数据结构课程设计长整数运算.doc

. 一、需求分析【问题描述】设计一个程序实现两个任意长的整数求和运算。【基本要求】利用双向循环链表实现长整数的存储，每个结点含一个整型变量。任何整型变量的范围是：-（215-1）（215-1）。输入和输出形式： 按中国对于长整数的表示习惯，每四位一组，组间用逗号隔开。【测试数据】 （1）0；0；应输出“0”。 （2）2345，6789；-7654，3211；应输出“-1，0000，0000”。 （3）9999，9999；1，0000，0000，0000；应输出“9999，0000，0001”。 （4）1，0001，0001；-1，0001，0001；应输出“0”。 （5）1，0001，0001；-1，0001，0000；应输出“1”。二、设计1. 设计思想（1）存储结构：循环双向链表（2）主要算法基本思想：1、每个结点中可以存放的最大整数为215-1=32767，才能保证两数相加不会溢出。但若这样存，即相当于按32768进制数存，在十进制数与32768进制数之间的转换十分不方便。故可以在每个结点中仅存十进 制数4位，即不超过9999的非负整数，整个链表视为万进制数。 2、可以利用头结点数据域的符号代表长整数的符号。用其绝对值表示元素结点数目。相加过程中不要破坏两个操作数链表。两操作数的头指针存于指针数组中是简化程序结构的一种方法。不能给长整数位数规定上限。2. 设计表示 （1）函数调用关系图：（2）函数接口规格说明：结构体：struct dl_nodeint x;dl_node *pre;dl_node *next;初始化：void list_init(dl_node * h) 插入元素：void list_insert(dl_node *h,int x)输出链表：void prin(dl_node *h)实现相加：void list_add(dl_node *h1,dl_node *h2)实现相减：void list_sub(dl_node *h1,dl_node *h2)3. 详细设计（1）输入两个数，用链表来存储。链表的头结点的数据的值为1时，表示的是输入的数非负；为-1时表示输入的数是负数。（2）在创建链表时，让高位在链表的尾部，低位在链表的头部。（3）在做加法时，先判断两个数的符号是否相同，如果相同，在根据加数的符号，决定和数的符号，取两个数的绝对值做加法，但是的处理进位。（4）如果异号，用一函数来判断和的符号，判断异号的两个数相加和的符号，当两个数的长度不相等时，取较长数的符号作为和的符号，否则比两个数的大小，再决定和的符号。（5）异号的两个数想加时，先去两个数的绝对值，用较大的数减去较小的数，差作为和的绝对值。如果相应的位够减时，直接做减法，否则借位，但是要注意被借位的值是否为零，如果为零，则继续借位。（6）输出最终结果，输出数时，要去掉大数最前面的零，直到数的首位不是零时为止。在输出地位的数时，有可能某些单元的数低于四位，必须要在四位数的高位补零，即四位一个单元输出。空缺处用零补齐。三、调试分析（1）经过不断的的DEBUG，不断的输出看结果调试，最终成功（2）经验和体会：通过这次学习，让我认识到自己在学习上的诸多不足。从刚拿到题目到完成整个编程，从理论到实践，虽然学到很多的的东西，但是也因为自己知识的不足，不能考虑周全，完全成功的完成此次课程设计。在认识自己的不足后，我便开始认真复习书本知识，同时与动手能力强的同学互相交流，让自己学到了很多平时上课过程中学不到的东西。通过这次课程设计，我深刻的认识到，理论知识需要与实践结合，才能真正领悟所学知识。同时我发现，我现在的动手能力不强，所以还要继续努力。同时还要学会独立思考，才能真正的编出属于我自己的程序。通过这次实习，敦促我将过去学习过的知识进行了温习，知识只有多巩固，才能真正的理解与领悟。不论这次课程设计是否完全成功，我相信它对我的影响还是很大的。这会敦促我在下次课程设计中，能更好地完成设计任务。为自己加油！四、用户手册输入两整数，从低位起，每四位用逗号隔开，按从高到低位依次输入，以分号结束此书的输入；五、运行结果 运行环境：code:blocks六、源代码#include#include#include#include#include#include#includeusing namespace std;/ 定义一个结构体struct dl_nodeint x;dl_node *pre;dl_node *next;/结点的初始化void list_init(dl_node * h)*h=(dl_node *)malloc(sizeof(dl_node);(*h)-x=0;(*h)-pre=*h;(*h)-next=*h;/插入一个元素，循环双向链表void list_insert(dl_node *h,int x)h-x+;dl_node *s;s=(dl_node *)malloc(sizeof(dl_node);s-x=x;s-pre=h-pre;h-pre-next=s;s-next=h;h-pre=s;/打印输出void prin(dl_node *h)/coutxnext;if(p=h) /如果头结点为空，则直接输出0puts(0);return;coutx;p=p-next;while(p!