數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)---一元多項(xiàng)式計(jì)算

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數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)---一元多項(xiàng)式計(jì)算_第1頁

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文檔簡介

1、　　課程名稱：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　　題目：一元多項(xiàng)式計(jì)算　　學(xué) 院信息工程學(xué)院 　　學(xué)生姓名

2、學(xué) 號 *** 　　專業(yè)層次 2012級本科 　　班級本科信息管理 　　任課教師

3、 　　年月日　　一、課程設(shè)計(jì)題目分析　　本課程設(shè)計(jì)要求利用C語言或C++編寫，本程序?qū)崿F(xiàn)了一元多項(xiàng)式的加法、減法、乘法、除法運(yùn)算等功能。　　二、設(shè)計(jì)思路</p&

4、gt;　　本程序采用C語言來完成課程設(shè)計(jì)。　　1、首先，利用順序存儲結(jié)構(gòu)來構(gòu)造兩個(gè)存儲多項(xiàng)式A(x)和 B(x)的結(jié)構(gòu)。　　2、然后把輸入，加，減，乘，除運(yùn)算分成五個(gè)主要的模塊：實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)式輸入模塊、實(shí)現(xiàn)加法的模塊、實(shí)現(xiàn)減法的模塊、實(shí)現(xiàn)乘法的模塊、實(shí)現(xiàn)除法的模塊。　　3、然后各個(gè)模塊里面還要分

5、成若干種情況來考慮并通過函數(shù)的嵌套調(diào)用來實(shí)現(xiàn)其功能，盡量減少程序運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤的出現(xiàn)。 　　4、最后編寫main()主函數(shù)以實(shí)現(xiàn)對多項(xiàng)式輸入輸出以及加、減、乘、除，調(diào)試程序并將不足的地方加以修改。　　三、算法分析　　1、相關(guān)函數(shù)說明：<

6、/p>　　(1)定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型為線性表的鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)類型變量　　typedef struct Polynomial{}　　(2)其他功能函數(shù)　　插入函數(shù)void Insert(Polyn p,Polyn h)<p&g

7、t;　　比較函數(shù)int compare(Polyn a,Polyn b)　　建立一元多項(xiàng)式函數(shù)Polyn Create(Polyn head,int m)　　求解并建立多項(xiàng)式a+b，Polyn Add(Polyn pa,Polyn pb)　　求解并建立多項(xiàng)式a-b，Polyn Subtract(Polyn pa,

8、Polyn pb)　　求解并建立多項(xiàng)式a*b，Polyn Multiply(Polyn pa,Polyn pb)　　求解并建立多項(xiàng)式a/b，void Device(Polyn pa,Polyn pb)　　輸出函數(shù)輸出多項(xiàng)式，void Print(Polyn P)　　銷毀多

9、項(xiàng)式函數(shù)釋放內(nèi)存，void Destroy(Polyn p)　　主函數(shù)，void main（）　　2、主程序的流程基函數(shù)調(diào)用說明 　　(1)typedef struct Polynomial　　{&l

10、t;p>　　float coef;　　int expn;　　struct Polynomial *next;　　} *Polyn,Polynomial; 　　在這個(gè)結(jié)構(gòu)體變量中coef表示每一項(xiàng)前的系數(shù)，ex

11、pn表示每一項(xiàng)的指數(shù)，polyn為結(jié)點(diǎn)指針類型，屬于抽象數(shù)據(jù)類型通常由用戶自行定義，Polynomial表示的是結(jié)構(gòu)體中的數(shù)據(jù)對象名。　　(2)當(dāng)用戶輸入兩個(gè)一元多項(xiàng)式的系數(shù)和指數(shù)后，建立鏈表，存儲這兩個(gè)多項(xiàng)式，主要說明如下： 　　Polyn CreatePolyn(Polyn head,int m)建立一個(gè)頭指針為head、項(xiàng)數(shù)為m的一元多項(xiàng)式 <

12、;/p>　　p=head=(Polyn)malloc(sizeof(struct Polynomial));為輸入的多項(xiàng)式申請足夠的存儲空間 　　p=(Polyn)malloc(sizeof(struct Polynomial));建立新結(jié)點(diǎn)以接收數(shù)據(jù) 　　Insert(p,head); 調(diào)用Insert函數(shù)插入結(jié)點(diǎn) &l

13、t;/p>　　這就建立一元多項(xiàng)式的關(guān)鍵步驟　　(3)由于多項(xiàng)式的系數(shù)和指數(shù)都是隨即輸入的，所以根據(jù)要求需要對多項(xiàng)式按指數(shù)進(jìn)行降冪排序。在這個(gè)程序模塊中，使用鏈表，根據(jù)對指數(shù)大小的比較，對各種情況進(jìn)行處理，此處由于反復(fù)使用指針對各個(gè)結(jié)點(diǎn)進(jìn)行定位，找到合適的位置再利用void Insert(Polyn p,Polyn h)進(jìn)行插入操作。<

