C語言課程設(shè)計任務(wù)書.doc

信息科學(xué)與工程學(xué)院綜合設(shè)計報告書課程名稱： C語言課程設(shè)計 班 級： 學(xué) 號： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 目 錄(一) 需求分析.2-31 設(shè)計題目； 2 用戶操作流程；3 數(shù)據(jù)處理流程；（二）概要設(shè)計.4-51 系統(tǒng)總體設(shè)計框架；2 系統(tǒng)功能模塊圖；（三）詳細(xì)設(shè)計.5-111 主要功能模塊的算法設(shè)計思路；2 工作流程圖；（四）主要源程序代碼.12-211 完整源程序清單及關(guān)鍵注釋；（五）調(diào)試分析過程描述.21-241 測試數(shù)據(jù)、測試輸出結(jié)果；2 對程序調(diào)試過程中存在問題的思考；（六）課程設(shè)計小結(jié).24-251 包括課程設(shè)計過程中的學(xué)習(xí)體會與收獲；2 對C語言和本課程設(shè)計的認(rèn)識以及自己的建議等內(nèi)容。一、 需求分析1、 設(shè)計題目：編程實現(xiàn)以下功能：（1） 分別輸入一元多項式pn (x)和Q n (x)。從鍵盤輸入一元多項式中各項的系數(shù)和指數(shù)，并用單鏈表加以表示。（2） 分別對一元多項式pn (x)和Q n (x)進(jìn)行升冪排序。將一元多項式中各子項按照指數(shù)從小到大的順序排序。（3） 分別輸出一元多項式pn (x)和Q n (x)。 將用單鏈表表示的一元多項式輸出，即打印多項式的系數(shù)和指數(shù)。（4） 任意輸入一個實數(shù)x0，分別求出一元多項式pn (x0)和Q n (x0)的值。（5） 已知有兩個一元多項式分別為Pn (x)和Qn (x)，求出兩個多項式的和R n (x)和差T n (x)，分別用單鏈表表示R n (x)和T n (x)，并將二者輸出，（R n (x)=P n (x)+Q n (x)，T n (x)=P n (x)-Q n (x)）2、 用戶操作流程:（1） 進(jìn)入歡迎及界面。（2） 根據(jù)提示選擇需要的功能。（3） 根據(jù)提示輸入數(shù)據(jù).（4） 選擇函數(shù)輸出運行結(jié)果。（5） 退出本系統(tǒng)。3、 數(shù)據(jù)處理流程（1） 輸入數(shù)據(jù)，通過鏈表存儲P(x)和Q(x)的指數(shù)和系數(shù)。（2） 通過冒泡排序法對P(x)和Q(x)進(jìn)行升冪排序。（3） 輸入x0，通過指針將其帶入P(x)和Q(x)的表達(dá)式求出具體的數(shù)值。（4） 通過鏈表對兩個多項式求和求差。（5） 通過鏈表輸出運行結(jié)果。;二、 概要設(shè)計1、 系統(tǒng)總體設(shè)計框架：主程序功能選擇函數(shù)函數(shù)求差求和函數(shù)輸入數(shù)據(jù)函數(shù)升冪函數(shù)賦值函數(shù)輸出結(jié)果函數(shù)2、 系統(tǒng)功能模塊（1） 功能選擇函數(shù)：通過輸入對應(yīng)功能的數(shù)字，進(jìn)行多項式的運算。該函數(shù)在主函數(shù)中調(diào)用。（2） 輸入數(shù)據(jù)函數(shù)：通過建立單鏈表，輸入兩個多項式的各項指數(shù)和系數(shù)。（3） 升冪函數(shù)：通過冒泡排序法對兩個多項式進(jìn)行升冪排序。（4） 求和求差函數(shù)：定義空鏈用來存儲結(jié)果，將兩個多項式相加減。（5） 輸出函數(shù)：輸出上一步的運行結(jié)果。三、 詳細(xì)設(shè)計 一元多項式的表示在計算機(jī)內(nèi)可以用鏈表來表示，為了節(jié)省存儲空間，只存儲多項式中系數(shù)非零的項。鏈表中的每一個結(jié)點存放多項式的一個系數(shù)非零項，它包含三個域，分別存放該項的系數(shù)、指數(shù)以及指向下一個多項式項結(jié)點的指針。創(chuàng)建一元多項式鏈表，對一元多項式的運算中會出現(xiàn)的各種可能情況進(jìn)行分析，實現(xiàn)一元多項式的相加、相減操作。多項式相加的運算規(guī)則是：兩個多項式中所有指數(shù)相同的項的對應(yīng)系數(shù)相加，若和部位零，則構(gòu)成“和多項式”中的一項；所有指數(shù)不相同的的項均“復(fù)抄”到“和多項式”中。以單鏈表作為存儲結(jié)構(gòu)，并且“和多項式”中的節(jié)點無需另外生成，則可看做是將多項式Q加到多項式P中，由此得到下列運算規(guī)則： 若p-expexp,則結(jié)點p所指的結(jié)點應(yīng)是“和多項式”中的一項，令指針p后移。若p-expexp，則結(jié)點q所指的結(jié)點應(yīng)是“和多項式”中的一項，將結(jié)點q插入在結(jié)點p之前，且令指針q在原來的鏈表上后移。