大整數(shù)計算器

1、目錄一 問題的概述、分析及研究意義；二 流程圖三 算法設(shè)計四 調(diào)試過程五 源程序問題的概述、分析及研究意義；設(shè)計一個計算器實現(xiàn)兩個任意長得整數(shù)的加、減、乘、除。對數(shù)值很 大,精度很高的數(shù)進行高精度大整數(shù)計算是一類十分常見的問題，但 由于 C 語言中數(shù)據(jù)長度和范圍受數(shù)據(jù)類型的限制，普通數(shù)學(xué)計算很 難實現(xiàn)此問題，為嘗試解決這個問題，專門設(shè)計一個 C 語言程序用 于大整數(shù)的計算。為了實現(xiàn)上述功能， 采取雙向循環(huán)鏈表表示長整數(shù)， 每個結(jié)點含一個 整型變量，僅絕對值不超過 9999的整數(shù)，整個鏈表用十進制數(shù)表示。 利用頭結(jié)點數(shù)據(jù)域的符號表示長整數(shù)的符號， 相加過程不破壞兩個操 作數(shù)鏈表， 對長整數(shù)位數(shù)不

2、作上限。 為此需要兩個結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)類型： 雙 向循環(huán)鏈表和長整數(shù)。本程序?qū)崿F(xiàn)計算任意長的整數(shù)的四則運算 . 以用戶和計算機對話的 方式，即在計算機終端上顯示“提示信息”之后，由用戶在鍵盤上輸 入演示程序中規(guī)定的運算命令， 然后程序就計算并顯示出這兩個數(shù)的 運算。本演示程序中，數(shù)字字符限定為 0' 9'和字符，'， 輸入字符可以任意長，輸入形式以“回車符”為結(jié)束標(biāo)志，串中字符 順序不限， 且允許出現(xiàn)重復(fù)字符。 利用雙向循環(huán)鏈表現(xiàn)實長整數(shù)的存 儲，每個結(jié)點含一個整形變量。 輸入的形式以回車結(jié)束， 可以直接輸 入正數(shù)或負數(shù)， 每四位一組， 除數(shù)字和位于首位置的負號外， 其它一 切

3、字符都將作為分隔符，連續(xù)多個分隔符當(dāng)一個處理 ,但不使用分隔25符也不影響結(jié)果1.流程圖三算法設(shè)計1定義全局變量#define LEN sizeof(struct Node) #define MAX 1000#define OK1#define ERROR0#define OVERFLOW -1 #define TRUE1#define FALSE0typedef int Status;2,主要函數(shù)(1)主程序模塊 :/int main()(2)雙向循環(huán)鏈表處理模塊 :/Status conversion(char str,NodeList &oprh); /int cmplinkle

4、n(NodeList opr1,NodeList opr2);/Status Creat(NodeList &oprr,int len);/int compare(NodeList opr1,NodeList opr2); (3)長整數(shù)四則運算模塊 :opr2,NodeList/Status add_bas(NodeList opr1,NodeList &oprr) ；/Status sub_bas(NodeList opr1,NodeList opr2,NodeList &oprr) ；/Status imul(NodeList opr1,NodeList opr2,

5、NodeList &oprr) ； /Status idiv(NodeList opr1,NodeList opr2,NodeList &quti,NodeList &remand) ；(4)界面模塊 :/void title();/void welcome();3，編寫函數(shù)( 1)函數(shù)： Status conversion(char str,NodeList &oprh) 功能：將字符串形式的操作數(shù)轉(zhuǎn)換成所需的類型( 2)函數(shù)： Status input(NodeList &opr1,NodeList &opr2,char str)功能：輸入需

6、要的操作數(shù)( 3)函數(shù)： Status output(NodeList oprr,char str) 功能：輸出需要的操作數(shù)以及判斷其正確性( 4)函數(shù)： Status initbuf(char str) 功能：為數(shù)據(jù)對象或變量賦初值( 5)函數(shù)： int cmplinklen(NodeList opr1,NodeList opr2) 功能：比較兩個輸入數(shù)的大小，長返回1，短返回 -1，否則返回 0( 6)函數(shù)： int length(NodeList oprr) 功能：求出鏈表長度( 7)函數(shù)： Status Creat(NodeList &oprr,int len) 功能：生成一個

