长整数的运算_算法与数据结构课程设计1.doc

* 实践教学实践教学 * 兰州理工大学兰州理工大学 软件学院 算法与数据结构算法与数据结构 课程设计课程设计 题 目： 长整数的运算 专业班级： 软件二班 目目 录录 摘摘 要要.1 前前 言言.2 正正 文文.3 1.采用类c语言定义相关的数据类型.3 2.各模块的伪码算法.3 3.函数的调用关系图.6 4.调试分析.7 5.测试结果.7 6.源程序（带注释）.8 总总 结结.15 参考文献参考文献.16 致致 谢谢.17 附件附件 部分源程序代码部分源程序代码.18 1 摘摘 要要 数据结构 该设计要求学生设计程序，实现两个任意长的整数求和及差的运算问题。通 过该题目的设计过程，可以加深理解线性表的逻辑结构、存储结构，掌握线性表 上基本运算的实现，进一步理解和熟练掌握课本中所学的各种数据结构，学会如 何把学到的知识用于解决实际问题，培养学生的动手能力 关键词：双循环链表；插入；删除；长整数加减 2 前前 言言 利用双向循环链表来实现对长整数的存储。每个节点只存储四位十进制数字， 即不超过 9999 的非负整数。双向链表有头指针，它的 data 值存储长整数的符号， 1 为正，-1 为负，0 代表长整数为 0；它的 over 值存储除头节点外节点的个数。 其他节点的 data 值存储四位整数，over 存储该四位整数溢出 09999 范围的情 况，一般 over0 表示四位数超出 9999，overnext; while(p!=head i+; if(i!=n) printf(“插入位置错误n“); return 0; 3.加法函数设计思路： 先将各位做加减，然后根据所得长整数正负和各结点 data 值进位或退位计算 所得长整数的值并输出。 void add(dlnode *h1,dlnode *h2) /两数相加 dlnode *p1=h1-prior,*p2=h2-prior; while(p1!=h1 p1=p1-prior; p2=p2-prior; p1=h1-prior; while(p1!=h1-next) /处理链表元素 if(p1-data=10000) p1-prior-data+=p1-data/10000; p1-data%=10000; if(p1-datanext!=0) p1-prior-data-=1; p1-data+=10000; p1=p1-prior; if(h1-next-data=10000) /处理最前面的数 insertnode(h1,0,h1-next-data/10000); h1-next-next-data%=10000; if(h1-datanext-data/10000); h1-next-next-data%=-10000; printnode(h1); 4.减法函数设计思路： void jian(dlnode *h1,dlnode *h2) /两数相减 dlnode *p1=h1-prior,*p2=h2-prior; while(p1!=h1 p1=p1-prior; p2=p2-prior; p1=h1-prior; while(p1!=h1-next) /处理链表元素 if(p1-data=10000) p1-prior-data+=p1-data/10000; p1-data%=10000; if(p1-datanext!=0) p1-prior-data-=1; p1-data+=10000; p1=p1-prior; if(h1-next-data=10000) /处理最前面的数 6 insertnode(h1,0,h1-next-data/10000); h1-next-next-data%=10000; if(h1-datanext-data/-10000); h1-next-next-data%=-10000; printnode(h1); 3.3. 函数的调用关系图函数的调用关系图 开始 主函数 调运 void add(dlnode *h1,dlnode *h2) 建立链表 主函数 结束 束) 调运 void initnode(dlnode *h1) 建立运算 7 4.4. 调试分析调试分析 a、 调试中遇到的问题及对问题的解决方法 调试过程中的困难： 在数据的运算中，应为是根据数的大小来选择运算的，所以过程相对比较繁 琐。而且对于双向链表的两个指针的定位以及链表的插入和删除等操作花费的较 多的时间。在这查阅参照了大量的网络资料。 b、算法的时间复杂度和空间复杂度 由于链表采用双向循环链表结构，可以从链表两头操作，各种操作的算法时 间复杂度比较合理，各函数以及确定链表中的结点位置都是 o（n）,n 为链表长 度。 5.5. 测试结果测试结果 a、输入 0 和 0 做加法运算，输出“0” ，结果如下图： b、输入 2345，6789 和-7654，3211 做减法运算，输出“1，0000，0000” ， 结果如下图： 8 c、输入 1，0000，0000，0000 和 9999，9999 做减法运算，输出 “9999，0000，0001” ，结果如下图： d、输入 1，0001，0001 和 1，0001，0001 做减法运算，输出“0” ，结果如下 图： e、输入 1,2345,6789 和 9,8765,4321 做加法运算，结果如下图： 6.6. 源程序（带注释）源程序（带注释） #include #include #include #include #define n 100 typedef int datatype; 9 typedef struct doublenode /定义链表元素 datatype data; struct doublenode *prior; struct doublenode *next; dlnode; void initnode(dlnode *head) /初始化链表 if(*head=(dlnode*)malloc(sizeof(dlnode)=null) exit(1); (*head)-prior=*head; (*head)-next=*head; int insertnode(dlnode *head,int n,datatype x) /向链表第 n 个位置插入元素 x dlnode *p,*nt; int i=0; p=head-next; while(p!