若p-exp=q-exp，則將兩個結(jié)點的系數(shù)相加，當(dāng)和不為零是修改結(jié)點p的系數(shù)，釋放q結(jié)點；若和為零，則“和多項式”中無 o此項，從P中p結(jié)點，同時釋放p和q結(jié)點。多項式相減運算規(guī)則同加法。設(shè)計思路：實現(xiàn)的方法是先定義多項式結(jié)點的結(jié)構(gòu)，該多項式每個結(jié)點由三個元素：輸入的系數(shù)、輸入的指數(shù)、以及指向下一個結(jié)點的指針構(gòu)成。該鏈表采用鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)。然后通過多次的輸入，依次得到兩個一元多項式的各個項的系數(shù)與指數(shù)。該輸入以零結(jié)尾。然后通過對結(jié)點的判斷是否為零后，進(jìn)行運算或者終止的操作。再初始化一個鏈表LC，將LC的各項系數(shù)和指數(shù)的指針指向LA+LB所得的結(jié)果的值，完成了最后的輸出。（1）定義結(jié)構(gòu)體struct結(jié)構(gòu)體為表示一個對象的不同屬性提供了連貫一致的方法，結(jié)構(gòu)體類型的說明從關(guān)鍵詞struct開始，成員可以由各種數(shù)據(jù)類型混合構(gòu)成，成員甚至還可以是數(shù)組或者其他類型的結(jié)構(gòu)，但是，結(jié)構(gòu)體中不能包含自身定義類型的成員。使用typedef和struct定義的新類型名稱，其用途與內(nèi)建類型的名稱相同，可以用來：聲明和初始化結(jié)構(gòu)體變量；創(chuàng)建并根據(jù)自己的意愿初始化結(jié)構(gòu)數(shù)組； (2) 單鏈表的建立單鏈表有兩個域，data域和next域，一個是存放數(shù)據(jù)，一個是存放指針而且指向它的后繼。并且還有個head，稱表結(jié)點，它一般不存放數(shù)據(jù)，只是做個特殊標(biāo)記。表的結(jié)束是NULL，也就是最后的那個鏈域next為空單鏈表的插入運算有兩種，一種是頭插法，另一種是尾插法，這里運用的是尾插法（3）一元多項式的建立輸入多項式采用插頭的方式，輸入多項式中一個項的系數(shù)和指數(shù)，就產(chǎn)生一個新的節(jié)點，建立起它的右指針，并用頭節(jié)點指向它；為了判斷一個多項式是否結(jié)束，定義一個結(jié)束標(biāo)志，并輸入非0時就繼續(xù)，當(dāng)輸入0時，就結(jié)束一個多項式的輸入（4）顯示一元多項式如果系數(shù)是大于0的話就輸出+系數(shù)x指數(shù)形式；如果系數(shù)小于0的話輸出系數(shù)x指數(shù)形式；如果指數(shù)為0的話，直接輸出系數(shù)；如果系數(shù)是的話就直接輸出+x；如果系數(shù)是-1的話直接輸出-x輸出多項式 （5）一元多項式的加法計算它從兩個多項式的頭部開始，兩個多項式的某一項都不為空時，如果數(shù)相等的話，系數(shù)就應(yīng)該相加；相加的和不為0的話，用頭插法建立一個新的節(jié)點。p的指數(shù)小于q的指數(shù)的話，就應(yīng)該復(fù)制q節(jié)點到多項式中。p的指數(shù)大于q的指數(shù)的話，就應(yīng)該復(fù)制p節(jié)點到多形式中。當(dāng)?shù)诙€多項式為空時，第一個多項式不為空時，將第一個多項式用心節(jié)點產(chǎn)生。當(dāng)?shù)谝粋€多項式為空，第二個多項式不為空時，將第二個多項式用新節(jié)點產(chǎn)生（6）一元多項式的減法計算它從兩個多項式的頭部開始，兩個多項式的某一項都不為空時，如果數(shù)相等的話，系數(shù)就應(yīng)該相減；相加的和不為0的話，用頭插法建立一個新的節(jié)點。p的指數(shù)小于q的指數(shù)的話，就應(yīng)該復(fù)制q節(jié)點到多項式中。p的指數(shù)大于q的指數(shù)的話，就應(yīng)該復(fù)制p節(jié)點到多形式中。并且建立的節(jié)點的系數(shù)為原來的相反數(shù)；當(dāng)?shù)诙€多項式為空時，第一個多項式不為空時，將第一個多項式用心節(jié)點產(chǎn)生。當(dāng)?shù)谝粋€多項式為空，第二個多項式不為空時，將第二個多項式用新節(jié)點產(chǎn)生，并且建立的節(jié)點系數(shù)為原來的相反數(shù)。數(shù)學(xué)模型：在數(shù)學(xué)上，一個一元多項式Pn(x)可按升冪寫成 ：Pn(x)=p0+p1x+p2x2+pnxn它由n+1個系數(shù)唯一確定，因此，在計算機(jī)中它可用一個線性表P來表示：P=（p0 ,p1,p2,pn）每一項的指數(shù)i隱含在其系數(shù)Pi的序號里，每一項的值順序為各個多項式的系數(shù)值。