14、;/p>　　(4)加、減、乘、除、的算法實(shí)現(xiàn)： 　　在該程序中，最關(guān)鍵的一步是實(shí)現(xiàn)四則運(yùn)算和輸出，由于加減算法原則是一樣，減法可通過系數(shù)為負(fù)的加法實(shí)現(xiàn)；對于乘除算法的大致流程都是：首先建立多項(xiàng)式a*b，a/b，然后使用鏈表存儲所求出的乘積，商和余數(shù)。這就實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)式計(jì)算模塊的主要功能。　　(5)另一個(gè)子函數(shù)是輸出函數(shù)

15、 PrintPolyn（）；　　輸出最終的結(jié)果，算法是將最后計(jì)算合并的鏈表逐個(gè)結(jié)點(diǎn)依次輸出，便得到整鏈表，也就是最后的計(jì)算式計(jì)算結(jié)果。由于考慮各個(gè)結(jié)點(diǎn)的指數(shù)情況不同，分別進(jìn)行了判斷處理。　　四、程序新點(diǎn)　　通過多次寫程序，發(fā)現(xiàn)程序在控制臺運(yùn)行時(shí)總是黑色的，本次寫程序

16、就想著改變一下，于是經(jīng)過查資料利用system("Color E0");函數(shù)可以解決，這里“E0”，E是控制臺背景顏色，0是控制臺輸出字體顏色。　　五、設(shè)計(jì)中遇到的問題及解決辦法 　　首先是，由于此次課程設(shè)計(jì)里使用指針使用比較多，自己在指針多的時(shí)候易腦子混亂出錯(cuò)，對于此問題我是采取比較笨的辦法在稿紙上寫明白后開始進(jìn)行代碼編寫。其次是，

17、在寫除法模塊時(shí)比較復(fù)雜，自己通過查資料最后成功寫出除法模塊功能。最后是，前期分析不足開始急于寫代碼，中途出現(xiàn)各種問題，算是給自己以后設(shè)計(jì)時(shí)的一個(gè)經(jīng)驗(yàn)吧。 　　六、測試（程序截圖）　　1.數(shù)據(jù)輸入及主菜單　　2.加法和減法模塊 　　3.乘法和除法模塊<

18、;/b>　　七、總結(jié)　　通過本次應(yīng)用C語言設(shè)計(jì)一元多項(xiàng)式基本計(jì)算程序，使我更加鞏固了C語言程序設(shè)計(jì)的知識，以前對指針這一點(diǎn)使用是比較模糊，現(xiàn)在通過此次課程設(shè)計(jì)對指針理解的比較深刻了。而且對于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的相關(guān)算法和函數(shù)的調(diào)用方面知識的加深。本次的課程設(shè)計(jì)，一方面提高了自己獨(dú)立思考處理問題的能力；另一方面使自己再設(shè)計(jì)

19、開發(fā)程序方面有了一定的小經(jīng)驗(yàn)和想法，對自己以后學(xué)習(xí)其他語言程序設(shè)計(jì)奠定了一定的基礎(chǔ)。　　八、指導(dǎo)老師評語及成績　　附錄：（課程設(shè)計(jì)代碼）　　#include<stdio.h>　　#include<malloc.h><p

20、>　　#include<stdlib.h>　　typedef struct Polynomial　　{　　float coef;　　int expn;&l

21、t;p>　　struct Polynomial *next;　　} *Polyn,Polynomial; //Polyn為結(jié)點(diǎn)指針類型　　void Insert(Polyn p,Polyn h)　　{ <

22、p>　　if(p->coef==0) free(p); //系數(shù)為0的話釋放結(jié)點(diǎn)　　else　　{　　Polyn q1,q2;　　q1=h;q2=h->next;&l

23、t;/p>　　while(q2&&p->expn<q2->expn)//查找插入位置　　{ q1=q2; q2=q2->next; }　　if(q2&&p->expn==q2->expn)//將指數(shù)相同相合并<

24、;b>　　{ 　　q2->coef+=p->coef;　　free(p);　　if(!q2->coef)//系數(shù)為0的話釋放結(jié)點(diǎn)　　{ q1->next=q2->nex

25、t; free(q2); } 　　}　　else　　{ p->next=q2; q1->next=p; }//指數(shù)為新時(shí)將結(jié)點(diǎn)插入 　　}</b

26、>　　}　　//建立一個(gè)頭指針為head、項(xiàng)數(shù)為m的一元多項(xiàng)式　　Polyn Create(Polyn head,int m)　　{

