迷你计算器说明书.doc

目 录
摘 要 1
1. 采用类c语言定义相关的数据类型 2
2. 各模块的伪码算法 3
3. 函数的调用关系图 13
4. 调试分析 13
5. 测试结果 14
6. 源程序（带注释） 17
总 结 24
参考文献 25
致 谢 25
附件Ⅰ 任务一源程序代码 27

摘 要
在我们生活中，常会遇到一些数值运算，这时候必须用到计算器，来方便我们的学习和工作中。
这个程序可以直接输入数学表达式，不需要任何转化，就可以直接输出四则运算的结果，并且操作间单，界面清晰，实用，灵活，方便。它所能完成的主要计算功能有以下几个方面：计算加法、减法、乘法、除法，平方、立方以及平方根,、角度，弧度，还有三角函数sin，cos，tan等的值，让我们感受到计算器的方便。
关键词： 计算器；数据结构；逻辑结构。

34

1. 采用类c语言定义相关的数据类型
CCalculatorDlg::CCalculatorDlg(CWnd* pParent /*=NULL*/)
: CDialog(CCalculatorDlg::IDD, pParent)
{
//{{AFX_DATA_INIT(CCalculatorDlg)
m_strExp = _T("");
m_strRes = _T("");
//}}AFX_DATA_INIT
// Note that LoadIcon does not require a subsequent DestroyIcon in Win32
m_hIcon = AfxGetApp()->LoadIcon(IDI_ICON1);
m_BKbitmap.LoadBitmap(IDB_BITMAP1);
m_bDegree=1;
//初始化函数和常数
opt[0]="e^";
opt[1]="ch";
opt[2]="sqr";
opt[3]="sh";
opt[4]="log";
opt[5]="cos";
opt[6]="sin";
opt[7]="tan";
opt[8]="cot";
opt[9]="ln";
opt[10]="abs";
opt[11]="at";
opt[12]="as";
opt[13]="ac";
opt[14]="th";
opt[15]="exp";
opt2[0]='^';
opt2[1]='/';
opt2[2]='*';
opt2[3]='%';
opt2[4]='+';
opt2[5]='-';
m_strConValue[0]="3.1415926535897932384"; m_strConName[0]="PI";
m_strConValue[1]="9.80665"; m_strConName[1]="GG";
m_strConValue[2]="(8.988*10^9)"; m_strConName[2]="EF";
m_strConValue[3]="0.02241383"; m_strConName[3]="VM";
m_strConValue[4]="(1.380662*10^(-23))"; m_strConName[4]="BC";
m_strConValue[5]="8.3144"; m_strConName[5]="MG";
m_strConValue[6]="(6.6720*10^(-11))"; m_strConName[6]="GR";
m_strConValue[7]="(6.022045*10^23)"; m_strConName[7]="NA";
m_strConValue[8]="(2.99792458*10^8)"; m_strConName[8]="LS";
m_strConValue[9]="(8.854187818*10^(-12))"; m_strConName[9]="DC";
m_strConValue[10]="2.7182818284590452353"; m_strConName[10]="E";
}
2. 各模块的伪码算法
（1） 加减乘除以及幂运算
CString CCalculatorDlg::TwoE(CString strExp)
{
if(op=='+') {y=x1+x2;}
else if(op=='*') {y=x1*x2;}
else if(op=='-') {y=x1-x2;}
else if(op=='^') {y=pow(x1,x2);}
else if(op=='/') {y=x1/x2;}
else if(op=='%') {y=fmod(x1,x2);}
else return "ERROR_"+m_strTmp+"未知运算符_";
return NtoS(y);
}
（2）角度弧度对数平方根以及三角反三角运算；
CString CCalculatorDlg::SingleE(CString op,double dx)
{
if(op=="ln")
{
return NtoS(log(dx));
}
else if(op=="log")
{
return NtoS(log10(dx));
}
else if(op=="sqr")
{
return NtoS(sqrt(dx));
}
else if(op=="e^")
{
return NtoS(exp(dx));
}
else if(op=="abs")
{
return NtoS(fabs(dx));
}
else if(op=="ac")
{
if(m_bDegree)
return NtoS(180*acos(dx)/PI); //以角度返回
else
return NtoS(acos(dx)); //以度数返回
}
else if(op=="as")
{
if(m_bDegree)
return NtoS(180*asin(dx)/PI);
else
return NtoS(asin(dx));
}
else if(op=="at")
{
if(m_bDegree)
return NtoS(180*atan(dx)/PI);
else
return NtoS(atan(dx));
}
else if(op=="exp")
{
return NtoS(pow(10,dx));
}

