复数计算器实验报告

云南大学软件学院 数据结构实验报告 （本实验项目方案受“教育部人才培养模式创新实验区（X3108005）”项目资助） 实验难度： A B C 序号学号姓名成绩120131120009刘宇晗220131120011付玉然3指导教师 （签名）学期：2014秋季学期 任课教师: 杨云 秦江龙 实验题目:抽象数据类型的设计与实现小 组 长: 联系电话: 18487202254 电子邮件: 2635630110 完成提交时间：2014年 9月 28日云南大学软件学院2010学年 秋季 学期数据结构实验成绩考核表学号： 20131120009 姓名： 刘宇晗 本人承担角色： 评分项目评分指标分值得分实验构思（10%）1. 实验目的明确52. 实验内容理解透彻、对实验所涉及到的知识点分析到位5实验设计（15%）1. 有对基本数据结构的抽象数据类型定义52. 实验方案设计完整，数据结构、算法选择合理 53.算法结构和程序功能模块之间逻辑清晰、有相应的流程图5实验实现（25%）1. 代码编写规范、风格统一、注释清楚易读 52. 程序运行正常，测试结果正确153. 界面友好、易于操作、有较强的容错性5实验报告撰写（10%）1. 内容详实无缺漏，文字流畅、图表清楚52. 实验结果分析客观、详细，实验体会真实可信，对原实验方案的改进和对实验内容的发散性思考5个人工作量（30%）1. 个人完成工作量152. 个人技术水平103. 团队合作精神5实验运作（10%）1. 有一定用户群52. 应用前景分析5综合得分： （满分100分）指导教师： 年 月 日（注：此表在难度为C时使用，每个成员一份。）一、【实验构思（Conceive）】(10%)（本部分应包括：描述实验实现的基本思路，包括所用到的离散数学、工程数学、程序设计、算法等相关知识）1，复数的运算公式：设 z1=a + bi，z2=c + di，（a，b，c，dR，以下不再说明） 加减法：（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=(ac+bd)(bc-ad)i/c2+d22，算法构思：（1） 将实部与虚部分开计算，这样可以简化计算过程，使操作的窗体界面更加易于应用，用户便于理解。（2） 定义了四个名为“cpxNum1，cpxNum2，cpxNum3，cpxNum4”的结构体类型，结构体中包含实部real和虚部Image两部分。（3） 根据复数运算的公式，设计加、减、乘、除的函数，通过函数调用，计算出最后的结果，并使结果显示在窗体中。3，算法难点及分析：（1） 计算器不应当只能进行单位数的运算，当输入一个多位数时，计算器也通昂可以运算并输出结果，关键在于多位数的输入问题的程序编写。（2） 计算器在输入实部与虚部时，在输入栏的切换问题，关键是if条件语句的判断textBox中的内容是否为空。二、【实验设计(Design)】(20%)（本部分应包括：抽象数据类型的功能规格说明、主程序模块、各子程序模块的伪码说明，主程序模块与各子程序模块间的调用关系）1，抽象数据类型的功能规格说明：定义结构体：typedef struct double real; /复数的实部double image; /复数的虚部cpxNum1; /定义结构体类型cpxNum表示“复数”结构体中成员有两个，一个是复数的实部，一个是复数的虚部，数据类型均为double.它把复数的实部和虚部联合成一个整体，方便程序的后续处理。2，主程序模块：void assign(cpxNum2& c, double r2, double i2)c.real=r2;c.image=i2;cpxNum2 cminus(const cpxNum2& c1, const cpxNum2& c2) /此函数为复数减法 cpxNum2 result;result.real=c1.real-c2.real;result.image=c1.image-c2.image;return result;void assign(cpxNum1& c, double r1, double i1)c.real=r1;c.image=i1;cpxNum1 cplus(const cpxNum1& c1, const cpxNum1& c2) /此函数为复数加法cpxNum1 result;result.real=c1.real+c2.real;result.image=c1.image+c2.image;return result;void assign(cpxNum3& c, double r3, double i3)c.real=r3;c.image=i3;cpxNum3 cmultiply(const cpxNum3& c1, const cpxNum3& c2) /此函数为复数乘法cpxNum3 result;result.real=c1.real*c2.real-c1.image*c2.image;result.image=c1.real*c2.image+c1.image*c2.real;return result;void assign(cpxNum4& c, double r4, double i4)c.real=r4;c.image=i4;cpxNum4 cdivide(const cpxNum4& c1, const cpxNum4& c2) /此函数为复数除法cpxNum4 result;result.real=0;result.image=(c1.real*c2.real+c1.image*c2.image)*(c1.image*c2.real-c1.real*c2.image)/(c2.real*c2.real+c2.image*c2.image);return result;3，子程序模块：void assign(cpxNum1& c, double r1, double i1);cpxNum1 cplus(const cpxNum1& c1, const cpxNum1& c2);/此函数为复数加法void assign(cpxNum2& c, double r2, double i2);cpxNum2 cminus(const cpxNum2& c1, const cpxNum2& c2);/此函数为复数减法void assign(cpxNum3& c, double r3, double i3);cpxNum3 cmultiply(const cpxNum3& c1, const cpxNum3& c2);/此函数为复数乘法void assign(cpxNum4& c, double r4, double i4);cpxNum4 cdivide(const cpxNum4& c1, const cpxNum4& c2);/此函数为复数除法三、【实现描述（Implement）】(30%)（本部分应包括：抽象数据类型具体实现的函数原型说明、 关键操作实现的伪码算法、 函数设计、函数间的调用关系，关键的程序流程图等，给出关键算法的时间复杂度分析。）