c 课程设计

湖南文理学院计算机系。

c++语言课程设计。

课程设计报告。

课程设计名称：面向对象程序设计。

课程设计课题：小型特殊计算器。

专业班级：计算机系信管。

学号。姓名。

指导教师。日期：2024年6月28日。

第一章课程设计的目的。

第二章课题简介。

第三章设计方案。

3.1题目问题描述。

3.2题目设计的目的。

3.3基本要求。

第四章系统分析与具体设计。

4.1主要知识点。

4.2具体设计方案。

4.3基本功能要求。

4.4系统总体设计(确定程序功能模块)

第五章源**与关键**分析。

5.1源**。

5.2关键**分析。

第六章程序运行结果截图。

第七章总结。

第八章参考文献。

c++课程设计是我们计算机信息管理与信息系统专业重要的实践性环节之一，是在学生学习完《c++面向对象程序设计》后进行的一次比较全面的综合练习。

它的目的主要有以下几条：

1、巩固书本知识，对书上的知识能更透彻地了解。

通过自己设计程序积累调试c++面向对象程序设计的经验，培养我们的编程能力。巩固我们所学的c++面向对象程序设计知识，消化课堂所讲解的内容。也是对所学知识的一次整理，将原本在我们脑中比较混乱的课程设计重新梳理。

2、培养严谨治学态度的。

在程序设计中，语句的语法和常量变量的定义都有严格的要求，有时输错一个标点或打错一个字母，编译就不能通过，程序也无法正常运行，在调试时要特别小心谨慎。考验了我们的耐心。

3、提高思维能力。

从任务分析，编写**到调试运行的过程中都需要有良好的逻辑思维能力，这有利于我们逻辑思维能力的提高。

4、熟悉课程设计的基本流程和格式。

在做完这次课程设计后，我们对设计报告的格式有了一定的了解，为我们以后其他的课程设计，毕业设计等打下结实的基础。

5、c++课程设计一般要比教学实验复杂一些，涉及的深度广些，而且更加实用一些，通过课程设计的综合训练，能培养学生分析解决实际问题和编程等实际动手能力，最终帮助学生系统掌握逐句结构这门课程的主要内容，提高自己的能力和水平。

第二章课题简介。

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、减法和乘法运算，也可以实现集合的求交集、并集、子集的运算。

3.3基本要求：

1）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；

2）要求在设计的过程中，建立清晰的类层次；

3）在系统的设计中，至少要用到面向对象的一种机制。

第四章系统分析与具体设计。

4.1 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元函数是独立于类以外的一般函数。

4.2 具体设计方案。

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print()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matrix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：

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。

4.3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。

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。

4.4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。

第五章源**与关键**分析。

6.1源程序**。

/ interface for the complex class.

#include<>

class complex

public:

void print();

complex();

complex(float r,float i)

virtual ~complex();

friend complex operator + complex a,complex b);

friend complex operator - complex a,complex b);

friend complex operator * complex a,complex b);

friend complex operator / complex a,complex b);

private:

float image;

float real;

/ interface for the rational class.

class rational

public:

void print输出函数。

rational(int x=0,int y=0);

virtual ~rational();

friend rational operator + rational num1,rational num2); 重载运算符+

friend rational operator - rational num1,rational num2); 重载运算符-

friend rational operator * rational num1,rational num2); 重载运算符*

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