if(m_bDegree)
dx=dx*PI/180;
if(op=="tan")
{
return NtoS(tan(dx));
}
else if(op=="sin")
{
return NtoS(sin(dx));
}
else if(op=="cos")
{
return NtoS(cos(dx));
}
else if(op=="cot")
{
return NtoS(1/tan(dx));
}
else if(op=="sh")
{
return NtoS(sinh(dx));
}
else if(op=="ch")
{
return NtoS(cosh(dx));
}
else if(op=="th")
{
return NtoS(sinh(dx)/cosh(dx));
}
return "ERROR"+op+"_未知函数_";}
（3）八进制数转换成十进制
void CCalculatorDlg::Oct2Dec(CString *strExp)
{
if(ch==56 || ch==57 || ch>=97 && ch<=102)
{
*strExp="ERROR_八进制数越界_";
return;
}
if(ch>=48 && ch<=55 ||ch==46)
{
strTmp.Insert(0,strExp->Mid(i,1));
strExp->Delete(i);
}
else break;
}
if(i==pos-1) {*strExp="ERROR_缺少二元运算符_";return;}
index=i;
pos=strTmp.Find(".");
if(pos!=-1)
{
strDF=strTmp.Right(strTmp.GetLength()-pos-1);
strTmp.Delete(pos,strTmp.GetLength()-pos);
}
strTmp.MakeReverse();
len=strTmp.GetLength();
for(i=0;i<len;i++)
{
ch=strTmp.GetAt(i);
dx+=(ch-48)*pow(8,i);
}
len=strDF.GetLength();
for(i=0;i<len;i++)
{
ch=strDF.GetAt(i);
dx+=(ch-48)*pow(8,-i-1);
}
strTmp=NtoS(dx);
strExp->Insert(index+1,strTmp);
pos=strExp->Find("xo");
}
}
（4）十六进制数转换成十进制
void CCalculatorDlg::Hex2Dec(CString *strExp)
{
if(ch>=48 && ch<=57 || ch>=97 && ch<=102 ||ch==46)
{
strTmp.Insert(0,strExp->Mid(i,1));
strExp->Delete(i);
}
else break;
}
if(i==pos-1) {*strExp="ERROR_缺少二元运算符_";return;}
index=i;
pos=0;
for(i=0;i<strTmp.GetLength();i++)
{
if(strTmp.GetAt(i)=='.') pos++;
if(pos>1) {*strExp="ERROR_缺少二元运算符_";return;}
}
pos=strTmp.Find(".");
if(pos!=-1)
{
strDF=strTmp.Right(strTmp.GetLength()-pos-1);
strTmp.Delete(pos,strTmp.GetLength()-pos);
}
strTmp.MakeReverse();
len=strTmp.GetLength();
for(i=0;i<len;i++)
{
ch=strTmp.GetAt(i);
if(ch>=48 && ch<=57)//该数在0~9之间
{
dx+=(ch-48)*pow(16,i);
}
else if(ch>=97 && ch<=102)//该数在a~f之间
{
dx+=(ch-87)*pow(16,i);
}
}
len=strDF.GetLength();
for(i=0;i<len;i++)
{
ch=strDF.GetAt(i);
if(ch>=48 && ch<=57)//该数在0~9之间
{
dx+=(ch-48)*pow(16,-i-1);
}
else if(ch>=97 && ch<=102)//该数在a~f之间
{
dx+=(ch-87)*pow(16,-i-1);
}
}
strTmp=NtoS(dx);
strExp->Insert(index+1,strTmp);
pos=strExp->Find("xh");
}
}
（5）二进制数转换成十进制
void CCalculatorDlg::Bin2Dec(CString *strExp)
{
if(ch=='0' || ch=='1' ||ch==46)
{
strTmp.Insert(0,strExp->Mid(i,1));
strExp->Delete(i);
}
else break;
}
if(i==pos-1) {*strExp="ERROR_缺少二元运算符_";return;}
index=i;
pos=strTmp.Find(".");
if(pos!=-1)
{
strDF=strTmp.Right(strTmp.GetLength()-pos-1);
strTmp.Delete(pos,strTmp.GetLength()-pos);
}
strTmp.MakeReverse();
len=strTmp.GetLength();
for(i=0;i<len;i++)
{
ch=strTmp.GetAt(i);
dx+=(ch-48)*pow(2,i);
}
len=strDF.GetLength();
for(i=0;i<len;i++)
{
ch=strDF.GetAt(i);
dx+=(ch-48)*pow(2,-i-1);
}
strTmp=NtoS(dx);
strExp->Insert(index+1,strTmp);
pos=strExp->Find("xb");
}
}
void CCalculatorDlg::Dec2Hex(CString *strExp/*strExp须为数字*/)
{
bool bMinus=0;
if(strExp->GetAt(0)=='-')
{
bMinus=1;
strExp->Delete(0);
}
int pos=strExp->Find('.');
CString str,strDec;
int nDecInt;
double dDec;
if(pos!=-1)
{
strDec=strExp->Left(pos);
nDecInt=atoi(strDec.GetBuffer(0));
strDec=strExp->Right(strExp->GetLength()-pos);
}
else
{
nDecInt=atoi(strExp->GetBuffer(0));
}
strExp->Empty();
while(nDecInt!=0)
{
int nTmp=nDecInt%16;
if(nTmp==10) str="a";
else if(nTmp==11) str="b";
else if(nTmp==12) str="c";
else if(nTmp==13) str="d";
else if(nTmp==14) str="e";
else if(nTmp==15) str="f";
else str.Format("%d",nTmp);
nDecInt/=16;
strExp->Insert(0,str);
}
*strExp+=".";
if(pos!=-1)
{
dDec=StoN(strDec);
int nCount=0;
while(dDec!=0)
{
dDec*=16;
int nTmp=(int)dDec;
if(nTmp==10) str="a";
else if(nTmp==11) str="b";
else if(nTmp==12) str="c";
else if(nTmp==13) str="d";
else if(nTmp==14) str="e";
else if(nTmp==15) str="f";
else str.Format("%d",nTmp);
*strExp+=str.Left(pos);
dDec-=nTmp;
if(++nCount==17) break;
}
}
if(bMinus) strExp->Insert(0,"-");
if(strExp->Find("-1")!=-1 && bMinus!=1) *strExp="太大无法表示";
}
3. 函数的调用关系图