1,抽象数据类型具体实现的函数原型说明:cpxNum1 cplus(const cpxNum1& c1, const cpxNum1& c2)/此函数为复数加法cpxNum1 result;result.real=c1.real+c2.real;result.image=c1.image+c2.image;return result; cpxNum2 cminus(const cpxNum2& c1, const cpxNum2& c2)/此函数为复数减法cpxNum2 result;result.real=c1.real-c2.real;result.image=c1.image-c2.image;return result;cpxNum3 cmultiply(const cpxNum3& c1, const cpxNum3& c2)/此函数为复数乘法cpxNum3 result;result.real=c1.real*c2.real-c1.image*c2.image;result.image=c1.real*c2.image+c1.image*c2.real;return result;cpxNum4 cdivide(const cpxNum4& c1, const cpxNum4& c2)/此函数为复数除法cpxNum4 result;result.real=0;result.image=(c1.real*c2.real+c1.image*c2.image)*(c1.image*c2.real-c1.real*c2.image)/(c2.real*c2.real+c2.image*c2.image);return result;该算法的时间复杂度为：O（1）。2，关键操作实现的伪码算法：单击事件代码：（1）输入数据及输出结果算法实现：（以减法运算符号的代码为例）cpxNum2 c1,c2,result;/减法运算符单击操作时执行的代码 double real1=System:Convert:ToDouble(this-textBox1-Text);/输入第一个复数的实部 double image1=System:Convert:ToDouble(this-textBox2-Text); /输入第一个复数的虚部 double real2=System:Convert:ToDouble(this-textBox3-Text); /输入第二个复数的实部 double image2=System:Convert:ToDouble(this-textBox4-Text); /输入第二个复数的虚部 assign(c1,real1,image1); assign(c2,real2,image2); result=cminus(c1,c2);/执行减法运算，输出结果 this-textBox1-Text=result.real.ToString();/输出结果复数的实部 this-textBox2-Text=result.image.ToString();/输出结果复数的虚部该算法的时间复杂度为：O（1）。（2）由一个输入框转移到下一个输入框中的算法实现：if(textBox2-Text=)/判断输入框中是否为空str1=this-button5-Text;/输入框为空时，输入点击的数字 this-textBox1-Text+=str1;/输入多位数的代码else str1=this-button5-Text;/输入框不空时，点击的数字转移到下一个输入框中 this-textBox3-Text+=str1;该算法的时间复杂度为：O（1）。（3） 删除键算法实现：this-textBox3-Text= ;/令输入框为空 this-textBox4-Text= ; 该算法的时间复杂度为：O（1）。四、【测试结果（Testing）】(10%)（本部分应包括：对实验的测试结果，应具体列出每次测试所输入的数据以及输出的数据，并对测试结果进行分析总结）1， 实验的测试结果：（1）输入第一复数为：145+568i；第二个复数为：23+47i;执行加法运算。结果相加为：168+615i；显示在第一行的实部1，虚部1栏中。（2）输入第一复数为：15+25i；第二个复数为：78+10i;执行减法运算。结果相减为：-63+15i；显示在第一行的实部1，虚部1栏中。（3）输入第一复数为：14+5i；第二个复数为：70+16i;执行乘法运算。结果相乘为：900+574i；显示在第一行的实部1，虚部1栏中。（4） 输入第一复数为：47+23i；第二个复数为：12+48i;执行除法运算。结果相除为：-1349.11764 i；显示在第一行的实部1，虚部1栏中。2，分析总结：实验结果显示方面应该确定保留几位小数，计算器只能进行正整数运算，还需要改进，使之能进行小数和复数的运算。四、【实验总结】(10%)（本部分应包括：自己在实验中完成的任务，注意组内的任意一位同学都必须独立完成至少一项接口的实现；对所完成实验的经验总结、心得）（1）实验中的任务：主程序和声明程序的部分编写和按钮单击事件的编写，输入时转移输入框编写。（2）总结与心得：本次实验，通过对复数计算器的编写，对抽象数据类型的表示和实现方法有了更深的理解。使我在复习了c语言的同时，还利用高级程序设计语言中已存在的数据类型来说明新的结构，用已经实现的操作来组合新的操作。在实验过程中，和同学相互合作，化解困难最终成功写出了程序。除外，还让我意识到自己更多的不足之处，程序设计方面的诸多纰漏之处，并努力使之加以改进。实验也有遇到难题无解时：如多位数的输入问题的程序编写。计算器在输入实部与虚部时，在输入栏的切换问题等。但通过我们小组两人的分析努力，都化解了难题。 学习数据结构，使我的代码写的更加的规范，对C的了解也更加的深入，同时也是我自学了很多东西，收获颇丰！五、【项目运作描述（Operate）】(10%)（本部分应包括：项目的成本效益分析，应用效果等的分析。）(1) 用户群：大多数的学生包括中小学，高中生以及大学生。(2) 应用前景分析：当今社会，学生特别是中小学生的家庭作业颇多，为孩子带来了很多的压力，鉴于如今社会经济科技发达的21世纪，电子产业的高速发展，使得学生的越来越来与思考而依赖于计算器的帮助 。(3) 成本效益分析：可以制成学生用计算器，好可以安装应用于安卓系统上，便于应用，成本不算高，但效益却很大。(4) 应用效果：复数的运算器在可执行实数范围还不大，在界面的简单和人性化方面还有欠缺。但是实部和虚部分开算是操作更加简便直白。