c++课程设计--分数计算器.doc

南京理工大学C+课程设计报告 题 目： 分数计算器 年 级： 11级 专 业： 通信工程 姓 名： 吴辰炜 指导老师： 朱红 难 度 B 级 教师评语： 1.程序功能介绍 分数计算器及测试程序，具有对输入的运算进行“+，-，*，/,”的功能2 .程序设计要求（1） 完成计算器程序，对main函数的结构进行改进，要求有详细的菜单选项界面，用户不选择退出就可以反复运算。（2） 完善程序，改为多操作数基本四则运算，遇#停止。（3） 增加函数，完成四则混合运算，注意算法要考虑运算符的优先级，对应增加主菜单选项。（4） 增加语句使四则运算具有测试功能，即计算机能够 自动出题，并要求用户计算，同时计算机判断用户计算的对错并打分，要求十题一个单元，每题一个运算符，参与运算的分子分母均为一位数，运算符包括加，减，乘，除及大于小于等逻辑运算符。3. 基本数据结构含有整型变量 ，字符变量，实型变量，还定义了一个分数类；除此之外还有以下函数：1。分数转换为小数；2。分数转换为带分数；3。实现简单计算的函数；4。混合运算函数；5。随机测试题函数；6。清屏函数。此外还多处运用了运算符的重载4. 程序运行结果界面1. 初始界面2.功能13.功能24.功能35.功能46.功能5 5. 课程设计遇到的技术问题与解决思路 问题1:分数的表示解决办法:建立函数，分别置分母，分子，同时构造约分函数问题2:真分数的表示解决办法:构造函数，置整数部分和分数部分书本提供的源代码虽然较为完备，但也存在一些错误。问题3：乘方的函数功能实现，书本提供的原有的类中重载的“”运算符无法实现乘方运算解决办法：考虑到“”运算符作为位运算符，不能按照双目运算符的重载格式进行重载，故，将用于代码内部的“”运算符改为“%”双目运算符进行重载，进行重载运算，但对外输入输出，仍使用作为字符常量的，解决了源代码中，分数运算乘方无法实现的问题。fraction operator% (const fraction &base, int exp) /运算符并非双目运算符/不可按照双目运算的方法重载，故修改为%，进行内部操作fraction returnValue;returnValue.setnum(pow(base.numerator(), exp); returnValue.setden(pow(base.denominator(), exp);returnValue.simplify(); return returnValue;问题4：输出运算符”进行判断。ostream & operator (ostream &os, const fraction &f)if(f.decimal()0) / This extremely complex and seemingly os -; / useless if statement tests to see if / fraction f is negative.现已修改fraction temp = f.absval();int numer = f.numerator();int denom = f.denominator();if(temp.numerator() = 0 | temp.denominator() = 1)os temp.numerator();elseos temp.numerator() / temp.denominator();return os; 问题5:考虑到人性化的操作，实现用户不选择退出，就可以实现持续的操作，故设计了一系列的多级菜单，从而实现用户结束一个操作之后，可以选择继续本操作。如果不继续操作，则可以选择回到上一个菜单，或者回到主菜单，或者直接退出。但是为了实现这一系列的选择操作，可是费了一番功夫。解决办法：（1） 首先对于是否继续的选择操作，定义的字符型变量ch,为了防止变量名重复，主菜单对应的每一个操作，在ch后都设置了不同的数字，与主菜单后的每个操作前数字一致。利用if语句进行判断。如果，用户选择不继续本次操作，那么就输出另一个选择菜单，选择是返回上一级的菜单还是直接退出程序，并且具备了一定的异常处理功能，如果输入错误的指令，则会显示出来，要求用户重新输入代码，为了大大简化程序，此功能利用goto语句实现。 loop1:if(ch1=N|ch1=n)coutch11;switch(ch11)case1:main();case2:exit(0);default:cout输入指令不正确，请重新输入！n;goto loop1;（2） 关于实现在函数执行过程中返回主函数，可谓大费周章了，首先通过查资料得知，在main()内部返回主函数开头，可以在语句中直接使用main（）；语句。但是，在外部定义的函数中，不能使用该语句，否则将出现error C2065: main : undeclared identifiererror C2373: main : redefinition; different type modifiers这两个语法错误，为了解决该问题，想到了使用goto语句，但是该语句无法在函数间跳跃，故而只得作罢。然后又想到利用返回值进行判断，但是，每次判断是，则要执行被调函数，再一次运行一次混合运算函数，或者是测试函数，显然是不可以的。