C语言课程设计.doc

二一五二一六 学年第 二 学期信息科学与工程学院软件综合设计报告书课程名称： C语言课程设计 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 二一六 年 六 月一、需求分析用单链表实现任意两个一元多项式的加、减法运算任务：编程实现以下功能： 分别输入一元多项式pn (x)和Q n (x)。 从键盘输入一元对项式中各项的系数和指数，并用单链表加以表示。分别对一元多项式pn (x)和Q n (x)进行升幂排序。将一元多项式中各子项按照指数从小到大的顺序排序。分别输出一元多项式pn (x)和Q n (x)。 将用单链表表示的一元多项式输出，即打印多项式的系数和指数。任意输入一个实数x0，分别求出一元多项式pn (x0)和Q n (x0)的值。已知有两个一元多项式分别为Pn (x)和Qn (x)，求出两个多项式的和R n (x)和差T n (x)，分别用单链表表示R n (x)和T n (x)，并将二者输出，（R n (x)=P n (x)+Q n (x)，T n (x)=P n (x)-Q n (x)）保存多项式，即分别将一元多项式pn (x)和Q n (x)各项的系数和指数保存到外部磁盘文件。由程序从所存文件中读出多项式的系数和指数，重新构建一元多项式 Pn (x) 和Q n (x)，并可对其再次进行运算操作。用户操作流程：（1） 进入菜单界面；（2） 根据提示输入对应功能数字，调用功能；（3） 根据提示输入参数；（4） 选择功能输出结果；（5） 退出。二、 概要设计1、 系统总体设计框架：主程序功能选择函数输入数据函数升幂函数赋值函数求和求差函数输出结果函数2、 系统功能模块 （1） 功能选择函数：通过输入对应功能的数字，调用对应的函数进行多项式的运算。（2） 输入数据函数：采用尾插法建立单链表并输入保存两个多项式的各项指数和系数。 （3） 升幂函数：通过冒泡排序法对两个多项式进行升幂排序。 （4） 求和求差函数：定义空链用来存储结果，将两个多项式相加减分别得到Rn（x）和Tn（x）。 （5） 输出函数：输出当前保存的多项式。三、详细设计创建一元多项式链表，链表中的每一个结点存放多项式的一个系数非零项，它包含三个域，分别存放该项的系数、指数以及指向下一个多项式项结点的指针。对每一项的系数和指数进行相应的操作完成计算1. 定义结构体struct使用typedef和struct定义的新类型名称，声明和初始化结构体变量；创建并根据自己的意愿初始化结构数组。2. 建立单链表并输入保存一元多项式各项的系数和指数。单链表有两个域，data域和next域，一个是存放数据，一个是存放指针而且指向它的后继。将表的最后一个结点的next置NULL，以示表的结束。由于Pn（x）和Qn（x）的输入方式一样，所以在这里就只讨论Pn（x）的输入。在输入系数和指数的时候，在最后输入0以示输入结束。开始一次输入Pn（x）各项的系数和指数将输入的数据作为多项式保存调用函数显示保存的一元多项式结束3. 建立功能选择函数通过switch来判断外界输入的数字，调用对应的函数开始输入要调用函数的数字判断输入的数字是否合法通过switch判断返回对应的功能函数调用该函数结束4. 多项式相加减：多项式相加的运算规则是：两个多项式中所有指数相同的项的对应系数相加，若和不为零，则构成“和多项式”中的一项；所有指数不相同的的项均复抄到“和多项式”中。以单链表作为存储结构，并且“和多项式”中的节点无需另外生成，则可看做是将多项式Q加到多项式P中，由此得到下列运算规则：（设p、q分别是多项式Pn（x）和Qn（x）的一项，比较结点的指数项）；若p-expexp,则结点p所指的结点应是“和多项式”中的一项，令指针p后移。 若p-expq-exp，则结点q所指的结点应是“和多项式”中的一项，将结点q插入在结点p之前，且令指针q在原来的链表上后移。 若p-exp=q-exp，则将两个结点的系数相加，当和不为零是修改结点p的系数，释放q结点；若和为零，则“和多项式”中无此项，从P中p结点，同时释放p和q结点。 多项式相减运算规则同加法。求和函数程序流程图：开始定义用来存储结果的空链R调用排序函数先对多项式进行升幂排序判断链表P是否为空？判断链表Q是否为空？将P、Q同指数项的系数相加然后赋给R直接将多项式P的各项系数指数赋给R直接将多项式Q的各项系数指数赋给R输出结果R结束是是否否求差函数程序流程图：开始调用排序函数先对多项式进行升幂排序定义用来存储结果的空链T判断链表P是否为空？判断链表Q是否为空？将P、Q同指数项的系数相减然后赋给R输出结果T结束直接将多项式P的各项系数指数赋给T将多项式Q的系数变负后再赋给T是是否否四、主要源程序代码#include #include #include typedef struct Ploynode int coef; int exp; struct Ploynode *next; DXS; int get() int num; printf(输入选择功能对应的数字: ); scanf(%d, &num); return num; void fun1( DXS *PHEAD, DXS *QHEAD ) int e, c;/定义指数系数 printf(请输入P(x)中各项的系数和指数n); scanf(%d %d, &c, &e); while( c != 0 | e != 0 ) /*若c=0，则代表多项式的输入结束*/ DXS *p = (DXS*) malloc(sizeof(DXS);/*申请新的结点*/ p-coef = c; p-exp = e; PHEAD-next = p;/*在当前表尾做插入*/ p-next = NULL; /*将表的最后一个结点的next置NULL，以示表结束*/ PHEAD = PHEAD-next; scanf(%d %d, &c, &e); printf(请输入Q(x)中各项的系数和指数n); scanf(%d %d, &c, &e); while( c != 0 |e != 0 ) /*若c=0，则代表多项式的输入结束*/ DXS *p = (DXS*) malloc(sizeof(DXS);/*申请新的结点*/ p-coef = c; p-exp = e; QHEAD-next = p; /*在当前表尾做插入*/ p-next = NULL; /*将表的最后一个结点的next置NULL，以示表结束*/ QHEAD = p; scanf(%d %d, &c, &e); printf(输入5显示结果n); void fun2( DXS *PHEAD, DXS *QHEAD )/升幂排序 DXS *p, *q;/链表的冒泡排序 p = PHEAD-next; for( p; p != NULL; p = p-next ) for( q = p-next; q != NULL; q = q-next ) if( p-exp q-exp ) int temp; temp = p-coef; p-coef = q-coef; q-coef = temp; temp = p-exp; p-exp = q-exp; q-exp = temp; p = QHEAD-next; for( p; p != NULL; p = p-next ) for( q = p-next; q != NULL; q = q-next ) if( p-exp q-exp ) int temp; temp = p-coef; p-coef = q-coef; q-coef = temp; temp = p-exp; p-exp = q-exp; q-exp = temp; printf(输入5显示结果。n); void fun5( DXS *PHEAD, DXS *QHEAD ) printf(当前保存的P(x),Q(x)序列如下:n); printf(P(x)=); while( PHEAD-next != NULL ) PHEAD = PHEAD-next; printf(%dx%d, PHEAD-coef, PHEAD-exp); if( PHEAD-next != NULL ) printf( + ); printf(n); printf(Q(x)=); while( QHEAD-next != NULL ) QHEAD = QHEAD-next; printf(%dx%d, QHEAD-coef, QHEAD-exp); if( QHEAD-next != NULL ) printf( + ); printf(nn); void fun4( DXS *PHEAD, DXS *QHEAD ) int x0; double sum; printf(输入x的值: ); scanf(%d, &x0); sum = 0; while( PHEAD-next != NULL) PHEAD = PHEAD-next; sum += PHEAD-coef * pow( x0, PHEAD-exp ); printf(P(x) = %.0lfn, sum); sum = 0; while( QHEAD-next != NULL ) QHEAD = QHEAD-next; sum += QHEAD-coef * pow( x0, QHEAD-exp ); printf(Q(x0) = %.0lfnn, sum); void fun3( DXS *PHEAD, DXS *QHEAD )/求两个多项式的和差 fun2( PHEAD, QHEAD );/先进行升幂排序 DXS *RHEAD, *THEAD; RHEAD = (DXS*) malloc(sizeof(DXS); THEAD = (DXS*) malloc(sizeof(DXS); RHEAD-next = NULL; THEAD-next = NULL; DXS *p = PHEAD, *q = QHEAD; /多项式相加 DXS *r = RHEAD; p = p-next; q = q-next; while( p != NULL & q != NULL )/当两个序列都有数值时 DXS *t = (DXS*) malloc(sizeof(DXS); if ( p-exp = q-exp )/指数相同的情况 t-coef = p-coef + q-coef; t-exp = p-exp; p = p-next; q = q-next; else if( p-exp exp )/P的指数小于Q的指数 t-coef = p-coef; t-exp = p-exp; p = p-next; else if( p-exp q-exp )/P的指数大于Q的指数 t-coef = q-coef; t-exp = q-exp; q = q-next; r-next = t; r = r-next; r-next = NULL; while ( p != NULL )/当只有一个序列有数值时 DXS *t = (DXS*) malloc(sizeof(DXS); t-coef = p-coef; t-exp = p-exp; r-next = t; r = r-next; r-next = NULL; p = p-next; while ( q != NULL ) DXS *t = (DXS*) malloc(sizeof(DXS); t-coef = q-coef; t-exp = q-exp; r-next = t; r = r-next; r-next = NULL; q = q-next; r = RHEAD; printf(R(x) = ); while( r-next != NULL ) r = r-next; if (r-coef=0) if(r!