大整数计算器

1、 目录一 问题的概述、分析及研究意义；二 流程图 三 算法设计四 调试过程五 源程序 一问题的概述、分析及研究意义；设计一个计算器实现两个任意长得整数的加、减、乘、除。对数值很大,精度很高的数进行高精度大整数计算是一类十分常见的问题，但由于C语言中数据长度和范围受数据类型的限制，普通数学计算很难实现此问题，为尝试解决这个问题，专门设计一个C语言程序用于大整数的计算。为了实现上述功能，采取双向循环链表表示长整数，每个结点含一个整型变量，仅绝对值不超过9999的整数，整个链表用十进制数表示。利用头结点数据域的符号表示长整数的符号，相加过程不破坏两个操作数链表，对长整数位数不作上限。为此需要两个结构

2、数据类型：双向循环链表和长整数。本程序实现计算任意长的整数的四则运算. 以用户和计算机对话的方式，即在计算机终端上显示“提示信息”之后，由用户在键盘上输入演示程序中规定的运算命令，然后程序就计算并显示出这两个数的运算。本演示程序中，数字字符限定为09和字符，输入字符可以任意长，输入形式以“回车符”为结束标志，串中字符顺序不限，且允许出现重复字符。利用双向循环链表现实长整数的存储，每个结点含一个整形变量。输入的形式以回车结束，可以直接输入正数或负数，每四位一组，除数字和位于首位置的负号外，其它一切字符都将作为分隔符，连续多个分隔符当一个处理,但不使用分隔符也不影响结果。二流程图 欢迎界面选择操作

3、加法运算减法运算乘法运算除法运算运行结果继续结束是否 三算法设计1定义全局变量#define LEN sizeof(struct Node)#define MAX 1000#define OK 1#define ERROR 0#define OVERFLOW -1#define TRUE 1#define FALSE 0typedef int Status; 2,主要函数 (1)主程序模块:/int main() (2)双向循环链表处理模块: /Status conversion(char str,NodeList &oprh); /int cmplinklen(NodeList op

4、r1,NodeList opr2); /Status Creat(NodeList &oprr,int len); /int compare(NodeList opr1,NodeList opr2); (3)长整数四则运算模块: /Status add_bas(NodeList opr1,NodeList opr2,NodeList &oprr)； /Status sub_bas(NodeList opr1,NodeList opr2,NodeList &oprr)； /Status imul(NodeList opr1,NodeList opr2,NodeList &

5、amp;oprr)； /Status idiv(NodeList opr1,NodeList opr2,NodeList &quti,NodeList &remand)； (4)界面模块: /void title(); /void welcome();3，编写函数（1）函数：Status conversion(char str,NodeList &oprh)功能：将字符串形式的操作数转换成所需的类型（2）函数：Status input(NodeList &opr1,NodeList &opr2,char str) 功能：输入需要的操作数（3）函数：Sta

6、tus output(NodeList oprr,char str) 功能：输出需要的操作数以及判断其正确性（4）函数：Status initbuf(char str) 功能：为数据对象或变量赋初值（5）函数：int cmplinklen(NodeList opr1,NodeList opr2)功能：比较两个输入数的大小，长返回1，短返回-1，否则返回0（6）函数：int length(NodeList oprr) 功能：求出链表长度（7）函数：Status Creat(NodeList &oprr,int len) 功能：生成一个指定链表（8）函数：int compare(NodeL

7、ist opr1,NodeList opr2) 功能：比较两个数的绝对值的大小（9）函数：Status add_bas(NodeList opr1,NodeList opr2,NodeList &oprr) 功能：实现两个数相加（10）函数：Status sub_bas(NodeList opr1,NodeList opr2,NodeList &oprr) 功能：实现两个数的相减（11）函数：Status imul(NodeList opr1,NodeList opr2,NodeList &oprr) 功能：实现两个数的相乘（12）函数：Status idiv(Node