科学型OnRadioScientfic()

标准型OnRadioStandard()
图形函数OnPaint()
主函数main（）
界面函数WindowRect()

4. 调试分析
a、 调试中遇到的问题及对问题的解决方法
第一次做的过程中我只考虑到迷你计算器的实现，而没考虑到界面的问题，而在第二此做好界面输入时，它的功能过于简单，只有加减乘除四则运算，在我第三次修改后得到现在的程序，它增强了以前的功能，有着良好的界面效果。
b、 算法的时间复杂度和空间复杂度
画按钮的时间复杂度为：O（n^2）,判断操作符优先级、初始化按钮都为:O(n)
5. 测试结果
(1) 加减乘除运算如图1所示：

图1
(2) 正弦求值运算如图2所示：

图2
(3) 反余弦运算如图3所示：

图3
(4) 平方根运算如图5所示：

图5
（6）当运行1/0时如图6所示：

图6
6. 源程序（带注释）
void CCalculatorDlg::MultiE(CString *strExp)
{
if(strExp->IsEmpty())
*strExp="ERROR_函数表达式为空_";
if(IsDigital(*strExp))
{
return;
}
while(1)/*处理所有的一元运算*/
{
for(int i=0;i<FUNCNUM;i++)
{
int pos=strExp->Find(opt[i]);
if(pos!=-1)
{
CString str=strExp->Right(strExp->GetLength()-pos-opt[i].GetLength());
double dx=StoN(str);
if(m_strTmp==str) {*strExp="ERROR"+str+"_无法识别的函数_";return;}
strExp->Delete(pos,strExp->GetLength()-pos);
*strExp+=SingleE(opt[i],dx)+m_strTmp;
MinusMinus(strExp);
if(pos>=1)
{
char ch=strExp->GetAt(pos-1);
if(ch>=48 && ch<=57)
{*strExp="ERROR_缺少二元运算符_";return;}
}
break;
}
}
if(i==FUNCNUM)
break;
}
//按运算符优先级处理二元运算
int pos=-1;
while(1)
{
pos=strExp->Find('^');
if(pos==-1)
break;
else
Calcu(strExp,pos);
}
while(1)
{
pos=strExp->Find('/');
if(pos==-1) break;
else Calcu(strExp,pos);
}
while(1)
{
pos=strExp->Find('*');
if(pos==-1) break;
else Calcu(strExp,pos);
}
while(1)
{
pos=strExp->Find('%');
if(pos==-1) break;
else Calcu(strExp,pos);
}
pos=0;
if(strExp->GetAt(0)=='-' || strExp->GetAt(0)=='+')
strExp->Insert(0,"0");
while(1)
{
int tmpos=strExp->Right(strExp->GetLength()-pos).Find('-');
if(tmpos==-1)
break;
else
pos+=tmpos;
if(pos==0 && pos<strExp->GetLength() && strExp->GetAt(pos+1)=='-' || pos>0)
{
if(strExp->GetAt(pos+1)=='+')
{
strExp->Delete(pos+1);
pos=0;
continue;
}
/*********处理连减（如：----1）的情况***********/
int nCount=0;
while(1)
{
if(++pos>0)
{
if(strExp->GetAt(pos)!='-') break;
else nCount++;
}
else break;
}
if(nCount>0)
{
strExp->Delete(pos-nCount-1,nCount+1);
if(nCount%2==0) strExp->Insert(pos-nCount-1,"-");
else if(pos-nCount-1>0) strExp->Insert(pos-nCount-1,"+");
pos=0;
continue;
}
else pos--;
/***********************************************/
