c++課程設(shè)計(jì)--分?jǐn)?shù)計(jì)算器

1、<p><b>　　C++課程設(shè)計(jì)報告</b></p><p>　　題 目： 分?jǐn)?shù)計(jì)算器 </p><p>　　年 級： </p><p>　　專 業(yè)： 通信工程 </p><p>　　姓 名：

2、 </p><p>　　指導(dǎo)老師： </p><p>　　難 度 B 級 </p><p><b>　　教師評語：</b></p><p><b>　　1.程序功能介紹</b></p><p>

3、　　分?jǐn)?shù)計(jì)算器及測試程序，具有對輸入的運(yùn)算進(jìn)行“+，-，*，/,^”的功能</p><p><b>　　2 .程序設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　完成計(jì)算器程序，對main函數(shù)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，要求有詳細(xì)的菜單選項(xiàng)界面，用戶不選擇退出就可以反復(fù)運(yùn)算。</p><p>　　完善程序，改為多操作數(shù)基本四則運(yùn)算，遇#停止。</p>

4、<p>　　增加函數(shù)，完成四則混合運(yùn)算，注意算法要考慮運(yùn)算符的優(yōu)先級，對應(yīng)增加主菜單選項(xiàng)。</p><p>　　增加語句使四則運(yùn)算具有測試功能，即計(jì)算機(jī)能夠 自動出題，并要求用戶計(jì)算，同時計(jì)算機(jī)判斷用戶計(jì)算的對錯并打分，要求十題一個單元，每題一個運(yùn)算符，參與運(yùn)算的分子分母均為一位數(shù)，運(yùn)算符包括加，減，乘，除及大于小于等邏輯運(yùn)算符。</p><p><b>　　3. 基本

5、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　含有整型變量 ，字符變量，實(shí)型變量，還定義了一個分?jǐn)?shù)類；</p><p>　　除此之外還有以下函數(shù)：1。分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)換為小數(shù)；2。分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)換為帶分?jǐn)?shù)；3。實(shí)現(xiàn)簡單計(jì)算的函數(shù)；4。混合運(yùn)算函數(shù)；5。隨機(jī)測試題函數(shù)；6。清屏函數(shù)。</p><p>　　此外還多處運(yùn)用了運(yùn)算符的重載</p><p>　　4.

6、 程序運(yùn)行結(jié)果界面</p><p><b>　　1. 初始界面</b></p><p><b>　　2.功能1</b></p><p><b>　　3.功能2</b></p><p><b>　　4.功能3</b></p><p>

7、<b>　　5.功能4</b></p><p><b>　　6.功能5</b></p><p>　　5. 課程設(shè)計(jì)遇到的技術(shù)問題與解決思路</p><p><b>　　問題1:分?jǐn)?shù)的表示</b></p><p>　　解決辦法:建立函數(shù)，分別置分母，分子，同時構(gòu)造約分函數(shù)<

8、;/p><p>　　問題2:真分?jǐn)?shù)的表示</p><p>　　解決辦法:構(gòu)造函數(shù)，置整數(shù)部分和分?jǐn)?shù)部分</p><p>　　書本提供的源代碼雖然較為完備，但也存在一些錯誤。</p><p>　　問題3：乘方的函數(shù)功能實(shí)現(xiàn)，書本提供的原有的類中重載的“^”運(yùn)算符無法實(shí)現(xiàn)乘方運(yùn)算</p><p>　　解決辦法：考慮到“^”運(yùn)算

9、符作為位運(yùn)算符，不能按照雙目運(yùn)算符的重載格式進(jìn)行重載，故，將用于代碼內(nèi)部的“^”運(yùn)算符改為“%”雙目運(yùn)算符進(jìn)行重載，進(jìn)行重載運(yùn)算，但對外輸入輸出，仍使用作為字符常量的^，解決了源代碼中，分?jǐn)?shù)運(yùn)算乘方無法實(shí)現(xiàn)的問題。</p><p>　　fraction operator% (const fraction &base, int exp) //^運(yùn)算符并非雙目運(yùn)算符<

10、/p><p>　　//不可按照雙目運(yùn)算的方法重載，故修改為%，進(jìn)行內(nèi)部操作</p><p><b>　　{</b></p><p>　　fraction returnValue;</p><p>　　returnValue.setnum(pow(base.numerator(), exp));</p><

11、p>　　returnValue.setden(pow(base.denominator(), exp));</p><p>　　returnValue.simplify();</p><p>　　return returnValue;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　問題4：輸出運(yùn)算符&