8、List opr1,NodeList opr2,NodeList &quti,NodeList &remand) 功能：实现两个数的除法四调试过程运行平台：Microsoft Visual C+ 6.01， 欢迎界面 2，选择操作3，加法运算4，减法运算5， 乘法运算6， 除法运算8， 结束运行五源程序#include<string.h>#include<stdlib.h>#include<stdio.h>#define LEN sizeof(struct Node)#define MAX 1000#define OK 1#define ER

9、ROR 0#define OVERFLOW -1#define TRUE 1#define FALSE 0typedef int Status;/自定义一个变量typedef struct Nodeint data;struct Node *prior,*next;Node,*NodeList;/定义双向循环链表结构体/=输入模块=/求指数函数值int axp(int a,int k)int r=1;if(k=0)return 1;for(;k>0;k-)r=r*a;return r;/输入转换函数Status conversion(char str,NodeList &oprh

10、)/将字符串形式的操作数转换成所需的类型NodeList p;int i,k,buffer;k=buffer=0;oprh=(NodeList)malloc(LEN);oprh->next=oprh;oprh->prior=oprh;for(i=strlen(str)-1;i>=0;i-)/若输入的数不合法就返回重新输入if(i!=0 | (str0!='-' && str0!='+')&&(stri>'9' | stri<'0')return ERROR;if(str

11、0='0' && str1!='0')return ERROR;if(str0='-' | str0='+') && str1='0')return ERROR;if(stri!='-' && stri!='+') buffer=buffer+(stri-'0')*axp(10,k); k+; if(k=4 | stri-1='-' | stri-1='+' | i=0)/将新建结点插入到

12、头结点之后 p=(NodeList)malloc(LEN); oprh->next->prior=p; p->prior=oprh; p->next=oprh->next; oprh->next=p; p->data=buffer; buffer=k=0;if(str0='-')oprh->data='-'elseoprh->data='+'return OK;/输入函数Status input(NodeList &opr1,NodeList &opr2,char str)in

13、t flag=OK,i,n=0,l; char bMAX; printf("n请输入第一个操作数:n");scanf("%s",b);getchar();l=strlen(b);for(i=0;i<l;i+)if(bi!=',')strn+=bi;strn='0'flag=conversion(str,opr1); while(!flag) printf("ERROR!Input again:n"); scanf("%s",str); getchar(); flag=conve

14、rsion(str,opr1);printf("n请输入第二个操作数:n");scanf("%s",b);getchar();n=0;l=strlen(b);for(i=0;i<l;i+)if(bi!=',')strn+=bi;strn='0'flag=conversion(str,opr2); while(!flag) printf("ERROR!Input again:n"); scanf("%s",str);getchar(); flag=conversion(str,o

15、pr2);return OK;/=输出模块=/输出函数Status output(NodeList oprr,char str)Status initbuf(char str);NodeList p;int i,j,num4;if(!oprr)return ERROR;p=oprr;i=j=0;initbuf(str);if(oprr->data='-')stri+='-'p=p->next;if(p->next=oprr && p->data=0)/若要输出的数为0则执行stri+='0'else whi

16、le(p!=oprr) num0=p->data/1000; num1=(p->data-num0*1000)/100; num2=(p->data-num0*1000-num1*100)/10; num3=p->data-num0*1000-num1*100-num2*10; while(j<4) if(numj!=0 | (str0='-' && str1!='0')|(str0!='-' && str0!='0') /此判断语句是为了避免输出诸如：00123的情况

17、 stri+=numj+'0' j+; p=p->next; j=0; stri+=',' if(str-i=',') stri='0'printf("%s",str);printf("n");return OK;/=预处理及杂项操作模块=/缓冲区部分初始化函数Status initbuf(char str)int i;for(i=0;i<=10;i+)stri='0'return OK;/比较链表长度函数int cmplinklen(NodeList opr1,

