复数计算器专业课程设计.doc

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目录 1 题目内容及设计规定 1 2 总体设计 1 2.1 总体功能框图 1 2.2 类设计阐明 1 2.3 重要算法流程图 1 3 程序清单及注释 1 4 运营成果与分析 1 5 总结 2 6 参照文献 2 1 题目内容及设计规定题目17 复数计算器内容及规定：（1）所设计复数计算器可以进行+ - * += -= *= ++ -- >= <= == !=运算符，其中 >= <=是针对复数模进行运算。（2）设计输入重载函数，规定能接受从键盘输入a+bi形式复数，在程序中可以辨认出实部虚部并对的赋值。 (3) 设计计算器测试程序，对加减法进行测试，规定在两位数以内进行，对乘法进行测试，乘法规定为一位数运算。 (4) 设计记录功能，可以记录下不同顾客使用计算器状况，记录以文献形式保存在计算机内，开机时规定顾客输入顾客名，显示该名户此前记录。顾客记录取涉及：做了多少次加减法、乘法、进行测试次数，后3次测试平均分等，在退出计算器程序时专心顾客记录代替原有记录。 2 总体设计 2.1 总体功能框图依照题中任务功能，一方面要弄清复数运算法则，并使用c++语言表达。复数包括实部与虚部，如何将这两某些表达出来也使核心定义一种复数类complex。声明所需成员函数和友元函数对各运算符进行重载。定义各成员函数。定义主函数，实现对整个程序控制。编译、运营并调试 2.2 类设计阐明 class CComplex //定义命名空间NameCComplex { private： double Real,Image; public： CComplex(double real=0,double image =0) //构造函数 { Real=real;Image=image; } friend istream & operator>>(istream &is,CComplex &com )； //重载输入 friend ostream & operator<<(ostream &os,CComplex &com)； //重载输出 CComplex operator+(CComplex &com)； //加法重载 CComplex operator-(CComplex &com)； //减法重载 CComplex operator*(CComplex &com)； //乘法重载 CComplex operator+=(CComplex &com)； //加法赋值重载 CComplex operator-=(CComplex &com)； //减法赋值重载 CComplex operator*=(CComplex &com)； //乘法赋值重载 CComplex operator++()； //自加 CComplex operator--()； //自减 double mod (void)； //求复数模 int operator>(CComplex &com); int operator<(CComplex &com); int operator!=(CComplex &com); int operator==(CComplex &com); }; 2.3 重要算法流程图开始声明一种complex类，并定义double，real，image；声明类函数，构造函数，加减乘除和取模运算 c.real=real+c2.real;c.imag=imag+c2.imag; c.real=real-c2.real;c.imag=imag-c2.imag; c.real=(real*c2.real+imag*c2.imag)/a;c.imag=(imag*c2.real-real*c2.imag)/a c.real=real*c2.real-imag*c2.imag;c.imag=real*c2.imag+imag*c2.real; Sqrt(real*real=imag*imag); 输出c1,c2,c1+c2,c1-c2,c1*c2,c1/c2，∣c1∣值终结。。。。。。图2－1 算法流程图 3 程序清单及注释 #include <iostream> #include <cmath> #include <cstdlib> #include <cstring> #include <fstream> #include <ctime> //#define EPS len-5 // 定义精度常数 using namespace std; namespace NameCComplex // 定义命名空间 NameCComplex { /*----------------------------------------------------------------------- |某些A： | 复数类 CComplex 声明和定义，以及构造体类型顾客 User 定义 | ----------------------------------------------------------------------*/ /*--------------------------------- | 复数类 CComplex 声明 --------------------------------*/ class CComplex { private: double Real，Image； // 分别为复数实部和虚部 public: CComplex(double real=0，double image=0) // 构造函数 { Real = real； Image = image; } friend istream & operator >> (istream & is，CComplex & com)； // 重载输入 friend ostream & operator << (ostream & os，CComplex & com)； // 重载输出 CComplex operator + (CComplex & com)； // 加法重载 CComplex operator - (CComplex & com)； // 减法重载 CComplex operator * (CComplex & com)； // 乘法重载 CComplex operator += (CComplex & com)； // 加法赋值重载 CComplex operator -= (CComplex & com)； // 减法赋值重载 CComplex operator *= (CComplex & com)； // 乘法赋值重载 CComplex operator ++ ()； // 自加 CComplex operator -- ()； // 自减 