=RHEAD-next) printf( + ); printf(%dx%d,r-coef,r-exp); else printf( - %dx%d,-1*r-coef,r-exp); printf(nn); p = PHEAD; q = QHEAD; DXS *T = THEAD; /多项式相减 p = p-next; q = q-next; while( p != NULL & q != NULL ) DXS *t = (DXS*) malloc(sizeof(DXS); if ( p-exp = q-exp ) t-coef = p-coef - q-coef; t-exp = p-exp; p = p-next; q = q-next; else if( p-exp exp ) t-coef = p-coef; t-exp = p-exp; p = p-next; else if( p-exp q-exp ) t-coef = -1 * q-coef; t-exp = q-exp; q = q-next; T-next = t; T = T-next; T-next = NULL; while ( p != NULL ) DXS *t = (DXS*) malloc(sizeof(DXS); t-coef = p-coef; t-exp = p-exp; T-next = t; T = T-next; T-next = NULL; p = p-next; while ( q != NULL ) DXS *t = (DXS*) malloc(sizeof(DXS); t-coef = -1 * q-coef; t-exp = q-exp; T-next = t; T = T-next; T-next = NULL; q = q-next; T = THEAD;/消除系数为0项 while ( T-next != NULL ) if( T-next-coef = 0 ) T-next = T-next-next; T = T-next; if( T = NULL ) break; T = THEAD; printf(T(x) = ); while( T-next != NULL ) T = T-next; if( T-coef =0 ) if(T!=THEAD-next) printf( + ); printf(%dx%d,T-coef,T-exp); else printf( - %dx%d, -1 * T-coef, T-exp); if (THEAD-next=NULL) printf(0n); printf(n); void menu() printf(-n); printf(1.分别输入Pn(x)和Qn(x)。n); printf(2.分别对Pn(x)和Qn(x)进行升幂排序。n); printf(3.分别求出Pn(x)和Qn(x)的和差。n); printf(4.任意输入一个实数x,分别求出一元多项式Pn(x)和Qn(x)的值。n); printf(5.分别输出上一步运行结果的Pn(x)和Qn(x)。n); printf(-n); printf(If you want to exit the system,please input 0.n); int main() printf(Welcome to the menun); menu(); int num; num = get(); if ( num = 0 ) printf(nExit the system,goodbyen); DXS *PHEAD, *QHEAD; PHEAD = (DXS *)malloc(sizeof(DXS); QHEAD = (DXS *)malloc(sizeof(DXS); PHEAD-next = NULL; QHEAD-next = NULL; while ( num ) switch ( num ) case 1: fun1( PHEAD, QHEAD ); break; case 2: fun2( PHEAD, QHEAD ); break; case 3: fun3( PHEAD, QHEAD ); break; case 4: fun4( PHEAD, QHEAD ); break; case 5: fun5( PHEAD, QHEAD ); break; default: printf(输入错误,请重新输入nn); num = get(); if ( num = 0 ) printf(nExit the system,goodbye!n); return 0; 五、调试分析过程描述1.进入菜单界面，调用功能1完成多项式的输入，再调用功能5显示结果。2.调用功能2对多项式进行排序。3.调用功能3计算Pn（x）、Qn（x）的和差Rn（x）和Tn（x）。5. 调用功能4计算当x=2时，多项式的值。6. 当Pn（x）和Qn（x）相减得到Tn（x）后，系数为0的项会直接去掉。7.当输入其他数字比如0时，程序就会退出系统。六、设计小结通过这次课程设计实验，我学到了很多东西。多项式在计算机里的存储样式并不像其在我们眼前那样直观，在计算机里，只需要多项式每一项的系数和指数就可以表示多项式了。运行程序后，呈现在我们眼前的是简洁明了的界面，而这些画面都是由程序里的printf来输出的，从功能界面是看不到程序内部结构的。当我输入不同的数字，内部的程序就会调用对应的函数得到想要的结果。这次程序设计中，我只完成了前5个要求。要求6和7设计的C语言内容我们还并未学过，虽然看了书，对fwrite函数和fread函数有了一定的了解，但很遗憾的是由于时间有限还是没能做出来。在设计的过程中难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，比如说结构体。通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。