=h) /循环双向链表一直往右找，直到找到头结点为止printf(,%04d,p-x); /%04d为对齐方式，当一个结点值不足4位则补齐p=p-next;/coutx;puts();/元素值相加，已处理好h1比h2的长度大于等于h1的长度/最后结果保存在h1（即长串中）void list_add(dl_node *h1,dl_node *h2)dl_node *p=h1-pre,*q=h2-pre;int e=0;while(q!=h2)/每次相加，如果有进位则保存到e变量中int tmp=p-x+q-x+e;if(tmp9999)p-x=tmp%10000;e=tmp/10000;elsep-x=tmp;p=p-pre;q=q-pre;/p=p-pre;/当h1长度大于h2的时候，还要对未相加的部分进行操作while(p!=h1)int tmp=p-x+e;if(tmp9999)p-x=tmp%10000;e=tmp/10000;else p-x=tmp;p=p-pre;p=h1-next;/如果最高位得到的结果还有进位，那么就要再创建一个结点if(e!=0)dl_node *s;s=(dl_node *)malloc(sizeof(dl_node);s-x=e;s-pre=p-pre;p-pre-next=s;s-next=p;p-pre=s;/元素值相减 方法同相加类似/最后结果保存在h1（即长串中）void list_sub(dl_node *h1,dl_node *h2)dl_node *p=h1-pre,*q=h2-pre;/此处flag的值即位借位的值，借位的值为0或者为1，因为减0无关紧要int flag=0;while(q!=h2)if(p-x-flag=q-x)p-x-=q-x+flag;flag=0;elsep-x=p-x+10000-q-x-flag;/p-pre-x-;flag=1;p=p-pre;q=q-pre;/p=p-pre;/coutxx-flagx=p-x+10000-flag;flag=1;elsep-x=p-x-flag;flag=0;p=p-pre;/coutxnext;while(p-x=0)p-pre-next=p-next;p-next-pre=p-pre;p=h1-next;int main() / freopen(大数求和.txt,r,stdin);while(1)puts();char c;int a;dl_node *h1,*h2;list_init(&h1);/输入元素，直到读入 ; 则停止输入第一个链表值while(1) /coutasdfa;scanf(%d%c,&a,&c);/coutcnext-xx=-h1-x;h1-next-x=-h1-next-x;/prin(h1);list_init(&h2);int r=0;/相同方法输入第二个链表，碰到 ; 则停止，并且读到文件结束while(1)if(scanf(%d%c,&a,&c)=EOF) r=1;break;list_insert(h2,a);if(c=;)break;/coutrnext-xx=-h2-x;h2-next-x=-h2-next-x;/ h1_num和h2_num分别表示长度int h1_num=h1-x,h2_num=h2-x;/把长的放到h1里面，是为了后面的加减操作更顺利if(abs(h1_num)x,h2_num=h2-x;/couth1_num h2_num0&h2_num0)/prin(h1);list_add(h1,h2);prin(h1);continue;/如果都为负数else if(h1_num0&h2_num0)list_add(h1,h2);cout0&h2_num0)list_sub(h1,h2);prin(h1);continue;/如果h1为负而h2为正else if(h1_num0)cout0&h2_num0)list_add(h1,h2);prin(h1);continue;/如果都为负数else if(h1_num0&h2_num0)list_add(h1,h2);cout0&h2_numnext-xnext-x)dl_node *tmp=h1;h1=h2;h2=tmp;/h1_num=h1-x,h2_num=h2-x;/prin(h1);/prin(h2);/这种情况得先输出一个负号cout-;/交换之后加法还是一样list_sub(h1,h2);prin(h1);continue;/如果h1为负而h2为正else if(h1_num0)if(h1-next-xnext-x)dl_node *tmp=h1;h1=h2;h2=tmp;/cout-;/否则为负值，要输出负号else cout-;list_sub(h1,h2);prin(h1);/puts();/r的值 为1，说明读到了文件结束，整个循环结束if(r=1) break;return 0;精选范本