c++課程設(shè)計--分?jǐn)?shù)計算器

1、；.C+課程設(shè)計報告 題 目： 分?jǐn)?shù)計算器 年 級： 11級 專 業(yè)： 通信工程 姓 名： 吳辰煒 指導(dǎo)老師： 朱紅 難 度 B 級 教師評語： 1.程序功能介紹 分?jǐn)?shù)計算器及測試程序，具有對輸入的運算進行“+，-，*，/,”的功能2 .程序設(shè)計要求（1） 完成計算器程序，對main函數(shù)的結(jié)構(gòu)進行改進，要求有詳細的菜單選項界面，用戶不選擇退出就可以反復(fù)運算。（2） 完善程序，改為多操作數(shù)基本四則運算，遇#停止。（3） 增加函數(shù)，完成四則混合運算，注意算法要考慮運算符的優(yōu)先級，對應(yīng)增加主菜單選項。（4） 增加語句使四則運算具有測試功能，即計算機能夠 自動出題，并要求用戶計算，同時計算機判斷用戶計

2、算的對錯并打分，要求十題一個單元，每題一個運算符，參與運算的分子分母均為一位數(shù)，運算符包括加，減，乘，除及大于小于等邏輯運算符。3. 基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)含有整型變量 ，字符變量，實型變量，還定義了一個分?jǐn)?shù)類；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。實現(xiàn)簡單計算的函數(shù)；4?；旌线\算函數(shù)；5。隨機測試題函數(shù)；6。清屏函數(shù)。此外還多處運用了運算符的重載4. 程序運行結(jié)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. 課程設(shè)計遇到的技術(shù)問題與解決思路 問題1:分?jǐn)?shù)的表示解決辦法:建立函數(shù)，分別置分母，分子，同時構(gòu)造約分函數(shù)問題2:真分?jǐn)?shù)的表示解決辦法:

3、構(gòu)造函數(shù)，置整數(shù)部分和分?jǐn)?shù)部分書本提供的源代碼雖然較為完備，但也存在一些錯誤。問題3：乘方的函數(shù)功能實現(xiàn)，書本提供的原有的類中重載的“”運算符無法實現(xiàn)乘方運算解決辦法：考慮到“”運算符作為位運算符，不能按照雙目運算符的重載格式進行重載，故，將用于代碼內(nèi)部的“”運算符改為“%”雙目運算符進行重載，進行重載運算，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)運算乘方無法實現(xiàn)的問題。fraction operator% (const fraction &base, int exp) /運算符并非雙目運算符/不可按照雙目運算的方法重載，故修改為%，進行內(nèi)部操作fraction re

4、turnValue;returnValue.setnum(pow(base.numerator(), exp); returnValue.setden(pow(base.denominator(), exp);returnValue.simplify(); return returnValue;問題4：輸出運算符<<重載不完善，因為對于函數(shù)參數(shù)分?jǐn)?shù)首先進行了取絕對值運算，從而導(dǎo)致對于輸出負分?jǐn)?shù)的時候，無法正確輸出。解決辦法：重新對重載函數(shù)進行改寫，先判斷原參數(shù)分?jǐn)?shù)的正負，若為負，則先輸出“-”后，再取絕對值，進行分子分母的分別輸出操作。而且原代碼中對于分?jǐn)?shù)正負的判斷極為繁瑣，故直接

5、調(diào)用已經(jīng)重載過的“>”進行判斷。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.現(xiàn)已修改fraction temp = f.absval();int numer = f.numerator();int

6、 denom = f.denominator();if(temp.numerator() = 0 | temp.denominator() = 1)os << temp.numerator();elseos << temp.numerator() << '/' << temp.denominator();return os; 問題5:考慮到人性化的操作，實現(xiàn)用戶不選擇退出，就可以實現(xiàn)持續(xù)的操作，故設(shè)計了一系列的多級菜單，從而實現(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

7、直接退出。但是為了實現(xiàn)這一系列的選擇操作，可是費了一番功夫。解決辦法：（1） 首先對于是否繼續(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語句實現(xiàn)。 loop1:if(ch1='N'|ch1='n')cout<<"

8、;1.返回主菜單；2，直接退出程序n"char ch11;cin>>ch11;switch(ch11)case'1':main();case'2':exit(0);default:cout<<"輸入指令不正確，請重新輸入！n"goto loop1;（2） 關(guān)于實現(xiàn)在函數(shù)執(zhí)行過程中返回主函數(shù)，可謂大費周章了，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' :