18、NodeList opr2)/opr1链比opr2链长则返回1，短则返回-1，否则返回0NodeList p1,p2;p1=opr1->prior;p2=opr2->prior;while(p1->prior!=opr1 && p2->prior!=opr2)p1=p1->prior;p2=p2->prior;if(p1->prior!=opr1)return 1;if(p2->prior!=opr2)return -1;return 0;/求链表长度int length(NodeList oprr)int count=0;Nod

19、eList p=oprr->next;while(p!=oprr)count+;p=p->next;return count;/生成指定长度链表Status Creat(NodeList &oprr,int len)NodeList p;oprr=(NodeList)malloc(LEN);p=oprr;while(len>0)p->next=(NodeList)malloc(LEN);p->next->data='?'p->next->prior=p;p=p->next;len-;p->next=oprr;o

20、prr->prior=p;return OK;/比较opr1、opr2绝对值的大小int compare(NodeList opr1,NodeList opr2)NodeList p1,p2;p1=opr1->next;p2=opr2->next;if(cmplinklen(opr1,opr2)=1)/opr1比较长return 1;else if(cmplinklen(opr1,opr2)=-1)/opr2比较长return -1;elsewhile(p1->data=p2->data && p1->next!=opr1)/注意p1->

21、;next!=opr1这条件 p1=p1->next; p2=p2->next;if(p1->data>p2->data)return 1;else if(p1->data<p2->data)return -1;else return 0;/=加减法模块=/加法基本操作Status add_bas(NodeList opr1,NodeList opr2,NodeList &oprr)/本算法实现A,B相加的操作。int CF,buffer; NodeList p1,p2,p3;oprr=(NodeList)malloc(LEN); opr

22、r->next=oprr;oprr->prior=oprr;p1=opr1->prior;p2=opr2->prior;CF=buffer=0;while(p1!=opr1 && p2!=opr2)buffer=p1->data+p2->data+CF;CF=buffer/10000;/若buffer的值大于9999则产生进位，赋给CF /将新建结点插入到头结点之后 p3=(NodeList)malloc(LEN); oprr->next->prior=p3; p3->prior=oprr;p3->next=oprr-

23、>next;oprr->next=p3;p3->data=buffer%10000;/应该将buffer的第四位赋给p3->datap1=p1->prior;p2=p2->prior;while(p1!=opr1)/处理opr1链的剩余部分buffer=p1->data+CF;CF=buffer/10000;p3=(NodeList)malloc(LEN);/将新建结点插入到头结点之后 oprr->next->prior=p3; p3->prior=oprr;p3->next=oprr->next;oprr->nex

24、t=p3;p3->data=buffer%10000;p1=p1->prior;while(p2!=opr2)/处理opr2链的剩余部分buffer=p2->data+CF;CF=buffer/10000;p3=(NodeList)malloc(LEN);/将新建结点插入到头结点之后 oprr->next->prior=p3; p3->prior=oprr;p3->next=oprr->next;oprr->next=p3;p3->data=buffer%10000;p2=p2->prior;if(CF)p3=(NodeList

25、)malloc(LEN); oprr->next->prior=p3; p3->prior=oprr;p3->next=oprr->next;oprr->next=p3;p3->data=CF;oprr->data='+'return OK;/减法基本操作Status sub_bas(NodeList opr1,NodeList opr2,NodeList &oprr)/本算法实现A,B相减的操作。/将A链分成与B链长相等的底位部分,和剩余的高位部分,并做相应处理。int CF,buffer,flag;NodeList p

26、1,p2,p3,qh,qt,qq;oprr=(NodeList)malloc(LEN); oprr->next=oprr;oprr->prior=oprr;p1=opr1->prior;p2=opr2->prior;CF=buffer=flag=0;while(p2!=opr2)/opr2链的长度小于等于opr1链的if(p1->data<(p2->data+CF)buffer=10000+p1->data-(p2->data+CF);CF=1;elsebuffer=p1->data-(p2->data+CF);CF=0;p3=