27、;　　int i;　　Polyn p;　　p=head=(Polyn)malloc(sizeof(struct Polynomial));　　head->next=NULL;　　for(i=0;i<m;

28、i++)　　{　　p=(Polyn)malloc(sizeof(struct Polynomial));//建立新結(jié)點(diǎn)以接收數(shù)據(jù)　　printf("請輸入第%d項(xiàng)的系數(shù)與指數(shù):",i+1);　　scanf(&quo

29、t;%f %d",&p->coef,&p->expn);　　Insert(p,head); //調(diào)用Insert函數(shù)插入結(jié)點(diǎn)　　}　　return head;　　}</

30、b>　　//銷毀多項(xiàng)式p　　void Destroy(Polyn p)　　{　　Polyn q1,q2;　　q1=p->next;</p

31、>　　q2=q1->next;　　while(q1->next)　　{　　free(q1);　　q1=q2;//指針后移<p&

32、gt;　　q2=q2->next;　　}　　}　　//輸出多項(xiàng)式p　　int Print(Polyn P)&l

33、t;b>　　{ 　　Polyn q=P->next; 　　int flag=1;//項(xiàng)數(shù)計(jì)數(shù)器　　if(!q) //若多項(xiàng)式為空，輸出0　　{ 　　putcha

34、r('0'); 　　printf("\n");　　return;　　} 　　while(q)&

35、lt;p>　　{　　if(q->coef>0&&flag!=1) putchar('+'); //系數(shù)大于0且不是第一項(xiàng)　　if(q->coef!=1&&q->coef!=-1)//系數(shù)非1或-1的普通情況<p

36、>　　{　　printf("%g",q->coef); 　　if(q->expn==1) putchar('X');　　else if(q->expn) printf("X^%d",q->e

37、xpn);　　}　　else　　{　　if(q->coef==1)　　{

38、　　if(!q->expn) putchar('1'); 　　else if(q->expn==1) putchar('X'); 　　else printf("X^%d",q->expn);<b&

39、gt;　　}　　if(q->coef==-1)　　{　　if(!q->expn) printf("-1"); 　　else if(q->expn==1) printf(&quo

40、t;-X"); 　　else printf("-X^%d",q->expn);　　}　　}　　q=q->next; <p&g

41、t;　　flag++;　　}　　printf("\n");　　}　　int compare(Polyn a,Polyn b)</p&

42、gt;　　{　　if(a&&b)　　{　　if(!b||a->expn>b->expn) return 1;<p&

43、gt;　　else if(!a||a->expn<b->expn) return -1;　　else return 0;　　}　　else if(!a&&b) return -1;//a多項(xiàng)式已空，但b多項(xiàng)式非空<

44、;p>　　else return 1;//b多項(xiàng)式已空，但a多項(xiàng)式非空　　}　　//求解并建立多項(xiàng)式a+b，返回其頭指針　　Polyn Add(Polyn pa,Polyn pb)　　{&l

45、t;/p>　　Polyn qa=pa->next;　　Polyn qb=pb->next;　　Polyn headc,hc,qc;　　hc=(Polyn)malloc(sizeof(struct Polynomial));//建立頭結(jié)點(diǎn)<p&g

46、t;　　hc->next=NULL;　　headc=hc;　　while(qa||qb){　　qc=(Polyn)malloc(sizeof(struct Polynomial));　　switch(compare(qa,qb)

47、)　　{　　case 1:　　qc->coef=qa->coef;　　qc->expn=qa->expn;　　qa=qa->

48、next;　　break;　　case 0:　　qc->coef=qa->coef+qb->coef;　　qc->expn=qa->expn;

49、　　qa=qa->next;　　qb=qb->next;　　break;　　case -1:　　qc->coef=qb->coef;

50、　　qc->expn=qb->expn;　　qb=qb->next;　　break;　　}　　if(qc->coef!=0)&l

51、t;p>　　{　　qc->next=hc->next;　　hc->next=qc;　　hc=qc;　　}<

52、;p>　　else free(qc);//當(dāng)相加系數(shù)為0時(shí)，釋放該結(jié)點(diǎn)　　}　　return headc;　　}　　//求解并建立多項(xiàng)式a-b，返回其頭指針<p

53、>　　Polyn Subtract(Polyn pa,Polyn pb)　　{　　Polyn h=pb;　　Polyn p=pb->next;　　Polyn pd;

54、　　while(p)//將pb的系數(shù)取反　　{ p->coef*=-1; p=p->next; }　　pd=Add(pa,h);　　for(p=h->next;p;p=p->next) //恢復(fù)pb的系數(shù)　　p-&g