double mod(void); int operator > (CComplex & com); int operator < (CComplex & com); int operator != (CComplex & com); int operator == (CComplex & com); }; /*------------------------------------ | 构造体类型顾客 User 定义 -----------------------------------*/ struct User { char szName[20]； // 顾客名 int nTime； // 使用次数 int nTest； // 测试次数 double dlAve； // 平均成绩 int nAdd； // 加法次数 int nSub； // 减法次数 int nMul； // 乘法次数 double dlScore[3]； // 3次测试得分 } user; /*--------------------------------------------------------------- | 复数类 CComplex 类外定义某些 ---------------------------------------------------------------*/ // 重载运算符“++”，实部与虚部均加 1 CComplex CComplex::operator ++ () { Real++; Image++; return *this; } // 重载运算符“--”，实部与虚部均减 1 CComplex CComplex::operator -- () { Real--; Image--; return *this; } // 求复数模，返回实部^2 + 虚部^2 double CComplex::mod() { return Real * Real + Image * Image; } // 重载运算符“>”，比较模大小 int CComplex::operator > (CComplex & com) { if ( mod() > com.mod() ) return 1； // 若大，则返回 1 else return 0; } // 重载运算符“<”，比较模大小 int CComplex::operator < (CComplex & com) { if ( mod() < com.mod() ) return 1； // 若小，则返回 1 else return 0; } // 重载运算符“!=”，分别判断复数实部与虚部 int CComplex::operator != (CComplex & com) { if ( *this==com ) return 0; else return 1; } // 重载复数输入， a+bi 形式 istream & operator >> (istream & is，CComplex & com) { cout << "输入复数："; char s[80]; is >> s； // 用字符串形式接受复数 int len = strlen(s)； // 求出字符串长度 int n = 0，sign = 1； // 其中 n 值为当前从字符串中提取出数字，会在下面 while 语句中得到拟定值 // sign 为状态变量，表达数值正负符号，以辅助辨认正负值 com.Image = com.Real = 0; // 判断接受字符串与否合法 for(int k=0；k<len；k++) { if ( (s[k]<'0' || s[k]>'9') && (s[k]!='+' && s[k]!='-' && s[k]!='i') ) { cout << "error" << endl; return is； // 错误，输出出错信息并返回 } } // 顺序辨认字符串中各字符 for(int k=0；k<len;) { if ( n!=0 && (s[k]=='--' || s[k]=='+') ) // 当前字符与否为符号位 { com.Real = sign * n； // 是符号位，且 n!=0，即 n 已被赋值(通过下面whlie语句)，表白当前读取是虚部符号 n = 0； // 将原 n*sign 值(带正负号数值)赋给实部后，将 n 清零，准备下一次继续接受并判断与否为虚部值 } if ( s[k] == '-') // 当前字符若为负号 { sign = -1； k++； // 给符号标志变量 sign 赋值，表达为负数 } if ( s[k] == '+') // 当前字符若为正号 { sign = 1； k++； // 给符号标志变量 sign 赋值，表达为正数 } if ( s[k]=='i' ) // 若当前字符为“i” { if ( k!=len-1 ) // 判断字符 'i' 与否为字符串中最后一种字符 cout << "error\n"； // 如果不是，阐明复数数据格式错误 else com.Image = sign * n； // 是最后一种字符，复数对象已接受完，用 sign*n 为虚部赋值 break; } while ( s[k]>='0' && s[k]<='9' ) // 当前字符若在 0~9 之间，则将数字字符转换成数字数值 { n = n * 10 + s[k] - '0'; k++; } } if ( s[len-1]!='i' && n!=0 ) // 如果最后一种字符不是 'i'，表达复数对象内只有实部，没有虚部，如：-a com.Real = n * sign; return is; } // 重载复数输出 ostream & operator << (ostream & os，CComplex & com) { if ( fabs(com.Image)==0 ) // 如果虚部为 0 os << com.Real； // 只输出实部 else if ( fabs(com.Real)==0 ) // 如果实部为 0 os << com.Image << "i"； // 只输出虚部 else if ( com.Image>0 ) os << com.Real << "+" << com.Image << "i"； // 虚部为正 else os << com.Real << com.Image << "i"； // 如实部为 3，虚部为 -6i，就变为 3 - 6i，而不是 3 + -6i return os; } // 加法重载 CComplex CComplex::operator + (CComplex & com) { CComplex sum; sum.Real = Real + com.Real； // 实部相加 