if(pos>0 && strExp->GetAt(pos-1)=='+')
{
pos++;
continue;
}
Calcu(strExp,pos);
}
else pos++;
}
pos=0;
while(1)
{
pos=strExp->Find('+');
if(pos==-1)
break;
if(pos==0 && strExp->GetAt(pos+1)=='+' || pos>0)
{
/*********处理连加（如：++++1）的情况***********/
int nCount=0;
while(1)
{
if(pos++>0 && pos<strExp->GetLength())
{
if(strExp->GetAt(pos)!='+')
break;
else nCount++;
}
else break;
}
if(nCount>0)
{
strExp->Delete(pos-nCount-1,nCount+1);
strExp->Insert(pos-nCount-1,"+");
pos=0;
continue;
}
else pos--;
/***********************************************/
Calcu(strExp,pos);
}
else pos++;
}
}

void CCalculatorDlg::Calcu(CString *strExp,int pos)
{
char ch;
for(int j=pos-1;j>=0;j--)
{
ch=strExp->GetAt(j);
if(ch=='+' ||ch=='-' ||ch=='*'||ch=='/' ||ch=='%' ||ch=='^' )
{
if(j==0 && ch!='-') {*strExp="ERROR_缺少参数_";return;}
if(j==0 && ch=='-') j=-1;//防止把负号误判为减号
else if(j>0 && ch=='-' && !IsDigital(strExp->Mid(j-1,1))) j--;
break;
}
}
for(int k=pos+1;k<strExp->GetLength();k++)
{
ch=strExp->GetAt(k);
if(ch=='+' ||ch=='-' ||ch=='*'||ch=='/' ||ch=='%' ||ch=='^' )
{
if(ch=='-' && k>pos+1) break;
if(ch=='-' && k>0 && IsDigital(strExp->Mid(k+1,1)) ) k++;
else break;
}
}
CString strExp2=strExp->Mid(j+1,k-j-1);
*strExp=strExp->Left(j+1)+TwoE(strExp2)+strExp->Right(strExp->GetLength()-k);
if(strExp->Find("#IN")!=-1) {*strExp="ERROR_结果有溢出或值域越界_";return;}
if(!SynRes(strExp)) {*strExp="ERROR_缺少运算符_";return;}
MinusMinus(strExp);
}

总 结
这在两周的数据结构课程设计中，我的题目是迷你计算器设计，通过该题目的设计过程，我加深了对顺序存储，计算，输入输出的理解，对顺序表基本运算的实现有所掌握，对课本中所学的数据结构进一步理解和掌握，学会了如何把学到的知识用于解决实际问题，锻炼了自己的动手能力。
一个人完成所有的工作是非常困难和耗时的，在以后的学习中我会更加注意各个方面能力的协调发展。在课程设计中遇到了很多问题，在老师、同学以及各种资料的查阅下将各种问题解决，培养了我自主动手，独立研究的能力，为今后的工作以及学习中能更好的发展打下坚实的基础。两周的课程设计很短，但其间的内容是很充实的，并且能够学到平时书本中学不到知识，积累经验，锻炼自己分析问题，解决问题的能力。两周的课程设计，收获颇丰。
参考文献
1 严蔚敏，吴伟民.《数据结构（C语言版）》.清华大学出版社.
2 严蔚敏，吴伟民.《数据结构题集（C语言版）》.清华大学出版社.
3 《DATA STRUCTURE WITH C++》. William Ford,William Topp .清华大学出版社（影印版）.
4 谭浩强.《c语言程序设计》. 清华大学出版社.
5．数据结构与算法分析（Java版） , A Practical Introduction to Data Structures and Algorithm Analysis Java Edition Clifford A. Shaffer , 张铭,刘晓丹译 电子工业出版社 2001 年1月