7、指定鏈表( 8)函數(shù)： int compare(NodeList opr1,NodeList opr2) 功能：比較兩個數(shù)的絕對值的大小( 9 ) 函 數(shù) ： Status add_bas(NodeList opr1,NodeList opr2,NodeList &oprr)功能：實現(xiàn)兩個數(shù)相加( 10 ) 函 數(shù) ： Status sub_bas(NodeList opr1,NodeList opr2,NodeList &oprr)功能：實現(xiàn)兩個數(shù)的相減(11) 函數(shù)：Status imul(NodeList opr1,NodeList opr2,NodeList&o

8、prr) 功能：實現(xiàn)兩個數(shù)的相乘(12) 函數(shù)： Status idiv(NodeList opr1,NodeList opr2,NodeList &quti,NodeList &remand)功能：實現(xiàn)兩個數(shù)的除法四調(diào)試過程運行平臺：Microsoft Visual C+ 6.01, 歡迎界面a ""C: DocuMents and Sett inEsXAdMinisI: rat or面_血1)11 匡、犬整數(shù)計exe歡迎使用大整數(shù)計算器根據(jù)屏幕的提示選擇您想進行的操作。確認(rèn)請按Ent*鍵2, 選擇操作a *C: Docu*ents and Sett in

9、gsAd>inistrat or桌面Debug大整數(shù)計算器.exeHH3加減乘除CM 12 3 43, 加法運算*C: Docu>ents and Sett ingsAd»inistrat or桌面Debug大整數(shù)計算器-exe3加減乘除2 * *12 3 4_*器算計整-Jnlxl3加減乘除-72 ' * ' *12 3 42選if請輸入笫一個操作數(shù)；4587984&1354875643215&i8t42312請輸入笫二個操作數(shù)二78454621546856431254S48946相抑的和為：45,8876,9159,7642,2499,

10、6469,03191258繼續(xù)？ <MO.4, 減法運算w *C: Docu*ent s and Sett ingsAd>inist rat or桌面Debug大整數(shù)計算器.exe請輸入篦一個操作數(shù)：96854789654123658745G3258456E456325請輸入笫二個操作數(shù)：68547a95133554896S236544B555?63225相減的差為：283,068 9,4520,5687,6222,1978,0990,1049,31t)y繼續(xù)？ <V/N>_5, 乘法運算2 *C: Docu>ent s and Sett ingsAdBisnis

11、t rat or®DebugZ|§fciiW=£- exe擇選if12 3 4fl操擇1Z 4H g加減乘除請輸入笫一個操作數(shù)：8564125975684563259865487854648請輸入笫二個操作數(shù)：21354a9?5fc2164867563S1354879?相乘的積為：丄8亠288右，032,3778,9423,0446,8324,6669,9365,60理.7873,7392,8127.9675,6696,7752繼續(xù)？ <V/N>_6, 除法運算g *C: Docu»ent s and Sett ingsYAdninist r

12、at or桌面Debug大整數(shù)計算器.exe*8，結(jié)束運行五源程序#include<string.h>#include<stdlib.h>#include<stdio.h>#define LEN sizeof(struct Node) #define MAX 1000#define OK1#define ERROR0#define OVERFLOW -1 #define TRUE1#define FALSE0 typedef int Status;/自定義一個變量typedef struct Nodeint data;struct Node *prior,*

13、next;Node,*NodeList;/ 定義雙向循環(huán)鏈表結(jié)構(gòu)體/= 輸入模塊 = /求指數(shù)函數(shù)值int axp(int a,int k)int r=1;if(k=0)return 1;for(;k>0;k-)r=r*a;return r;/輸入轉(zhuǎn)換函數(shù)Status conversion(char str,NodeList &oprh)/將字符串形式的操作數(shù)轉(zhuǎn)換成所需的類型NodeList p;int i,k,buffer;k=buffer=0;oprh=(NodeList)malloc(LEN);oprh->next=oprh;oprh->prior=oprh;f

14、or(i=strlen(str)-1;i>=0;i-)/ 若輸入的數(shù)不合法就返回重新輸入if(i!=0 | (str0!='-' && str0!='+')&&(stri>'9' | stri<'0') return ERROR;if(str0='0' && str1!='0')return ERROR;if(str0='-' | str0='+') && str1='0'

15、;)return ERROR;if(stri!='-' && stri!='+')buffer=buffer+(stri-'0')*axp(10,k);k+;if(k=4 | stri-1='-' | stri-1='+' | i=0)/ 將新建結(jié)點插入到頭結(jié)點之后 p=(NodeList)malloc(LEN); oprh->next->prior=p; p->prior=oprh; p->next=oprh->next; oprh->next=p; p->