最终，查了一些资料，获得启发。无返回值类型的函数，通过return;语句可以直接跳出该函数。于是定义了一个全局变量judgement，当遭遇需要返回主菜单时，便将judgement进行赋值为1，随后跳出，对judgement进行判断，从而判断是否返回主菜单，如是，则配合主函数中的main()返回到主函数开头。（3） 在随后要讲到的异常处理部分，当检测到被除数为0的时候，则弹出提示消息，并且可以选择是否重新输入该数字，或者直接返回上一级菜单。if(f2=0)coutk4;if(k4=1)cinf2;goto loopsmall1;else judgement=1;return; /由此实现由外部函数直接回到主函数头部 if(judgement=1)main();问题6：混合运算的核心问题即是优先级的控制；解决办法：为了实现运算的优先级，则需要综合判断前后的两个运算符，首先算出优先级较高的运算符两边的数字，再对剩余的那个数字和结果进行运算，算出新的结果。在输入的同时进行运算。为了将运算不断向前推进，则定义了3个分数类的对象result ,f1,f2.以及两个代表前后运算符的字符型变量op1,op2。并通过对其不断赋值，如op1=op2，实现运算的推进.具体操作通过switch的嵌套实现。过程及其繁琐，而且一旦语句出现偏差，极易出现难以发现的运行错误，即最终计算结果不正确。一下为函数的定义：/=混合运算=void complex()fraction f1,f2,result;char op1,op2;coutATTENTION:为保证计算的准确性，若需要输入整数X进行计算，请将该整数以X/1的形式进行输入!;coutf1op2;while(op2!=#)judgement=0;cinf2;switch(op1)case :result=f1;f1=f2;op1=op2;break;case+:switch(op2)case+:case-:result=result+f1;f1=f2;op1=op2;break;/case*:f1=f1*f2;break;loopsmall1:case/:if(f2=0)coutk4;if(k4=1)cinf2;goto loopsmall1;else judgement=1;return;/ 由此实现由外部函数直接回到主函数头部 1111f1=f1/f2;break;/op1=op2break;case-:switch(op2)case+:case-:result=result-f1;f1=f2;op1=op2;break;/case*:f1=f1*f2;break;loopsmall2:case/:if(f2=0)coutk4;if(k4=1)cinf2;goto loopsmall2;else judgement=1;return; /1111f1=f1/f2;break;break;case*:result=result*f1;f1=f2;op1=op2;break;/case/:if(f1=0)coutop2; switch(op1)case+:cout结果为：result+f1endl;break;case-:cout结果为：result-f1endl;break;case*:cout结果为：result*f1endl;break;loopsmall3:case/:if(f1=0)coutk4;if(k4=1)cinf1;goto loopsmall3;else judgement=1;return; /1111cout结果为：result/f1endl;break;/=混合运算=问题7：异常处理，因为涉及四则运算，所以当出现被除数为0的情况，必须进行反应。解决方案：(1)首先是分数分母赋值为0的情况，这个在分数类的成员函数定义时就设置了反应，结果是直接退出程序。void fraction:setden(int newden)if(newden != 0)d = newden;elsecout 错误： 试图将分母设为零，不可以啊！将直接退出程序！n 按任意键退出程序n; exit(0); (2)然后是在运算的计算过程中，当出现被除数为0的情况，会出现提示，并且选择是否重新输入，或者返回上级菜单，重新输入通过goto语句跳转到输入语句实现。返回上级菜单一是通过goto语句实现，若要返回到主菜单，则需要用到上面返回主函数开头的程序代码。，其中特别注意，在混合运算函数中，需要特别设置标识loop的位置，否则经过运算符赋值，会导致计算结果错误。(3)在随机测试的时候，取随机数的时候可能会在分母上取到0，为此，必须现在代入计算时进行检验，以防在测试过程中出现异常，而导致测试中断。t1=rand()%10;t2=rand()%10;while(t1=0|t2=0)t1=rand()%10;t2=rand()%10; 问题8：四则运算，菜单选择实现都通过switch多分支语句实现，特别要注意大括号问题，嵌套一旦复杂，极易出现漏括号的现象。因此需要注意括号的对齐，格式问题。心得体会：1.一个较复杂的，实现各种功能的程序，在设计的时候，可以将其不同的功能先单独书写，先行编译连接运行，调试过程中进行修改