55、t;coef*=-1;　　return pd;　　}　　//求解并建立多項(xiàng)式a*b，返回其頭指針　　Polyn Multiply(Polyn pa,Polyn pb)　　{&

56、lt;/b>　　Polyn hf,pf;　　Polyn qa=pa->next;　　Polyn qb=pb->next;　　hf=(Polyn)malloc(sizeof(struct Polynomial));//建立頭結(jié)點(diǎn)&l

57、t;p>　　hf->next=NULL;　　for(;qa;qa=qa->next)　　{　　for(qb=pb->next;qb;qb=qb->next)　　{&l

58、t;/p>　　pf=(Polyn)malloc(sizeof(struct Polynomial));　　pf->coef=qa->coef*qb->coef;　　pf->expn=qa->expn+qb->expn;　　Insert(pf,hf);

59、//調(diào)用Insert函數(shù)以合并指數(shù)相同的項(xiàng)　　}　　}　　return hf;　　}　　//求解并建立多項(xiàng)式a/b，

60、返回其頭指針　　void Device(Polyn pa,Polyn pb)　　{　　Polyn hf,pf,temp1,temp2;　　Polyn qa=pa->next;　　Poly

61、n qb=pb->next;　　hf=(Polyn)malloc(sizeof(struct Polynomial));//建立頭結(jié)點(diǎn),存儲商　　hf->next=NULL;　　pf=(Polyn)malloc(sizeof(struct Polynomial));//建立頭結(jié)點(diǎn)，存儲余數(shù)</p

62、>　　pf->next=NULL;　　temp1=(Polyn)malloc(sizeof(struct Polynomial));　　temp1->next=NULL;　　temp2=(Polyn)malloc(sizeof(struct Polynomial));<

63、;/p>　　temp2->next=NULL;　　temp1=Add(temp1,pa);　　while(qa!=NULL&&qa->expn>=qb->expn)　　{<p&g

64、t;　　temp2->next=(Polyn)malloc(sizeof(struct Polynomial));　　temp2->next->coef=(qa->coef)/(qb->coef);　　temp2->next->expn=(qa->expn)-(qb->expn);

65、　　Insert(temp2->next,hf);　　pa=Subtract(pa,Multiply(pb,temp2));　　qa=pa->next;　　temp2->next=NULL;　　}

66、;　　pf=Subtract(temp1,Multiply(hf,pb));　　pb=temp1;　　printf("商是:");　　Print(hf);　　printf(

67、"余數(shù)是:");　　Print(pf);　　}　　void main()　　{　　int choose=1;&

68、lt;p>　　int m,n,flag=0;　　system("Color E0");　　Polyn pa=0,pb=0,pc,pd,pf;//定義各式的頭指針，pa與pb在使用前付初值NULL　　printf("請輸入A(x)的項(xiàng)數(shù):");&

69、lt;p>　　scanf("%d",&m);　　printf("\n");　　pa=Create(pa,m);//建立多項(xiàng)式A　　printf("\n");　　printf("請輸入B(x

70、)的項(xiàng)數(shù):");　　scanf("%d",&n);　　printf("\n");　　pb=Create(pb,n);//建立多項(xiàng)式B　　printf("\n");<

71、p>　　printf("**********************************************\n");　　printf("* 多項(xiàng)式操作菜單 *\n");　　printf("***********************

72、***********************\n");　　printf("\t\t 1.輸出操作\n");　　printf("\t\t 2.加法操作\n");　　printf("\t\t 3.減法操作\n");&

73、lt;p>　　printf("\t\t 4.乘法操作\n");　　printf("\t\t 5.除法操作\n");　　printf("\t\t 6.退出操作\n");　　printf("***********************

74、***********************\n");　　while(choose)　　{　　printf("執(zhí)行操作:");　　scanf("%d",&flag);<

75、/p>　　switch(flag)　　{　　case 1:　　printf("多項(xiàng)式A(x):");Print(pa);　　printf("

76、;多項(xiàng)式B(x):");Print(pb);　　break;　　case 2:　　pc=Add(pa,pb);　　printf("多項(xiàng)式A(x)+B(x):");&l

77、t;/p>　　Print(pc);　　Destroy(pc);　　break;　　case 3:　　pd=Subtract(pa,pb);<

78、;p>　　printf("多項(xiàng)式A(x)-B(x):");　　Print(pd);　　Destroy(pd);　　break;　　case 4:&

79、lt;p>　　pf=Multiply(pa,pb);　　printf("多項(xiàng)式A(x)*B(x):");　　Print(pf);　　Destroy(pf);　　break;<p&

80、gt;　　case 5:　　Device(pa,pb);　　break;　　case 6:　　exit(0);</

81、p>　　break;　　}　　}　　Destroy(pa);　　Destroy(pb);

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