16、;data=buffer; buffer=k=0;if(str0='-')oprh->data='-'elseoprh->data='+'return OK;/輸入函數(shù)Status input(NodeList &opr1,NodeList &opr2,char str) int flag=OK,i,n=0,l;char bMAX;printf("n 請輸入第一個操作數(shù) :n");scanf("%s",b);getchar();l=strlen(b);for(i=0;i<l

17、;i+)if(bi!=',') strn+=bi;strn='0'flag=conversion(str,opr1);while(!flag) printf("ERROR!Input again:n");scanf("%s",str); getchar();flag=conversion(str,opr1);printf("n 請輸入第二個操作數(shù) :n"); scanf("%s",b);getchar();n=0;l=strlen(b);for(i=0;i<l;i+)if(bi

18、!=',') strn+=bi;strn='0'flag=conversion(str,opr2);while(!flag) printf("ERROR!Input again:n");scanf("%s",str); getchar();flag=conversion(str,opr2);return OK;/= 輸出模塊 = /輸出函數(shù)Status output(NodeList oprr,char str)Status initbuf(char str);NodeList p;int i,j,num4;if(!opr

19、r)return ERROR;p=oprr;i=j=0;initbuf(str);if(oprr->data='-')stri+='-'p=p->next;if(p->next=oprr && p->data=0)/ 若要輸出的數(shù)為 0 則執(zhí)行stri+='0'elsewhile(p!=oprr) num0=p->data/1000; num1=(p->data-num0*1000)/100; num2=(p->data-num0*1000-num1*100)/10; num3=p->

20、;data-num0*1000-num1*100-num2*10; while(j<4)&& if(numj!=0 | (str0='-' && str1!='0')|(str0!='-' str0!='0')/此判斷語句是為了避免輸出諸如：00123的情況 stri+=numj+'0'j+; p=p->next; j=0; stri+=','if(str-i=',')stri='0' printf("%s&quo

21、t;,str); printf("n"); return OK;/= 預(yù)處理及雜項操作模塊 = /緩沖區(qū)部分初始化函數(shù)Status initbuf(char str)int i;for(i=0;i<=10;i+)stri='0'return OK;/比較鏈表長度函數(shù)int cmplinklen(NodeList opr1,NodeList opr2)/opr1 鏈比 opr2 鏈長則返回 1 ，短則返回 -1 ，否則返回 0NodeList p1,p2;p1=opr1->prior;p2=opr2->prior; while(p1->

22、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;/求鏈表長度int length(NodeList oprr)int count=0;NodeList p=oprr->next;while(p!=oprr)count+;p=p->next;return count;/生成指定長度鏈表Status Creat(NodeList &opr

23、r,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;oprr->prior=p;return OK;/比較 opr1、 opr2 絕對值的大小int compare(NodeList opr1,NodeList opr2)NodeList p1,p2;p1=

24、opr1->next;p2=opr2->next;if(cmplinklen(opr1,opr2)=1)/opr1 比較長 return 1;else if(cmplinklen(opr1,opr2)=-1)/opr2 比較長return -1;else while(p1->data=p2->data && p1->next!=opr1)/ 注意 p1->next!=opr1 這條 件p1=p1->next;p2=p2->next; if(p1->data>p2->data) return 1;else if(p

25、1->data<p2->data)return -1;elsereturn 0;/= 加減法模塊 = /加法基本操作Status add_bas(NodeList opr1,NodeList opr2,NodeList &oprr)/本算法實現(xiàn) A,B 相加的操作。int CF,buffer;NodeList p1,p2,p3;oprr=(NodeList)malloc(LEN);oprr->next=oprr;oprr->prior=oprr;p1=opr1->prior;p2=opr2->prior;CF=buffer=0;while(p1

26、!=opr1 && p2!=opr2) buffer=p1->data+p2->data+CF;CF=buffer/10000;若buffer的值大于9999則產(chǎn)生進位，賦給 CF /將新建結(jié)點插入到頭結(jié)點之后p3=(NodeList)malloc(LEN); oprr->next->prior=p3;p3->prior=oprr;p3->next=oprr->next;oprr->next=p3;p3->data=buffer%10000;應(yīng)該將 buffer 的第四位賦給 p3->data p1=p1->pr

27、ior; p2=p2->prior;while(p1!=opr1)/處理 opr1 鏈的剩余部分buffer=p1->data+CF;CF=buffer/10000;p3=(NodeList)malloc(LEN);/ 將新建結(jié)點插入到頭結(jié)點之后oprr->next->prior=p3; p3->prior=oprr; p3->next=oprr->next; oprr->next=p3;p3->data=buffer%10000;p1=p1->prior;while(p2!=opr2)/處理 opr2 鏈的剩余部分buffer=p2