sum.Image = Image + com.Image； // 虚部相加 return sum; } // 乘法重载 CComplex CComplex::operator * (CComplex & com) { CComplex multi; multi.Real = Real * com.Real - Image * com.Image； // 乘积实部 multi.Image = Real * com.Image + Image * com.Real； // 乘积虚部 return multi; } // 减法重载 CComplex CComplex::operator - (CComplex & com) { CComplex sub; sub.Real = Real - com.Real； // 实部相减 sub.Image = Image - com.Image； // 虚部相减 return sub; } // 加法赋值重载 CComplex CComplex::operator += (CComplex & com) { Real = Real + com.Real； // 实部 Image = Image + com.Image； // 虚部 return *this; } // 减法赋值重载 CComplex CComplex::operator -= (CComplex & com) { Real = Real - com.Real； // 实部 Image = Image - com.Image； // 虚部 return *this; } // 乘法赋值重载 CComplex CComplex::operator *= (CComplex & com) { double nReal = Real * com.Real - Image * com.Image； // 乘积实部 double nImage = Real * com.Image - Image * com.Real； // 乘积虚部 Real = nReal; Image = nImage; return *this; } // 重载 == 运算符，分别比较两个复数对象实部和虚部 int CComplex::operator == (CComplex & com) { if ( Real==com.Real && Image==com.Image ) return 1； // 实部与虚部某些相等，则返回 1 else return 0; } /*---------------------------------------------------------------------------- |某些B： | 测试函数 void Test(void) | 实现复数加法函数 void Add() | 实现复数减法函数 void Sub() | 实现复数乘法函数 void Mul() | 实现复数自加函数 void Add1() | 比较两个复数大小函数 void Compare() | 输出本次顾客使用计算器状况记录 void userprint() | 当前顾客使用完计算器，保存或更新顾客资料函数 void SaveFile() | ----------------------------------------------------------------------------*/ // 测试函数，随机出 10 道运算题，可以打分 void Test(void) { user.nTest++； // 顾客测试次数加 1 cout << "共10道题，作10以内加减运算，满分 100分：\n"; double real1，real2，image1，image2，real3，real4，image3，image4； // 1 和 2 分别代表两个待相加复数实部和虚部，3 和 4 则为相乘 CComplex answer，temp; int score = 0; char op; for(int i=0；i<=9；i++) { real1 = rand()%200 - 100； // 产生随机数是两位数，可以是正数或负数 image1 = rand()%200 - 100; real2 = rand()%200 - 100; image2 = rand()%200 - 100; CComplex a(real1，image1)，b(real2，image2)； // 用产生随机数对象分别初始化两个复数对象 real3 = rand()%20 - 10； // 产生随机数是一位数，可以是正数或负数 image3 = rand()%20 - 10; real4 = rand()%20 - 10; image4 = rand()%20 - 10; CComplex c(real3，image3)，d(real4，image4); op = rand()%3； // 随机产生 3 种运算符 switch(op) { case 0: answer = a + b; cout << a << "加上" <> temp； // 接受顾客输入成果 if ( answer==temp ) score+=10； // 对的则加 10分 else { cout << "此题做错了\n"; cout << "对的答案为：" << answer << endl; } } cout << "你最后得分是：" << score << endl; // 计算最后 3次平均分 if ( user.nTest<=3 ) // 若合计次数没有超过 3次 { user.dlAve = 0; user.dlScore[user.nTest-1] = score； // 将本次测试成绩添加进记录中 for(int i=0；i<user.nTest；i++) user.dlAve += user.dlScore[i]； // 若此前有记录，将其与本次记录合计相加起来，用以计算平均分 user.dlAve = user.dlAve / user.nTest； // 计算平均分，user.dlAve 从合计分数变成了平均分 } else // 如果合计测试超过 3次 { user.dlScore[0] = user.dlScore[1]； // 最前面一次记录将被覆盖，即：删除 user.dlScore[1] = user.dlScore[2]; user.dlScore[2] = score； // 将本次记录添加进测试记录尾部 user.dlAve=0; for(int i=0；i<3；i++) // 计算最新 3次平均分 user.dlAve += user.dlScore[i]; user.dlAve = user.dlAve / 3; } cout << "按任意键继续\n"; cout .flush(); cin.get(); cin.get(); } // 实现复数加法 void Add() { user.nAdd++; CComplex num1，num2，sum，Zero(0，0); cout << "加法计算\n" << "至少输入两个复数，输入“0”结束\n"; cout << "第1个复数："; cin >> num1； // 输入第 1个复数 cout << "第2个复数："; cin >> num2； // 输入第 2个复数 sum = num1 + num2; cout << "第3个复数："; cin >> num1； // 输入第 3个复数 int i = 4; while ( !