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1、 课程设计任务书?姓 名 李尾冬 学 号 02?班 级 09030301 电子信息工程 课程名称 C+语言程序设计?课程性质?设计时间 2011 年 6 月 26 日 2011 年 6月 29 日 设计名称 小型特殊计算器?设计要求?设计思路 与 设计过程?计划与进度?任课教师 意 见?说 明?课程设计报告?课程：面向对象程序设计 学号：02 姓名：李尾冬 班级：09030301 教师：?沈阳理工大学 信息学院 课程设计名称：小型特殊计算器 1.设计内容：实现一个特殊的计算器，可以实现复数、有理数、矩阵和集合的特殊计算。程序可以实现复数、有理数的加、减、乘、除，可以实现矩阵的加法、减法和乘法运
2、算，也可以实现集合的求交集、并集、子集的运算。2.设计目的与要求：设计目的 达到熟练掌握 C+语言的基本知识和技能；基本掌握面向对象程序设计的基本思路和方法；能够利用所学的基本知识和技能，解决简单的面向对象程序设计问题。设计要求 要求利用面向对象的方法以及 C+的编程思想来完成系统的设计；要求在设计的过程中，建立清晰的类层次；在系统的设计中，至少要用到面向对象的一种机制。3.系统分析与设计 主要知识点 运算符重载增加了 C+语言的可扩充性。运算符的重载实际上就是一种函数调用的形式，可以用成员函数重载运算符，就是将运算符重载定义为一个类的成员函数的形式；也可以用友元函数重载。用友元重载运算符的友
3、元函数是独立于类以外的一般函数。关键技术 程序中每一种数据类型用一个类来实现，共设计了 4 个类。复数类 complex，矩阵类 matrix，有理数类 rational 以及集合类 set。每一种类都定义了相应的运算符重载函数。具体定义如下所示：（1）类 complex 类 complex 中，成员变量 image 表示虚部，real 表示实部。成员函数 print()用来显示数据。运算符重载函数都是用友元函数来实现的。分别重载+、-、*、/运算符。（2）类 matrix 类 matrix 中，成员变量 elems 用来存放矩阵的所有元素，rows 表示矩阵的行，cols 表示矩阵的列。成员
4、函数 SetElems()用来给矩阵中的每一个元素赋值，Disp()用来显示矩阵中的所有元素。其它友元函数分别重载+、-、*、/运算符。（3）类 rational 类 rational 中，有两个成员变量：denominator 用来表示有理数的分母，numerator 表示有理数的分子。有理数成员函数 print()用来显示有理数，optimization()用来优化有理数函数。友元函数 real()用来将有理数转换为实数，其它友元函数分别重载+、-、*、/运算符。（4）类 set 类 set 中，有两个成员变量：elems 用来存储集合中的元素，card 表示集合中元素的个数。成员函数 p
5、rint()用来输出集合中的元素，additem()用来给集合增加元素。友元函数分别重载了&、=、!=、+、*、=运算符。程序中的运算符重载函数都用友元函数来实现。?类 complex 的友元函数 复数的表达形式为 a+bi，对复数进行运算符重载不像对一般书进行运算那样简单，它的运输方法如下：加法：(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i 减法：(a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b-d)i 乘法：(a+bi)*(c-di)=(ac-bd)+(ad+bc)i 除法：(a+bi)/(c+di)=(a+bi)*(c-di)/(c2+d2)重载函数将以上算法用在了函数中。?类 ma
6、trix 的友元函数 矩阵类的赋值，实质上是给二维数组赋值；矩阵相加减就是两个行数列数相同的二维数组相加减；二维数组相乘，其实就是两个二维数组，其中一个的行数等于另一个的列数，按矩阵相乘的法则进行计算。?类 rational 的友元函数 对有理数类进行的操作有下面几种：有理数相加：当两个有理数 a/b 和 c/d 相加时，可得到这样的算式：a/b+c/d=(a*d+b*c)/(b*d)有理数相减：当两个有理数 a/b 和 c/d 相减时，得到的结果是：分子：a*d-b*c 分母：b*d 有理数相乘：当两个有理数 a/b 和 c/d 相乘时，得到的结果是：分子：a*c 分母：b*d 有理数相除：