12、lt;<重載不完善，因?yàn)閷τ诤瘮?shù)參數(shù)分?jǐn)?shù)首先進(jìn)行了取絕對值運(yùn)算，從而導(dǎo)致對于輸出負(fù)分?jǐn)?shù)的時候，無法正確輸出。</p><p>　　解決辦法：重新對重載函數(shù)進(jìn)行改寫，先判斷原參數(shù)分?jǐn)?shù)的正負(fù)，若為負(fù)，則先輸出“-”后，再取絕對值，進(jìn)行分子分母的分別輸出操作。而且原代碼中對于分?jǐn)?shù)正負(fù)的判斷極為繁瑣，故直接調(diào)用已經(jīng)重載過的“>”進(jìn)行判斷。</p><p>　　ostream &

13、 operator<< (ostream &os, const fraction &f)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(f.decimal()<0) // This extremely complex and seemingly </p><p&

14、gt;　　os << "-"; // useless if statement tests to see if</p><p>　　// fraction f is negative.現(xiàn)已修改</p><p>　　fraction temp = f.absval();</p><p>　　

15、int numer = f.numerator();</p><p>　　int denom = f.denominator();</p><p>　　if(temp.numerator() == 0 || temp.denominator() == 1)</p><p>　　os << temp.numerator();</p><

16、p><b>　　else</b></p><p>　　os << temp.numerator() << '/' << temp.denominator();</p><p>　　return os;</p><p><b>　　}</b></p>&

17、lt;p>　　問題5:考慮到人性化的操作，實(shí)現(xiàn)用戶不選擇退出，就可以實(shí)現(xiàn)持續(xù)的操作，故設(shè)計(jì)了一系列的多級菜單，從而實(shí)現(xiàn)用戶結(jié)束一個操作之后，可以選擇繼續(xù)本操作。如果不繼續(xù)操作，則可以選擇回到上一個菜單，或者回到主菜單，或者直接退出。但是為了實(shí)現(xiàn)這一系列的選擇操作，可是費(fèi)了一番功夫。</p><p><b>　　解決辦法：</b></p><p>　　首先對于是否

18、繼續(xù)的選擇操作，定義的字符型變量ch,為了防止變量名重復(fù)，主菜單對應(yīng)的每一個操作，在ch后都設(shè)置了不同的數(shù)字，與主菜單后的每個操作前數(shù)字一致。利用if語句進(jìn)行判斷。如果，用戶選擇不繼續(xù)本次操作，那么就輸出另一個選擇菜單，選擇是返回上一級的菜單還是直接退出程序，并且具備了一定的異常處理功能，如果輸入錯誤的指令，則會顯示出來，要求用戶重新輸入代碼，為了大大簡化程序，此功能利用goto語句實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　l

19、oop1:if(ch1=='N'||ch1=='n')</p><p><b>　　{</b></p><p>　　cout<<"1.返回主菜單；2，直接退出程序\n";</p><p>　　char ch11;</p><p>　　cin>>c

20、h11;</p><p>　　switch(ch11)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　case'1':main();</p><p>　　case'2':exit(0);</p><p>　　default:{cout<<&

21、quot;輸入指令不正確，請重新輸入！\n";goto loop1;}</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　關(guān)于實(shí)現(xiàn)在函數(shù)執(zhí)行過程中返回主函數(shù)，可謂大費(fèi)周章了，首先通過查資料得知，在main()內(nèi)部返回主函數(shù)開頭，可以在語句中直接使用main（）；語

22、句。但是，在外部定義的函數(shù)中，不能使用該語句，否則將出現(xiàn)error C2065: 'main' : undeclared identifier</p><p>　　error C2373: 'main' : redefinition; different type modifiers</p><p>　　這兩個語法錯誤，為了解決該問題，想到了使用goto語句

23、，但是該語句無法在函數(shù)間跳躍，故而只得作罷。然后又想到利用返回值進(jìn)行判斷，但是，每次判斷是，則要執(zhí)行被調(diào)函數(shù)，再一次運(yùn)行一次混合運(yùn)算函數(shù)，或者是測試函數(shù)，顯然是不可以的。最終，查了一些資料，獲得啟發(fā)。無返回值類型的函數(shù)，通過return;語句可以直接跳出該函數(shù)。于是定義了一個全局變量judgement，當(dāng)遭遇需要返回主菜單時，便將judgement進(jìn)行賦值為1，隨后跳出，對judgement進(jìn)行判斷，從而判斷是否返回主菜單，如是，則配合

24、主函數(shù)中的main()返回到主函數(shù)開頭。</p><p>　　在隨后要講到的異常處理部分，當(dāng)檢測到被除數(shù)為0的時候，則彈出提示消息，并且可以選擇是否重新輸入該數(shù)字，或者直接返回上一級菜單。</p><p><b>　　if(f2==0)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>

