大整数阶乘程序设计B09040121.docx
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大整数阶乘程序设计B09040121
程序设计报告
(2010/2011学年第一学期)
题目:
大整数阶乘
专业计算机科学与技术
学生姓名张赛
班级学号B09040121
指导教师杨一涛
指导单位计算机学院
日期
评分细则
评分项
优秀
良好
中等
差
遵守机房规章制度
上机时的表现
学习态度
程序准备情况
程序设计能力
团队合作精神
课题功能实现情况
算法设计合理性
用户界面设计
报告书写认真程度
内容详实程度
文字表达熟练程度
回答问题准确度
简短评语
教师签名:
年月日
评分等级
备注
评分等级有五种:
优秀、良好、中等、及格、不及格
大整数阶乘
一、课题内容和要求
1、系统的基本功能及要求
(1)写一个类BigInteger,并有如下成员函数operator+/operator-/operator*/operator\,即整数的四则运算并重载运算符。
(2)用该大整数计算n的阶乘并显示出来。
(n∈[1,100])
注:
为了简化,可不考虑负数,则遇上形如“2-4”这样的表达式需要报错。
2、程序执行过程
(1)系统从键盘读入自然数n,直到输入了合法的n为止。
(2)输出运算的结果,为便于观察结果,每输出四位中间插入空格,格式如下(例如,n=12):
12!
=479001600
(3)询问用户是否继续进行,用户选择“是”,直到输入合法为止,转
(1),否则退出程序。
3、算法要求及提示
(1)因为n较大时,n!
的结果将超出长整形的保存范围,因此结果不能用longint型的变量来保存。
本算法要求用链表来存储。
(2)链表的每一个节点存储结果的一位数字,因此结果的输出实际上是链表的遍历问题,同时要先考虑用多少位来表示大整数。
4、其他要求
(1)输入时具备一定的容错性判断,如输入的不是数字,或输入的数超过范围等等。
(2)变量、函数命名符合规范。
(3)注释详细:
每个变量都要求有注释说明用途;函数有注释说明功能,对参数、返回值也要以注释的形式说明用途;关键的语句段要求有注释解释。
(4)程序的层次清晰,可读性强。
二、需求分析
1)课题要求已说明结果不能用longint型的变量来保存,要求用链表来存储。
,首先要定义一个节点类,在这里定义一个双向节点类。
2)定义一个BigInteger大整数类,使其能够存放大数阶乘,并实现其的四则运算。
3)对输入整数的合法性进行检查,必须考虑用户各种输入情况。
三.概要设计
1.使用单链表存储数据,结点类定义如下:
classNode
{
intdata;
Node*next;用大整数类来进行大整数四则算法的重载,在主函数中通过定义大整数对象调用,大整数类定义如下:
classBigInteger法设计说明:
因为n较大时,n!
的结果将超出长整形的保存范围,因此结果不能用longint型的变量来保存。
本算法数据用单链表来存储。
链表的每一个节点存储结果的一位数字,因此结果的输出实际上是链表的遍历问题,同时要先考虑用多少位来表示大整数。
首先申请一个结点类并赋数据域初值1,然后遍历单链表逐个的数据域与i(1到n)相乘;
乘完后重新遍历,对每个结点的数据域处理,若小于10则跳过;
否则,判断下一结点是否存在,若存在则该数据域除10取余,下一结点的数据域加上该数据域除10的结果,若不存在则申请新结点空间,处理同上;
全部乘完并处理完后,遍历单链表并输出各自的数据域即可,注意每四个输出一个空格。
4、流程图
是
否
是
是
是
结束
否
四.详细设计
1.阶乘函数作为BigInteger类中的函数,在主函数通过定义大整数类对象调用,阶乘函数的定义如下:
voidBigInteger:
:
jiecheng()
{
Node*cur,*cc;
Node*head=newNode;
果分析:
刚开始运行,程序首先提示用户程序是计算大整数的阶乘及其四则运算的功能,并提示用户按照输入一个自然数;
如果输入的数大于100或小于1,则提示用户输入错误;
若输入正确,则进行阶乘运算,输出结果,然后提示用户是否继续,若继续,则提示用户输入自然数n,继续进行阶乘运算,否则,则以下进入大整数阶乘的四则运算,提示输入第一运算对象的n值;
若输入不正确,则提示用户重新输入,直至正确为止,然后提示用户输入第二运算对象的n值,若输入不正确,则提示用户重新输入,直至正确为止,然后则输出四则运算的结果。
六、调试过程中的问题
1.主函数执行过程中,即便选择了n,程序总提示输入。
While循环中忘了加break语句,导致while语句一直执行。
2.重载减法运算时,当第一操作数比第二操作数大时,困惑了好一会儿,后来经过讨论和自己的思考,解决了这个问题,依然拿大的操作数减小的操作数,输出的时候只要在结果前加一个‘-’即可。
3.在阶乘函数中,误将if(cur->next==NULL)写成if(cur==NULL),导致结果出错,还是太粗心。
4.主函数中,输出四则运算结果时,由于对重载运算符掌握不是很好,写成cout< 七、课程设计总结 这次程序设计让我清醒的认识到自己知识上的缺陷与漏洞,对过去学的单链表的操作不是很熟悉,从而让我回归书本,认真看书,回顾了以前所学的单链表的操作,熟悉单链表的使用,不会像以前那样生疏。 这次程序设计也让我了解到合作对编程是多么重要,大家互相讨论,灵感碰撞,有了很多意想不到的收获。 拿到问题要找到核心,找到突破口,只有针对问题认真思考好了之后,再动手编程就会简单得多了,而不能图快,这次的算法核心是阶乘算法,抓准问题的实质,先集中精力突破核心的算法,这样就能极大地提高效率。 还需要进行大量的调试,不能浮躁,要根据调试中出现的问题进行分析,修改需要改动的程序,后期再不断完善。 总之,这次程序设计让我受益匪浅,让我清醒的认识到了不足与差距,也给了我很大的动力,对我编程能力也有较大的提升,我相信通过努力我一定也会成功的。
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