7、当两个有理数 a/b 和 c/d 相除时，得到的结果是：分子：a*d 分母：b*c 每次得到结果时，都需要对有理数进行优化。?类 set 的友元函数 集合类的运算符重载操作主要有以下几种：判定某一元素是否属于集合：此操作用重载运算符函数&实现，返回值只有两种情况 true 或者 false，取bool 类型。判断两个集合是否相等：判定两个集合是否相等，需要看两个集合中所包含的元素是否相同，并且不管顺序如何。用重载运算符=来实现。判断两个集合是否不等：是相等操作的取反，用!=来实现 两个集合的交集：即求出两个集合中的公共元素，用运算符*实现。两个个集合的并集：即两个集合相合并，合并以后去掉重复的
8、元素，用运算符+来实现。判定一个集合是否是另一个集合的子集：用运算符=来实现 判定一个集合是否是另一个集合的纯子集：用运算符实现 基本功能要求（1）功能选择可以用菜单来实现 例如：请选择您的计算内容：1.?复数计算 2.?有理数计算 3.?矩阵计算 4.?集合计算 0.?退出 用户通过输入不同的数字进入不同的菜单。次级菜单主要显示本程序的功能，主要的功能有加法、减法、乘法和除法以及集合的求交集、求并集、求子集。（2）运行时给出明确的提示信息。比如，输入一个什么类型的数据。根据用户的输入计算输出结果。由于数据类型比较多，可以一次输入第一个复数的实部，第一个复数的虚部，再输入第二个复数的实部、虚部
9、。矩阵运算需要先输入矩阵的行数和列数，然后依次输出矩阵的第一行第一列的元素、第一行第二列的元素等等，依次类推。有理数运算需要一次输入有理数的分子、分母。集合运算需要输入集合的元素个数，然后依次输入集合中的每一个元素。4.系统总体设计(确定程序功能模块)本程序的功能结构如 1 所示：图 1 程序功能结构图 5.源程序代码/*/#include#include#include /*/理数计算；endl;cout 2.矩阵计算；endl;cout 3.集合计算；endl;cout 0.退出；endl;couti;coutendl;个有理数相加；endl;cout 2.两个有理数相减；endl;cou
10、t 3.两个有理数相乘；endl;cout 4.两个有理数相除；endl;cout 0.返回主界面；endl;coutj;coutendl;while(j)个有理数相加；endl;cout 2.两个有理数相减；endl;cout 3.两个有理数相乘；endl;cout 4.两个有理数相除；endl;cout 0.返回主界面；endl;coutj;coutendl;/*/*矩阵计算函数 */*/void matrixcompute()int j;cout请选择您的矩阵计算内容：endlendl;cout 1.两个矩阵相加；endl;cout 2.两个矩阵相减；endl;cout 3.两个矩阵相乘
11、；endl;cout 0.返回主界面；endl;coutj;coutendl;while(j)个矩阵相加；endl;cout 2.两个矩阵相减；endl;cout 3.两个矩阵相乘；endl;cout 0.返回主界面；endl;coutj;coutendl;/*/*集合计算函数 */*/void setcompute()int j;cout请选择您的集合计算内容：endlendl;cout 1.两个集合的交集；endl;cout 2.两个集合的并集；endl;cout 3.一个集合是否为另一个集合的子集；endl;cout 0.返回主界面；endl;coutj;coutendl;while(j
12、)个集合的交集；endl;cout 2.两个集合的并集；endl;cout 3.一个集合是否为另一个集合的子集；endl;cout 0.返回主界面；endl;coutj;coutendl;6.运行结果 程序运行时，首先出现主界面菜单，由用户进行功能选择，选择不同的数字，进入不同的功能区。如图 2 所示。图 2 程序运行主界面?选择 1，则显示次级菜单，进入复数计算界面，如图 3 所示。图 3 复数计算界面 选择 1，进行复数加法运算，如图 4 所示。图 4 复数加法计算 图 4 中依次显示出了第一个复数、第二复数以及加法运算以后的计算结果。返回主菜单后，可以选择其他运算。例如，选择矩阵计算以后，需要输入矩阵的行数、列数，之后输入矩阵的每一个元素，按行输入和存储。如图 5 所示。图 5 矩阵加法计算 7.设计体会 应该包括如下内容：1上机过程中出现的问题及其解决方案；2程序中可以改进的地方说明；3程序中可以扩充的功能及设计实现假想；?8.参考书目?设计成绩：教师签名：年 月 日