25、;　　cout<<"被除數(shù)不能為0?。n1.重新輸入該數(shù)。2.返回主菜單。\n";</p><p><b>　　int k4;</b></p><p><b>　　cin>>k4;</b></p><p><b>　　if(k4==1)</b></p

26、><p><b>　　{</b></p><p><b>　　cin>>f2;</b></p><p>　　goto loopsmall1;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　else {judgement=1;retu

27、rn;} //由此實(shí)現(xiàn)由外部函數(shù)直接回到主函數(shù)頭部 </p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(judgement==1)main();</p><p>　　問題6：混合運(yùn)算的核心問題即是優(yōu)先級的控制；</p><p>　　解決辦法：為了實(shí)現(xiàn)運(yùn)算的優(yōu)先級，

28、則需要綜合判斷前后的兩個運(yùn)算符，首先算出優(yōu)先級較高的運(yùn)算符兩邊的數(shù)字，再對剩余的那個數(shù)字和結(jié)果進(jìn)行運(yùn)算，算出新的結(jié)果。在輸入的同時進(jìn)行運(yùn)算。為了將運(yùn)算不斷向前推進(jìn)，則定義了3個分?jǐn)?shù)類的對象result ,f1,f2.以及兩個代表前后運(yùn)算符的字符型變量op1,op2。并通過對其不斷賦值，如op1=op2，實(shí)現(xiàn)運(yùn)算的推進(jìn).具體操作通過switch的嵌套實(shí)現(xiàn)。過程及其繁瑣，而且一旦語句出現(xiàn)偏差，極易出現(xiàn)難以發(fā)現(xiàn)的運(yùn)行錯誤，即最終計(jì)算結(jié)果不正確

29、。一下為函數(shù)的定義：</p><p>　　//==========================================混合運(yùn)算====================================================================</p><p>　　void complex()</p><p><b>　　{&

30、lt;/b></p><p>　　fraction f1,f2,result;</p><p>　　char op1,op2;</p><p>　　cout<<"ATTENTION:為保證計(jì)算的準(zhǔn)確性，若需要輸入整數(shù)X進(jìn)行計(jì)算，請將該整數(shù)以X/1的形式進(jìn)行輸入!!!";</p><p>　　cout<

31、;<"請依次輸入分?jǐn)?shù)（整數(shù)）和運(yùn)算符，并以#結(jié)束~\n";</p><p><b>　　op1=' ';</b></p><p>　　cin>>f1>>op2;</p><p>　　while(op2!='#')</p><p><b

32、>　　{</b></p><p>　　judgement=0;</p><p><b>　　cin>>f2;</b></p><p>　　switch(op1)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　case' &#

33、39;:result=f1;f1=f2;op1=op2;break;</p><p><b>　　case'+':</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　switch(op2)</p><p><b>　　{</b></p&g

34、t;<p><b>　　case'+':</b></p><p>　　case'-':result=result+f1;f1=f2;op1=op2;break;//</p><p>　　case'*':f1=f1*f2;break;</p><p>　　loopsmall1:c

35、ase'/':</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　if(f2==0)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　cout<<"被除數(shù)不能為0?。n1.重新輸入該數(shù)。2.返回主菜單

36、。\n";</p><p><b>　　int k4;</b></p><p><b>　　cin>>k4;</b></p><p><b>　　if(k4==1)</b></p><p><b>　　{</b></p>

37、<p><b>　　cin>>f2;</b></p><p>　　goto loopsmall1;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　else {judgement=1;return;}// 由此實(shí)現(xiàn)由外部函數(shù)直接回到主函數(shù)頭部

38、 1111</p><p><b>　　}</b></p><p>　　f1=f1/f2;break;//op1=op2</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}bre

39、ak;</b></p><p><b>　　case'-':</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　switch(op2)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>

40、;　　case'+':</b></p><p>　　case'-':result=result-f1;f1=f2;op1=op2;break;//</p><p>　　case'*':f1=f1*f2;break;</p><p>　　loopsmall2:case'/':</p

41、><p><b>　　{</b></p><p><b>　　if(f2==0)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　cout<<"被除數(shù)不能為0?。n1.重新輸入該數(shù)。2.返回主菜單。";</p>&

42、lt;p><b>　　int k4;</b></p><p><b>　　cin>>k4;</b></p><p><b>　　if(k4==1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　c

43、in>>f2;</b></p><p>　　goto loopsmall2;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　else {judgement=1;return;} //1111</p><p><b>　　}

44、</b></p><p>　　f1=f1/f2;break;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}break;</b></p><p>　　case'*'