(num1==Zero) ) { sum = sum + num1； // 实现复数相加 cout << "第" <> num1； // 输入第 i个复数 i++; } cout << "成果是：" << sum << endl; cout << "按任意键继续\n"; cout.flush(); cin.get(); cin.get(); } // 实现复数减法 void Sub() { user.nSub++; CComplex num1，num2，sub，Zero(0，0); cout << "减法计算\n" << "至少输入两个复数，输入“0”结束\n"; cout << "第1个复数："; cin >> num1； // 输入第 1个复数 cout << "第2个复数："; cin >> num2； // 输入第 2个复数 sub = num1 - num2; cout << "第3个复数："; cin >> num1； // 输入第 3个复数 int i = 4; while ( !(num1==Zero) ) { sub = sub - num1； // 实现复数减法 cout << "第" <> num1； // 输入第 i个复数 i++; } cout << "成果是：" <> num1； // 输入第 1个复数 cout << "第2个复数："; cin >> num2； // 输入第 2个复数 mul = num1 + num2; cout << "第3个复数："; cin >> num1； // 输入第 3个复数 int i = 4; while ( !(num1==Zero) ) { mul *= num1； // 实现复数减法 cout << "第" <> num1； // 输入第 i个复数 } cout << "成果是：" << mul << endl; cout << "按任意键继续\n"; cin.get(); cin.get(); } // 实现复数自加，实部与虚部均自加 1 void Add1() { user.nAdd++； // 顾客加法记录次数加 1 CComplex num1; cin >> num1； // 这里输入数也许是虚部为0数，原书代码未作判断 num1++； // 实部与虚某些别加 1 cout << "自加成果为" << num1 << endl; cout << "按任意键继续\n"; cout.flush(); cin.get(); cin.get(); } // 实现复数自减 void Sub1() { user.nSub++； // 顾客减法记录次数加 1 CComplex num1; cin >> num1; num1--; cout << "自减成果为" << num1 << endl; cout << "按任意键继续\n"; cout.flush(); cin.get(); cin.get(); } // 比较两个复数大小 void Compare() { CComplex num1，num2; cout << "输入两个复数\n"; cout << "第1个复数："; cin >> num1; cout << "第2个复数："; cin >> num2; if ( num1==num2 ) cout << " 这两个复数相等\n"; else if ( num1>num2 ) cout << num1 << "模不不大于" << num2 << "模\n"; else if ( num1<num2 ) cout << num2 << "模不不大于" << num1 << "模\n"; else cout << "这两个复数模相等\n"; cout << "按任意键继续\n"; cin.get(); cin.get(); } // 输出本次顾客使用计算器状况记录 void userprint() { cout << user.szName << "使用次数为：" << user.nTime << "次" << endl; cout << "其中：\t 加法次数：" << user.nAdd << "次\n" << "\t 减法次数：" << user.nSub << "次\n" << "\t 乘法次数：" << user.nMul << "次\n" << "\t 测试次数：" << user.nTest << "次\n" << "\t 平均成绩：" << user.dlAve << "次" << endl; } // 顾客登陆，开始启动计算器 void Login() { char szName[20]; cout << "请输入您姓名："; cin.getline(szName，20); ifstream infile; User user1; infile.open("user.dat"，ios::binary|ios::in)； // 打开顾客资料文献（这个地方若没有文献，则不会创立新文献，不知何问题 if ( !infile ) // 若没有顾客资料文献 { cout << "没有原始记录文献，您是第 1位顾客！\n"; strcpy(user.szName，szName)； // 为全局变量 user 中 szName 成员赋值 user.nTime++; return； // 函数返回 } // 读取顾客资料文献（从该文献第1个字节开始逐个读取信息） // 如果顾客资料中找到了当前姓名顾客，则阐明是老顾客，显示某些信息，并作某些使用次数记录。 infile.read( (char *)&user1，sizeof(User) )； while ( !infile.eof() ) // 只要没到文献末尾（未遇文献结束符），则始终进行此循环 { if ( strcmp(user.szName，szName)==0 ) // 将顾客资料文献中顾客名与读取顾客名进行比较 { user

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