28、->data+CF;CF=buffer/10000;p3=(NodeList)malloc(LEN);/ 將新建結(jié)點插入到頭結(jié)點之后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)malloc(LEN);oprr->next->prior=p3; p3->prior=oprr; p3->next=oprr-&g

29、t;next; oprr->next=p3; p3->data=CF;oprr->data='+'return OK;/減法基本操作Status sub_bas(NodeList opr1,NodeList opr2,NodeList &oprr) /本算法實現(xiàn) A,B 相減的操作。/將 A 鏈分成與 B 鏈長相等的底位部分 ,和剩余的高位部分 ,并做相應(yīng)處理 int CF,buffer,flag;NodeList p1,p2,p3,qh,qt,qq; oprr=(NodeList)malloc(LEN); oprr->next=oprr;opr

30、r->prior=oprr;p1=opr1->prior;p2=opr2->prior;CF=buffer=flag=0;while(p2!=opr2)/opr2 鏈的長度小于等于 opr1 鏈的 if(p1->data<(p2->data+CF) buffer=10000+p1->data-(p2->data+CF);CF=1;else buffer=p1->data-(p2->data+CF); CF=0; p3=(NodeList)malloc(LEN); oprr->next->prior=p3; p3->p

31、rior=oprr;p3->next=oprr->next; oprr->next=p3; p3->data=buffer;p1=p1->prior;p2=p2->prior; while(p1!=opr1)/ 處理 opr1 鏈?zhǔn)Ｏ碌牟糠?if(p1->data<CF) buffer=10000+p1->data-CF;CF=1;else buffer=p1->data-CF;CF=0; p3=(NodeList)malloc(LEN); oprr->next->prior=p3; p3->prior=oprr;

32、p3->next=oprr->next; oprr->next=p3; p3->data=buffer; p1=p1->prior;/處理鏈表開頭結(jié)點值為 0 的無意義情況，若鏈表本身表示 0，則不做如下處理 p3=oprr->next;while(p3->data=0 && p3->next!=oprr)p3=p3->next;flag=1;if(flag)qh=oprr-> next;/保存無用結(jié)點的頭尾指針 qt=p3->prior;為釋放做準(zhǔn)備 oprr->next=p3;/重接 next 鏈 p3

33、->prior=oprr;/ 重接 prior 鏈 qt->next=NULL;while(qh!=NULL)/重接 prior 鏈qq=qh;qh=qh->next; free(qq);oprr->data='+'return OK;/ 帶符號加法函數(shù) Status add(NodeList opr1,NodeList opr2,NodeList &oprr) if(opr1=NULL | opr2=NULL) return ERROR;if(opr1->data=opr2->data) /opr1,opr2 符號相同add_bas

34、(opr1,opr2,oprr); if(opr1->data='+')opr1與opr2均為正數(shù)，即A+B的形式(A,B均是正數(shù)，下同) oprr->data='+'else/opr1 與 opr2 均為負數(shù)，即 (-A)+(-B) 的形式 oprr->data='-'else/符號不相同if(opr1->data='+')/A+(-B) 的情況 if(compare(opr1,opr2)=-1) /A<B 的情況 sub_bas(opr2,opr1,oprr); oprr->data=

35、9;-'else/A>=B 的情況sub_bas(opr1,opr2,oprr);oprr->data='+'else/(-A)+B 的情況 if(compare(opr1,opr2)=1) /A>B 的情況 sub_bas(opr1,opr2,oprr); oprr->data='-'else/A<=B 的情況sub_bas(opr2,opr1,oprr);oprr->data='+'return OK;/ 帶符號減法函數(shù) Status sub(NodeList opr1,NodeList opr2,

36、NodeList &oprr)if(opr1=NULL | opr2=NULL) return ERROR;if(opr1->data=opr2->data)/opr1,opr2 符號相同if(opr1->data='+')/A-B 的情況 if(compare(opr1,opr2)=-1) /A<B 的情況 sub_bas(opr2,opr1,oprr); oprr->data='-'else/A>=B 的情況 sub_bas(opr1,opr2,oprr); oprr->data='+'els