=head i+; if(i!=n) printf(“插入位置错误n“); return 0; if(nt=(dlnode *)malloc(sizeof(dlnode)=null) exit(1); nt-data=x; nt-prior=p-prior; nt-prior-next=nt; nt-next=p; 10 p-prior=nt; return 1; int digit(int n) /判断整数 n 有几位 int i; for(i=1;n/=10,i+) if(n/10=0) return i; void printnode(dlnode *head) /打印链表 dlnode *p=head-next; int i; while(p-data=0) /去掉前面的一串 0 p=p-next; if(p=head) printf(“0n“); return; printf(“%d“,p-data); /最前面的一个数进行特殊处理,不用补零 p=p-next; while(p!=head) /打印后面的数字 printf(“,“); if(p-data=0) printf(“0000“); p=p-next; 11 continue; for(i=0;idata);i+) /补零 printf(“0“); printf(“%d“,p-data); p=p-next; printf(“n“); void destroynode(dlnode *head) dlnode *p,*p1; p=(*head)-next; while(p!=*head) p1=p; p=p-next; free(p1); free(p); head=null; void add(dlnode *h1,dlnode *h2) /两数相加 dlnode *p1=h1-prior,*p2=h2-prior; while(p1!=h1 p1=p1-prior; p2=p2-prior; p1=h1-prior; while(p1!=h1-next) /处理链表元素 if(p1-data=10000) p1-prior-data+=p1-data/10000; p1-data%=10000; if(p1-datanext!=0) p1-prior-data-=1; p1-data+=10000; p1=p1-prior; if(h1-next-data=10000) /处理最前面的数 insertnode(h1,0,h1-next-data/10000); h1-next-next-data%=10000; if(h1-datanext-data/10000); h1-next-next-data%=-10000; printnode(h1); void jian(dlnode *h2,dlnode *h1) /两数相减 dlnode *p1=h1-prior,*p2=h2-prior; while(p1!=h1 p1=p1-prior; p2=p2-prior; p1=h1-prior; while(p1!=h1-next) /处理链表元素 if(p1-data=10000) p1-prior-data+=p1-data/10000; p1-data%=10000; if(p1-datanext!=0) p1-prior-data-=1; p1-data+=10000; p1=p1-prior; if(h1-next-data=10000) /处理最前面的数 insertnode(h1,0,h1-next-data/10000); h1-next-next-data%=10000; 13 if(h1-datanext-data/-10000); h1-next-next-data%=-10000; printnode(h1); int main() /入口函数 dlnode *head1,*head2; char data1n,data2n; char d110,d210; int i,j,k; int xun; initnode( initnode( while(1) printf(“输入数据：n“); scanf(“%s %s“,data1,data2); initnode( initnode( i=0;k=0; while(data1i!=;) /将数 1 用链表储存 for(j=0;jstrlen(data2) /较长的数作为被加数 add(head1,head2); else add(head2,head1); break; case 2:if(strlen(data1)strlen(data2) /较长的数作为被减数 jian(head1,head2); else jian(head2,head1); break; default:break; 15 destroynode( destroynode( return 0; 16 总总 结结 关于实验本身的收获是掌握了双向链表，通过该题目的设计过程，可以加 深理解线性表的逻辑结构、存储结构，掌握线性表上基本运算的实现，进一 步理解和熟练掌握课本中所学的各种数据结构，学会如何把学到的知识用于 解决实际问题，培养学生的动手能力。而实验外的就是更好的利用了网路资源， 通过网络的搜索引擎等。加深了自己在这方面知识的补充。并且在于同学交流中分 析了彼此算法的优劣程度。我觉得这是本次实验最大的收获。 17 参考文献参考文献 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 18 致致 谢谢 首先，我要感谢我的算法与数据结构及课程设计老师王连相老师，谢谢 王老师对我的谆谆教导，让我懂得了算法与数据结构的理论知识，为我做课 程设计奠定了理论基础。另外，感谢王老师在我做课程设计的过程中给我提出的 宝贵意见和建议，我根据王老师的建议对我的程序进行了改进，从而使程序更加 完善。最后我还要感