27、(NodeList)malloc(LEN); oprr->next->prior=p3; p3->prior=oprr;p3->next=oprr->next;oprr->next=p3; p3->data=buffer;p1=p1->prior;p2=p2->prior;while(p1!=opr1)/处理opr1链剩下的部分if(p1->data<CF)buffer=10000+p1->data-CF;CF=1;elsebuffer=p1->data-CF;CF=0;p3=(NodeList)malloc(LEN

28、); oprr->next->prior=p3; p3->prior=oprr;p3->next=oprr->next;oprr->next=p3; p3->data=buffer;p1=p1->prior;/处理链表开头结点值为0的无意义情况，若链表本身表示0，则不做如下处理 p3=oprr->next;while(p3->data=0 && p3->next!=oprr)p3=p3->next;flag=1;if(flag)qh=oprr->next;/保存无用结点的头尾指针 qt=p3->

29、prior;/为释放做准备 oprr->next=p3;/重接next链 p3->prior=oprr;/重接prior链qt->next=NULL; while(qh!=NULL)/重接prior链 qq=qh; qh=qh->next; free(qq);oprr->data='+'return OK;/-带符号加法函数-Status add(NodeList opr1,NodeList opr2,NodeList &oprr)if(opr1=NULL | opr2=NULL)return ERROR;if(opr1->data=

30、opr2->data)/opr1,opr2符号相同add_bas(opr1,opr2,oprr);if(opr1->data='+')/opr1与opr2均为正数，即A+B的形式(A,B均是正数，下同)oprr->data='+'else/opr1与opr2均为负数，即(-A)+(-B)的形式oprr->data='-'else/符号不相同if(opr1->data='+')/A+(-B)的情况if(compare(opr1,opr2)=-1)/A<B的情况sub_bas(opr2,opr1,o

31、prr);oprr->data='-'else/A>=B的情况sub_bas(opr1,opr2,oprr);oprr->data='+'else/(-A)+B的情况if(compare(opr1,opr2)=1)/A>B的情况sub_bas(opr1,opr2,oprr);oprr->data='-'else/A<=B的情况sub_bas(opr2,opr1,oprr);oprr->data='+'return OK;/-带符号减法函数-Status sub(NodeList opr1,

32、NodeList opr2,NodeList &oprr)if(opr1=NULL | opr2=NULL)return ERROR;if(opr1->data=opr2->data)/opr1,opr2符号相同if(opr1->data='+')/A-B的情况if(compare(opr1,opr2)=-1)/A<B的情况sub_bas(opr2,opr1,oprr);oprr->data='-'else/A>=B的情况sub_bas(opr1,opr2,oprr);oprr->data='+'

33、else/(-A)-(-B)的情况if(compare(opr1,opr2)=1)/A>B的情况sub_bas(opr1,opr2,oprr);oprr->data='-'else/A<B的情况sub_bas(opr2,opr1,oprr);oprr->data='+'else/opr1,opr2符号不同add_bas(opr1,opr2,oprr);if(opr1->data='+')oprr->data='+'elseoprr->data='-'return OK;/=

34、乘法模块=/乘法函数Status imul(NodeList opr1,NodeList opr2,NodeList &oprr)NodeList ph1,ph2,pt1,pt2,p3,pt3,qh,qt,qq;int len,CF,flag;long buffer;if(compare(opr1,opr2)=-1)/若opr1比opr2小则被乘数跟乘数调换ph1=opr2;pt1=ph1->prior;ph2=opr1;pt2=ph2->prior;elseph1=opr1;pt1=ph1->prior;ph2=opr2;pt2=ph2->prior;len=

35、length(opr1)+length(opr2);Creat(oprr,len);qq=oprr->next;while(qq!=oprr)qq->data=0;qq=qq->next;buffer=CF=0;p3=oprr->prior;while(pt2!=ph2)pt1=ph1->prior;pt3=p3;while(pt1!=ph1)buffer=pt1->data*pt2->data+pt3->data+CF;CF=(int)buffer/10000;pt3->data=(int)buffer%10000;pt1=pt1->