37、e/(-A)-(-B) 的情況 if(compare(opr1,opr2)=1) /A>B 的情況sub_bas(opr1,opr2,oprr); oprr->data='-'else/A<B 的情況 sub_bas(opr2,opr1,oprr); oprr->data='+'else/opr1,opr2 符號不同add_bas(opr1,opr2,oprr);if(opr1->data='+')oprr->data='+'elseoprr->data='-'return

38、 OK;/= 乘法模塊 = /乘法函數(shù)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 小則被乘數(shù)跟乘數(shù)調(diào)換ph1=opr2; pt1=ph1->prior;ph2=opr1; pt2=ph2->prior;elseph1=opr1;pt1=ph1->prior;ph2=opr2; pt2=p

39、h2->prior; len=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)bu

40、ffer%10000; pt1=pt1->prior;pt3=pt3->prior;pt3->data=CF;CF=0;pt2=pt2->prior; p3=p3->prior;/處理鏈表開頭結(jié)點值為 0 的無意義情況，若鏈表本身表示 0，則不做如下處理flag=0;p3=oprr->next;while(p3->data=0 && p3->next!=oprr)p3=p3->next;flag=1;if(flag)qh=oprr-> next;/保存無用結(jié)點的頭尾指針 qt=p3->prior;為釋放做準(zhǔn)備 o

41、prr->next=p3;/重接 next 鏈 p3->prior=oprr;/ 重接 prior 鏈 qt->next=NULL;while(qh!=NULL)/釋放無用結(jié)點qq=qh; qh=qh->next; free(qq);if(opr1->data=opr2->data | oprr->next->data=0) oprr->data='+'elseoprr->data='-'return OK;/= 除法模塊 = /除法子函數(shù)int idiv_sub(NodeList &opr1,

42、NodeList opr2)NodeList p1,p2,qh,qt,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-

43、>data=buffer;p1=p1->prior;p2=p2->prior;if(p1!=opr1)/ 處理 opr1 鏈?zhǔn)Ｏ碌牟糠輇uffer=p1->data-CF; p1->data=buffer;/清頭 0flag=0;p1=opr1->next;while(p1->data=0 && p1->next!=opr1)p1=p1->next;flag=1;if(flag)qh=opr1-> next;/保存無用結(jié)點的頭尾指針 qt= p 1 - > p rio r ; /為釋放做準(zhǔn)備 oprl->n

44、ext=p1;/重接 next 鏈 p1->prior=opr1;/ 重接 prior 鏈 qt- >n ext=NULL;while(qh!=NULL)/ 釋放無用結(jié)點qq=qh; qh=qh->next;free(qq);count+;return count;/除法函數(shù)Status idiv(NodeList opr1,NodeList opr2,NodeList &quti,NodeList &remand) /quti為商數(shù)鏈，rema nd為余數(shù)鏈int len_quti,len_reman,buffer;NodeList q1,q2,pq; if

45、(compare(opr1,opr2)=-1)/除數(shù)比被除數(shù)大Creat(quti,1); quti->next->data=0; quti->next->next=quti; quti->prior=quti->next;remand=opr1;else len_quti=length(opr1)-length(opr2);len_reman=length(opr2);Creat(quti,len_quti+1); 開辟商數(shù)鏈Creat(rema nd,le n_rema n);/開辟余數(shù)鏈 q1=opr1->next;q2=remand->n

46、ext;/初始化rema nd鏈 while(q2!=remand) q2->data=q1->data; q1=q1->next; q2=q2->next;pq=quti->next;q仁q1->prior;指針退回一步 while(q1!=opr1) buffer=idiv_sub(remand,opr2); pq->data=buffer; if(q1->next!=opr1) remand->prior->next=(NodeList)malloc(LEN); remand->prior->next->nex

47、t=remand; remand->prior->next->prior=remand->prior; remand->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->ne

48、xt->next;q1=q1->next;pq=pq->next;pq=quti->prior;while(pq->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 |

49、quti->next->data=0) quti->data='+'elsequti->data='-'return OK;/= 主操作模塊 = void title()int i;printf("n"); for(i=0;i<33;i+)printf("*");printf(" 大整數(shù)計算器 "); for(i=0;i<33;i+)printf("*");printf("n");printf("輸入 1、2、3、4

50、選擇操作：n");printf("1、加法n");printf("2、減法n");printf("3、乘法n");printf("4、除法n");、-printf("=n");printf(" 請選擇：");/打印歡迎屏幕void welcome() printf("=nn");printf(" 歡迎使用大整數(shù)計算器 nn"); printf(" 根據(jù)屏幕的提示選擇您想進行的操作。 nn"); printf("=nn");/主調(diào)用函