加法模型：假設(shè) Qm(X)是一元m次多項式，同樣可用線性表Q來表示：Q=(q0,q1,q2,qm)不失一般性，設(shè)mm ，相加的結(jié)果也可以用單鏈表來表示，規(guī)則是相同指數(shù)的項的系數(shù)相加，所以P(x)+Q(x)=（p0+q0,p1+q1pm+qm，pm+1pn），例如：P(x)=2x4+5x2+3x+1,Q(x)=3x2+1,相加后R(x)= 2x4+8x2+3x+2，用一維向量表表示分別為（1，3，5，0，2）+（1，0,3，）=(2,3,8,0，2),寫成數(shù)學(xué)形式即為2x4+8x2+3x+2，結(jié)論正確。減法模型同加法模型。具體函數(shù)模塊的流程圖： 功能選擇模塊： 輸入數(shù)據(jù)函數(shù)： 顯示運行結(jié)果調(diào)用輸出函數(shù)結(jié)束輸入各項的指指數(shù)系數(shù)開始開始判斷輸入是否合法通過switch判斷返回哪一個功能函數(shù)調(diào)用該功能函數(shù)結(jié)束輸入功能函數(shù)對應(yīng)的數(shù)字 求和函數(shù)模塊：開始定義存儲結(jié)果的空鏈 r是 否輸出存儲多項式的和的鏈r結(jié)束是否同指數(shù)項系數(shù)相加后存入r中直接把p中各項存入r中直接把q中各項存入r存儲多項式2的空鏈Q(jìng)是否為空存儲多項式1的空鏈P是否為空合并同類項開始定義存儲結(jié)果的空鏈 r是 否輸出存儲多項式的和的鏈r結(jié)束是否同指數(shù)項系數(shù)相加后存入r中直接把p中各項存入r中直接把q中各項存入r存儲多項式2的空鏈Q(jìng)是否為空存儲多項式1的空鏈P是否為空合并同類項求差函數(shù)模塊：開始定義存儲結(jié)果的空鏈 r是 否輸出存儲多項式的和的鏈r結(jié)束是否同指數(shù)項系數(shù)相加后存入r中把p中各項系數(shù)改變符號后存入r中直接把q中各項存入r存儲多項式2的空鏈Q(jìng)是否為空存儲多項式1的空鏈P是否為空合并同類項四、 主要源程序代碼#include #include #include typedef struct duoxiangshi int coef; int exp; struct duoxiangshi *next;DXS;int getNum() int num; printf(輸入選擇功能對應(yīng)的數(shù)字: ); scanf(%d, &num); return num;void fun1( DXS *PHEAD, DXS *QHEAD ) int zs, xs;/定義指數(shù)系數(shù) printf(請輸入P(x)中各項的系數(shù)和指數(shù)n); scanf(%d %d, &xs, &zs); while( zs != 0 | xs != 0 ) DXS *p = (DXS*) malloc(sizeof(DXS); p-coef = xs; p-exp = zs; PHEAD-next = p; p-next = NULL; PHEAD = PHEAD-next; scanf(%d %d, &xs, &zs); printf(請輸入Q(x)中各項的系數(shù)和指數(shù)n); scanf(%d %d, &xs, &zs); while( zs != 0 |xs != 0 ) DXS *p = (DXS*) malloc(sizeof(DXS); p-coef = xs; p-exp = zs; QHEAD-next = p; p-next = NULL; QHEAD = p; scanf(%d %d, &xs, &zs); printf(輸入5顯示結(jié)果n);void fun2( DXS *PHEAD, DXS *QHEAD )/升冪排序 DXS *p, *q;/鏈表的冒泡排序 p = PHEAD-next; for( p; p != NULL; p = p-next ) for( q = p-next; q != NULL; q = q-next ) if( p-exp q-exp ) int temp; temp = p-coef; p-coef = q-coef; q-coef = temp; temp = p-exp; p-exp = q-exp; q-exp = temp; p = QHEAD-next; for( p; p != NULL; p = p-next ) for( q = p-next; q != NULL; q = q-next ) if( p-exp q-exp ) int temp; temp = p-coef; p-coef = q-coef; q-coef = temp; temp = p-exp; p-exp = q-exp; q-exp = temp; printf(輸入5顯示結(jié)果。