致 谢
首先感谢指导老师，他在我的课程设计过程中提出了指导的方案和构架，使我能够对相关知识的掌握和进一步的深入。
他在编程过程中给我不断地建议和指导，平且反复的修改，调试程序后才写出了这样的程序。
次之，我的同学在程序的测试和修改过程中也提供了不少的帮助，没有他们，也许就很难找到一些潜在的错误，在此一并表示感谢。

附件Ⅰ 任务一源程序代码
#include "stdafx.h"
#include "Calculator.h"
#include "CalculatorDlg.h"
#include <math.h>
#ifdef _DEBUG
#define new DEBUG_NEW
#undef THIS_FILE
static char THIS_FILE[] = __FILE__;
#endif
#define FUNCNUM 16 //函数个数
#define CONSTNUM 11 //常数个数
#define E 2.7182818284590452353
#define PI 3.14159265358979323
// CAboutDlg dialog used for App About
class CAboutDlg : public CDialog
{
public:
CAboutDlg();
// Dialog Data
//{{AFX_DATA(CAboutDlg)
enum { IDD = IDD_ABOUTBOX };
//}}AFX_DATA
// ClassWizard generated virtual function overrides
//{{AFX_VIRTUAL(CAboutDlg)
protected:
virtual void DoDataExchange(CDataExchange* pDX); // DDX/DDV support
//}}AFX_VIRTUA
// Implementation
protected:
//{{AFX_MSG(CAboutDlg)
//}}AFX_MSG
DECLARE_MESSAGE_MAP()
};
CAboutDlg::CAboutDlg() : CDialog(CAboutDlg::IDD)
{
//{{AFX_DATA_INIT(CAboutDlg)
//}}AFX_DATA_INIT
}
void CAboutDlg::DoDataExchange(CDataExchange* pDX)
{
CDialog::DoDataExchange(pDX);
//{{AFX_DATA_MAP(CAboutDlg)
//}}AFX_DATA_MAP
}
BEGIN_MESSAGE_MAP(CAboutDlg, CDialog)
//{{AFX_MSG_MAP(CAboutDlg)
// No message handlers
//}}AFX_MSG_MAP
END_MESSAGE_MAP()
// CCalculatorDlg dialog
CCalculatorDlg::CCalculatorDlg(CWnd* pParent /*=NULL*/)
: CDialog(CCalculatorDlg::IDD, pParent)
{
//{{AFX_DATA_INIT(CCalculatorDlg)
m_strExp = _T("");
m_strRes = _T("");
//}}AFX_DATA_INIT
// Note that LoadIcon does not require a subsequent DestroyIcon in Win32
m_hIcon = AfxGetApp()->LoadIcon(IDI_ICON1);
m_BKbitmap.LoadBitmap(IDB_BITMAP1);
m_bDegree=1;
//初始化函数和常数
opt[0]="e^";
opt[1]="ch";
opt[2]="sqr";
opt[3]="sh";
opt[4]="log";
opt[5]="cos";
opt[6]="sin";
opt[7]="tan";
opt[8]="cot";
opt[9]="ln";
opt[10]="abs";
opt[11]="at";
opt[12]="as";
opt[13]="ac";
opt[14]="th";
opt[15]="exp";
opt2[0]='^';
opt2[1]='/';
opt2[2]='*';
opt2[3]='%';
opt2[4]='+';
opt2[5]='-';
m_strConValue[0]="3.1415926535897932384"; m_strConName[0]="PI";
m_strConValue[1]="9.80665"; m_strConName[1]="GG";
m_strConValue[2]="(8.988*10^9)"; m_strConName[2]="EF";
m_strConValue[3]="0.02241383"; m_strConName[3]="VM";
m_strConValue[4]="(1.380662*10^(-23))"; m_strConName[4]="BC";
m_strConValue[5]="8.3144"; m_strConName[5]="MG";
m_strConValue[6]="(6.6720*10^(-11))"; m_strConName[6]="GR";
m_strConValue[7]="(6.022045*10^23)"; m_strConName[7]