9、undeclared identifiererror C2373: 'main' : redefinition; different type modifiers這兩個語法錯誤，為了解決該問題，想到了使用goto語句，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)，再一次運行一次混合運算函數(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進行賦值為1，隨后

10、跳出，對judgement進行判斷，從而判斷是否返回主菜單，如是，則配合主函數(shù)中的main()返回到主函數(shù)開頭。（3） 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。if(f2=0)cout<<"被除數(shù)不能為0！n1.重新輸入該數(shù)。2.返回主菜單。n"int k4;cin>>k4;if(k4=1)cin>>f2;goto loopsmall1;else judgement=1;return; /由此實現(xiàn)由外部函數(shù)直接回到主函數(shù)頭部 if(judgement=1

11、)main();問題6：混合運算的核心問題即是優(yōu)先級的控制；解決辦法：為了實現(xiàn)運算的優(yōu)先級，則需要綜合判斷前后的兩個運算符，首先算出優(yōu)先級較高的運算符兩邊的數(shù)字，再對剩余的那個數(shù)字和結(jié)果進行運算，算出新的結(jié)果。在輸入的同時進行運算。為了將運算不斷向前推進，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算符的字符型變量op1,op2。并通過對其不斷賦值，如op1=op2，實現(xiàn)運算的推進.具體操作通過switch的嵌套實現(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)的運行錯誤，即最終計算結(jié)果不正確。一下為函數(shù)的定義：/=混合運算=void complex()fra

12、ction f1,f2,result;char op1,op2;cout<<"ATTENTION:為保證計算的準(zhǔn)確性，若需要輸入整數(shù)X進行計算，請將該整數(shù)以X/1的形式進行輸入!"cout<<"請依次輸入分?jǐn)?shù)（整數(shù)）和運算符，并以#結(jié)束n"op1=' 'cin>>f1>>op2;while(op2!='#')judgement=0;cin>>f2;switch(op1)case' ':result=f1;f1=f2;op1=op2;break;ca

13、se'+':switch(op2)case'+':case'-':result=result+f1;f1=f2;op1=op2;break;/case'*':f1=f1*f2;break;loopsmall1:case'/':if(f2=0)cout<<"被除數(shù)不能為0！n1.重新輸入該數(shù)。2.返回主菜單。n"int k4;cin>>k4;if(k4=1)cin>>f2;goto loopsmall1;else judgement=1;return;/ 由此實

14、現(xiàn)由外部函數(shù)直接回到主函數(shù)頭部 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)cout<<"被除數(shù)不能為0！n1.重新輸入該數(shù)。2.返回主菜單。"int k4;cin>>k4;if(k4=1)cin>&g

15、t;f2;goto loopsmall2;else judgement=1;return; /1111f1=f1/f2;break;break;case'*':result=result*f1;f1=f2;op1=op2;break;/case'/':if(f1=0)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n" judgement=1;return; /11111result=result/f1;f1=f2;op1=op2;break;/switch(op1) endcin>>op2; switc

16、h(op1)case'+':cout<<"結(jié)果為："<<result+f1<<endl;break;case'-':cout<<"結(jié)果為："<<result-f1<<endl;break;case'*':cout<<"結(jié)果為："<<result*f1<<endl;break;loopsmall3:case'/':if(f1=0)cout<<"被

17、除數(shù)不能為0！n1.重新輸入該數(shù)。2.回到主菜單。"int k4;cin>>k4;if(k4=1)cin>>f1;goto loopsmall3;else judgement=1;return; /1111cout<<"結(jié)果為："<<result/f1<<endl;break;/=混合運算=問題7：異常處理，因為涉及四則運算，所以當(dāng)出現(xiàn)被除數(shù)為0的情況，必須進行反應(yīng)。解決方案：(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。void fraction:se

18、tden(int newden)if(newden != 0)d = newden;elsecout << "錯誤： 試圖將分母設(shè)為零，不可以??！將直接退出程序！n" << "按任意鍵退出程序n" exit(0); (2)然后是在運算的計算過程中，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)到輸入語句實現(xiàn)。返回上級菜單一是通過goto語句實現(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)過運算符賦值，會導(dǎo)致計算結(jié)果錯誤。(3)在隨機測試的時候，取隨機數(shù)的時候可能會在分母上取到0，為此，必須現(xiàn)在代入計算時進行檢驗，以防在測試過程中出現(xiàn)異常，而導(dǎo)致測試中斷。t1=rand()%10;t2=rand()%10;while(t1=0|t2=0)t1=rand()%10;t2=rand()%10; 問題8：四則運算，菜單選擇實現(xiàn)都通過switch多分支語句實現(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。因此需要注意括號的對齊，格式問題。心