36、;prior;pt3=pt3->prior;pt3->data=CF;CF=0;pt2=pt2->prior;p3=p3->prior;/处理链表开头结点值为0的无意义情况，若链表本身表示0，则不做如下处理flag=0; p3=oprr->next;while(p3->data=0 && p3->next!=oprr)p3=p3->next;flag=1;if(flag)qh=oprr->next;/保存无用结点的头尾指针 qt=p3->prior;/为释放做准备 oprr->next=p3;/重接next链 p

37、3->prior=oprr;/重接prior链qt->next=NULL; while(qh!=NULL)/释放无用结点 qq=qh; qh=qh->next; free(qq);if(opr1->data=opr2->data | oprr->next->data=0)oprr->data='+'elseoprr->data='-'return OK;/=除法模块=/除法子函数int idiv_sub(NodeList &opr1,NodeList opr2)NodeList p1,p2,qh,qt

38、,qq;int count,CF,buffer,flag;count=0;while(compare(opr1,opr2)!=-1)CF=buffer=0;p1=opr1->prior; p2=opr2->prior;while(p2!=opr2) if(p1->data<(p2->data+CF) buffer=10000+p1->data-(p2->data+CF); CF=1; else buffer=p1->data-(p2->data+CF); CF=0; p1->data=buffer;p1=p1->prior;p2

39、=p2->prior; if(p1!=opr1)/处理opr1链剩下的部份buffer=p1->data-CF;p1->data=buffer;/清头0flag=0; p1=opr1->next; while(p1->data=0 && p1->next!=opr1) p1=p1->next; flag=1; if(flag) qh=opr1->next;/保存无用结点的头尾指针 qt=p1->prior;/为释放做准备 opr1->next=p1;/重接next链 p1->prior=opr1;/重接prior

40、链 qt->next=NULL; while(qh!=NULL)/释放无用结点 qq=qh; qh=qh->next; free(qq);count+;return count;/除法函数Status idiv(NodeList opr1,NodeList opr2,NodeList &quti,NodeList &remand)/quti为商数链，remand为余数链int len_quti,len_reman,buffer;NodeList q1,q2,pq;if(compare(opr1,opr2)=-1)/除数比被除数大Creat(quti,1);quti-

41、>next->data=0;quti->next->next=quti;quti->prior=quti->next;remand=opr1;elselen_quti=length(opr1)-length(opr2); len_reman=length(opr2); Creat(quti,len_quti+1);/开辟商数链 Creat(remand,len_reman);/开辟余数链q1=opr1->next;q2=remand->next;/初始化remand链while(q2!=remand)q2->data=q1->data

42、;q1=q1->next;q2=q2->next;pq=quti->next;q1=q1->prior;/指针退回一步while(q1!=opr1)buffer=idiv_sub(remand,opr2);pq->data=buffer;if(q1->next!=opr1)remand->prior->next=(NodeList)malloc(LEN);remand->prior->next->next=remand;remand->prior->next->prior=remand->prior;re

43、mand->prior=remand->prior->next;remand->prior->data=q1->next->data;if(remand->next->data=0 && remand->next->next!=remand)remand->next->next->prior=remand;remand->next=remand->next->next;q1=q1->next;pq=pq->next;pq=quti->prior;while(p

44、q->data='?')pq=pq->prior;pq->next=quti;quti->prior=pq;if(opr1->data='-' && remand->next->data!=0)remand->data='-'elseremand->data='+'if(opr1->data=opr2->data | quti->next->data=0)quti->data='+'elsequti->data

45、='-'return OK;/=主操作模块=void title()int i;printf("n");for(i=0;i<33;i+)printf("*");printf("大整数计算器");for(i=0;i<33;i+)printf("*");printf("n");printf(" 输入1、2、3、4选择操作： n");printf(" 1、加法 n");printf(" 2、减法 n");printf(" 3、乘法 n");printf(" 4、除法 n"); printf("= =n");printf(" 请选择：");/打印欢迎屏幕void welcome()printf("=nn"); printf("欢迎使用大整数计算器n