45、;:result=result*f1;f1=f2;op1=op2;break;//</p><p><b>　　case'/':{</b></p><p><b>　　if(f1==0)</b></p><p>　　{cout<<"倒數(shù)第二個數(shù)為0，不能作為被除數(shù)?。?！現(xiàn)在返回主菜單

46、\n";</p><p>　　judgement=1;return; //11111</p><p><b>　　}</b></p><p>　　result=result/f1;</p><p>　　f1=f2;op1=op2;break;/

47、/</p><p><b>　　}</b></p><p>　　}//switch(op1) end</p><p><b>　　cin>>op2;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　switch(op1)&

48、lt;/p><p><b>　　{</b></p><p>　　case'+':cout<<"結(jié)果為："<<result+f1<<endl;break;</p><p>　　case'-':cout<<"結(jié)果為："<<

49、result-f1<<endl;break;</p><p>　　case'*':cout<<"結(jié)果為："<<result*f1<<endl;break;</p><p>　　loopsmall3:case'/':if(f1==0)</p><p><b&g

50、t;　　{</b></p><p>　　cout<<"被除數(shù)不能為0！！\n1.重新輸入該數(shù)。2.回到主菜單。";</p><p><b>　　int k4;</b></p><p><b>　　cin>>k4;</b></p><p><

51、;b>　　if(k4==1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　cin>>f1;</b></p><p>　　goto loopsmall3;</p><p><b>　　}</b></p>

52、<p>　　else {judgement=1;return;} //1111</p><p>　　}cout<<"結(jié)果為："<<result/f1<<endl;break;</p><p><b>　　}</b></p><p&g

53、t;<b>　　}</b></p><p>　　//======================================混合運(yùn)算===========================================================</p><p>　　問題7：異常處理，因?yàn)樯婕八膭t運(yùn)算，所以當(dāng)出現(xiàn)被除數(shù)為0的情況，必須進(jìn)行反應(yīng)。</p&g

54、t;<p><b>　　解決方案：</b></p><p>　　(1)首先是分?jǐn)?shù)分母賦值為0的情況，這個在分?jǐn)?shù)類的成員函數(shù)定義時就設(shè)置了反應(yīng)，結(jié)果是直接退出程序。</p><p>　　void fraction::setden(int newden)</p><p><b>　　{</b></p>

55、<p>　　if(newden != 0)</p><p>　　d = newden;</p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　cout << "錯誤： 試圖將分母設(shè)為零，不可以啊?。⒅苯油顺龀绦?/p>

56、！！\n"</p><p>　　<< "按任意鍵退出程序\n";</p><p><b>　　exit(0);</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p&g

57、t;　　(2)然后是在運(yùn)算的計(jì)算過程中，當(dāng)出現(xiàn)被除數(shù)為0的情況，會出現(xiàn)提示，并且選擇是否重新輸入，或者返回上級菜單，重新輸入通過goto語句跳轉(zhuǎn)到輸入語句實(shí)現(xiàn)。返回上級菜單一是通過goto語句實(shí)現(xiàn)，若要返回到主菜單，則需要用到上面返回主函數(shù)開頭的程序代碼。，其中特別注意，在混合運(yùn)算函數(shù)中，需要特別設(shè)置標(biāo)識loop的位置，否則經(jīng)過運(yùn)算符賦值，會導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果錯誤。</p><p>　　(3)在隨機(jī)測試的時候，取隨機(jī)數(shù)

58、的時候可能會在分母上取到0，為此，必須現(xiàn)在代入計(jì)算時進(jìn)行檢驗(yàn)，以防在測試過程中出現(xiàn)異常，而導(dǎo)致測試中斷。</p><p>　　t1=rand()%10;</p><p>　　t2=rand()%10;</p><p>　　while(t1==0||t2==0)</p><p><b>　　{</b></p>

59、<p>　　t1=rand()%10;</p><p>　　t2=rand()%10;</p><p><b>　　} </b></p><p>　　問題8：四則運(yùn)算，菜單選擇實(shí)現(xiàn)</p><p>　　都通過switch多分支語句實(shí)現(xiàn)，特別要注意大括號問題，嵌套一旦復(fù)雜，極易出現(xiàn)漏括號的現(xiàn)象。因此需

60、要注意括號的對齊，格式問題。</p><p><b>　　心得體會：</b></p><p>　　1.一個較復(fù)雜的，實(shí)現(xiàn)各種功能的程序，在設(shè)計(jì)的時候，可以將其不同的功能先單獨(dú)書寫，先行編譯連接運(yùn)行，調(diào)試過程中進(jìn)行修改，這樣比較清楚。如果放在整個大程序中，時常會不知道問題出在哪里。</p><p>　　2.有時候，編譯錯誤并不可怕，當(dāng)編譯沒有錯，