n);void fun5( DXS *PHEAD, DXS *QHEAD ) printf(當(dāng)前保存的P(x),Q(x)序列如下:n); printf(P(x)=); while( PHEAD-next != NULL ) PHEAD = PHEAD-next; printf(%d*x%d, PHEAD-coef, PHEAD-exp); if( PHEAD-next != NULL ) printf( + ); printf(n); printf(Q(x)=); while( QHEAD-next != NULL ) QHEAD = QHEAD-next; printf(%d*x%d, QHEAD-coef, QHEAD-exp); if( QHEAD-next != NULL ) printf( + ); printf(nn);void fun4( DXS *PHEAD, DXS *QHEAD ) int x0; double sum; printf(輸入x的值: ); scanf(%d, &x0); sum = 0; while( PHEAD-next != NULL ) PHEAD = PHEAD-next; sum += PHEAD-coef * pow( x0, PHEAD-exp ); printf(P(x) = %.0lfn, sum); sum = 0; while( QHEAD-next != NULL ) QHEAD = QHEAD-next; sum += QHEAD-coef * pow( x0, QHEAD-exp ); printf(Q(x0) = %.0lfnn, sum);void fun3( DXS *PHEAD, DXS *QHEAD )/求兩個多項式的和差 fun2( PHEAD, QHEAD );/先進(jìn)行升冪排序 DXS *RHEAD, *THEAD; RHEAD = (DXS*) malloc(sizeof(DXS); THEAD = (DXS*) malloc(sizeof(DXS); RHEAD-next = NULL; THEAD-next = NULL; DXS *p = PHEAD, *q = QHEAD; /多項式相加 DXS *r = RHEAD; p = p-next; q = q-next; while( p != NULL & q != NULL )/當(dāng)兩個序列都有數(shù)值時 DXS *t = (DXS*) malloc(sizeof(DXS); if ( p-exp = q-exp )/指數(shù)相同的情況 t-coef = p-coef + q-coef; t-exp = p-exp; p = p-next; q = q-next; else if( p-exp exp )/P的指數(shù)小于Q的指數(shù) t-coef = p-coef; t-exp = p-exp; p = p-next; else if( p-exp q-exp )/P的指數(shù)大于Q的指數(shù) t-coef = q-coef; t-exp = q-exp; q = q-next; r-next = t; r = r-next; r-next = NULL; while ( p != NULL )/當(dāng)只有一個序列有數(shù)值時 DXS *t = (DXS*) malloc(sizeof(DXS); t-coef = p-coef; t-exp = p-exp; r-next = t; r = r-next; r-next = NULL; p = p-next; while ( q != NULL ) DXS *t = (DXS*) malloc(sizeof(DXS); t-coef = q-coef; t-exp = q-exp; r-next = t; r = r-next; r-next = NULL; q = q-next; r = RHEAD; printf(R(x) = ); while( r-next != NULL ) r = r-next; if (r-coef=0)if(r!=RHEAD-next)printf( + );printf(%d*x%d,r-coef,r-exp);elseprintf( - %d*x%d,-1*r-coef,r-exp); printf(nn); /多項式相減 p = PHEAD; q = QHEAD; DXS *T = THEAD; p = p-next; q = q-next; while( p != NULL & q != NULL ) DXS *t = (DXS*) malloc(sizeof(DXS); if ( p-exp = q-exp ) t-coef = p-coef - q-coef; t-exp = p-exp; p = p-next; q = q-next; else if( p-exp exp ) t-coef = p-coef; t-exp = p-exp; p = p-next; else if( p-exp q-exp ) t-coef = -1 * q-coef; t-exp = q-exp; q = q-next; T-next = t; T = T-next; T-next = NULL; while ( p != NULL ) DXS *t = (DXS*) malloc(sizeof(DXS); t-coef = p-coef; t-exp = p-exp; T-next = t; T = T-next; T-next = NULL; p = p-next; while ( q != NULL ) DXS *t = (DXS*) malloc(sizeof(DXS); t-coef = -1 * q-coef; t-exp = q-exp; T-next = t; T = T-next; T-next = NULL; q = q-next; T = THEAD;/消除系數(shù)為0項 while ( T-next != NULL ) if( T-next-coef = 0 ) T-next = T-next-next; T = T-next; if( T = NULL ) break; T = THEAD; printf(T(x) = ); while( T-next != NULL ) T = T-next; if( T-coef =0 )if(T!=THEAD-next)printf( + );printf(%d*x%d,T-coef,T-exp); else printf( - %d*x%d, -1 * T-coef, T-exp); if (THEAD-next=NULL)printf(0n);printf(n);void menu() printf(-n); printf(1.分別輸入Pn(x)和Qn(x)。n); printf(2.分別對Pn(x)和Qn(x)進(jìn)行升冪排序。n); printf(3.分別求出Pn(x)和Qn(x)的和差。n); printf(4.任意輸入一個實數(shù)x,分別求出一元多項式Pn(x)和Qn(x)的值。n); printf(5.分別輸出上一步運行結(jié)果的Pn(x)和Qn(x)。n); printf(-n); printf(If you want to exit the system,please input 0.n);int main() printf(Welcome to the menun); menu(); int num; num = getNum(); if ( num = 0 ) printf(nExit the system,goodbyen); DXS *PHEAD, *QHEAD; PHEAD = (DXS *)malloc(sizeof(DXS); QHEAD = (DXS *)malloc(sizeof(DXS); PHEAD-next = NULL; QHEAD-next = NULL; while ( num ) switch ( num ) case 1: fun1( PHEAD, QHEAD ); break; case 2: fun2( PHEAD, QHEAD ); break; case 3: fun3( PHEAD, QHEAD ); break; case 4: fun4( PHEAD, QHEAD ); break; case 5: fun5( PHEAD, QHEAD ); break; default: printf(輸入錯誤,請重新輸入nn); num = getNum(); if ( num = 0 ) printf(nExit the system,goodbye!n); return 0;五、 調(diào)試分析過程描述測試數(shù)據(jù)及實驗過程：1、歡迎界面以及選擇功能1和功能5得到的結(jié)果：2、調(diào)用功能2對應(yīng)的函數(shù)并輸出結(jié)果2、調(diào)用功能2對應(yīng)的函數(shù)：3、 調(diào)用功能3對應(yīng)的函數(shù)：4、 調(diào)用功能4對應(yīng)的函數(shù)：5、退出本系統(tǒng)： 調(diào)試：當(dāng)輸入的兩個多項式相同時，相減結(jié)果應(yīng)為0，但T（X）顯示的是0*x4。此時應(yīng)當(dāng)修改功能函數(shù)，當(dāng)指數(shù)相同系數(shù)也相同的項相減時，釋放p,q指針?biāo)赶虻慕Y(jié)點，輸出0。修正常改程序后，正常輸出。在此之前也遇到了一些問題，同樣是減法函數(shù)，如果P,Q中相同指數(shù)對應(yīng)的項相減時負(fù)數(shù)，剛開始輸出的是“+ -x”,即加上負(fù)的差值，通過修改代碼，在原先函數(shù)功能的基礎(chǔ)上增加判斷條件：If(T-coef=o) if(T!=THEAD-next) printf(“