp(str1,str2);/乘法multiplicationvoid mul(char str_aN, char str_bN, char str_cN)int len1, len2,i,j,k,carry;char aN, bN, cN, dN;int start_a, start_b, start_c, start_d;len1=strlen(str_a);len2=strlen

21、(str_b);/把str_a,str_b的各位转变成对应整数，右对齐存入a,bstart_a=c_to_d(str_a, a);start_b=c_to_d(str_b, b);memset(c, 0, sizeof(c);/用bj(j=N-1,N-2.,) 乘a，存入d，再把d累加到c中，注意错位问题，d的最低位下标不是N-1，而是jfor(j=N-1;j>=start_b;j-)memset(d, 0, sizeof(d);carry=0;for(i=N-1,k=j;i>=start_a;i-,k-) /注意d的最低位下标从j开始，而不是从N-1开始dk=ai*bj;carr

22、y=dk/10;dk=dk%10;/如果有进位if(carry>0)dk=carry;k-;start_d=k+1;/把d累加到c中carry=0;for(i=N-1;i>=start_d;i-)ci=ci+di+carry;carry=ci/10;ci=ci%10;/如果有进位if(carry>0)ci=carry;i-;start_c=i+1;/把c转化为字符串str_cd_to_c(c, str_c, start_c);/除法。divisionvoid divd(char str_aN, char str_bN, char str_cN)/已假设a>bchar c

23、N; /以左对齐的方式存储各位数char rmdN;/存储余数char tempN;int i,k,len_rmd, len1,len2,cur;memset(c,0,sizeof(c);/准备工作,先在被除数中取和除数同样多的位数len1=strlen(str_a);len2=strlen(str_b);strcpy(rmd, str_a);rmdlen2='0'cur=len2-1; /cur记下当前商对应的a中的下标/如果不够除，再向右取位if(compare(rmd, str_b)<0)cur+;rmdcur=str_acur;rmdcur+1='0

24、9;/求商的过程是从高位到低位进行，商的每一位计算：需要多次执行减法,减法次数即商的一位。k=0;while(str_acur!='0')while(compare(rmd,str_b)>=0) /本循环确定str_acur对应位置的商sub(rmd, str_b, temp);ck+;strcpy(rmd, temp);/右移一位后继续上述过程cur+;len_rmd=strlen(rmd);rmdlen_rmd=str_acur;/照抄被除数的一位rmdlen_rmd+1='0'k+;/将c0.k-1转换成字符存入str_cfor(i=0;i<k;i+)str_ci=ci+'0'str_ci='0'vo