C語言課程設計任務書

1、信息科學與工程學院綜合設計報告書課程名稱： C語言課程設計 班 級： 學 號： 姓 名： 指導教師： 目 錄(一) 需求分析.2-31 設計題目； 2 用戶操作流程；3 數(shù)據(jù)處理流程；（二）概要設計.4-51 系統(tǒng)總體設計框架；2 系統(tǒng)功能模塊圖；（三）詳細設計.5-111 主要功能模塊的算法設計思路；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)、測試輸出結果；2 對程序調(diào)試過程中存在問題的思考；（六）課程設計小結.24-251 包括課程設計過程中的學習體會與收獲；2 對C語言和本課程設計的認識以及自己的建議等內(nèi)容

2、。一、 需求分析1、 設計題目：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

3、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果。;二、 概要

4、設計1、 系統(tǒng)總體設計框架：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)：通過輸入對應功能的數(shù)字，進行多項式的運算。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行升冪排序。（4） 求和求差函數(shù)：定義空鏈用來存儲結果，將兩個多項式相加減。（5） 輸出函數(shù)：輸出上一步的運行結果。三、 詳細設計 一元多項式的表示在計算機內(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。鏈表中的每一個結點存放多項式的一個系數(shù)非零項，它包含三個

5、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)相同的項的對應系數(shù)相加，若和部位零，則構成“和多項式”中的一項；所有指數(shù)不相同的的項均“復抄”到“和多項式”中。以單鏈表作為存儲結構，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->exp<q->exp,則結點p所指的結點應是“和多項式”中的一項，令指針p后移。若p->exp<q->exp，則結點

6、q所指的結點應是“和多項式”中的一項，將結點q插入在結點p之前，且令指針q在原來的鏈表上后移。若p->exp=q->exp，則將兩個結點的系數(shù)相加，當和不為零是修改結點p的系數(shù)，釋放q結點；若和為零，則“和多項式”中無 o此項，從P中p結點，同時釋放p和q結點。多項式相減運算規(guī)則同加法。設計思路：實現(xiàn)的方法是先定義多項式結點的結構，該多項式每個結點由三個元素：輸入的系數(shù)、輸入的指數(shù)、以及指向下一個結點的指針構成。該鏈表采用鏈式存儲結構。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)。該輸入以零結尾。然后通過對結點的判斷是否為零后，進行運算或者終止的操作。再初始化一個

7、鏈表LC，將LC的各項系數(shù)和指數(shù)的指針指向LA+LB所得的結果的值，完成了最后的輸出。（1）定義結構體struct結構體為表示一個對象的不同屬性提供了連貫一致的方法，結構體類型的說明從關鍵詞struct開始，成員可以由各種數(shù)據(jù)類型混合構成，成員甚至還可以是數(shù)組或者其他類型的結構，但是，結構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：聲明和初始化結構體變量；創(chuàng)建并根據(jù)自己的意愿初始化結構數(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，

8、稱表結點，它一般不存放數(shù)據(jù)，只是做個特殊標記。表的結束是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束，定義一個結束標志，并輸入非0時就繼續(xù)，當輸入0時，就結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

9、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，就應該復制q節(jié)點到多項式中。p的指數(shù)大于q的指數(shù)的話，就應該復制p節(jié)點到多形式中。當?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?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)

10、的話，就應該復制q節(jié)點到多項式中。p的指數(shù)大于q的指數(shù)的話，就應該復制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?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?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)學模型：在數(shù)學上，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 Qm

11、(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m<n,則兩個多項式相加的結果Rn(x)=P(x)+Q(x)也可用線性表R來表示，為了更具一般性,設n>m ，相加的結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)學形式即為2x4+8x2+3x+2，結論正確。

12、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)： 顯示運行結果調(diào)用輸出函數(shù)結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)結束輸入功能函數(shù)對應的數(shù)字 求和函數(shù)模塊：開始定義存儲結果的空鏈 r是 否輸出存儲多項式的和的鏈r結束是否同指數(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果的空鏈 r是 否輸出存儲多項式的和的鏈r結束是否同指數(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是否為空

13、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：開始定義存儲結果的空鏈 r是 否輸出存儲多項式的和的鏈r結束是否同指數(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 <stdio.h>#include <math.h>#include <algorithm>typedef struct duoxiangshi int coef; int exp; struct duoxiangshi *next;DXS;int getNum()

14、 int num; printf("輸入選擇功能對應的數(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

15、 = 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->ex

16、p = zs; QHEAD->next = p; p->next = NULL; QHEAD = p; scanf("%d %d", &xs, &zs); printf("輸入5顯示結果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(

17、 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

18、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顯示結果。n");void fun5( DXS *PHEAD, DXS *QHEAD ) printf("當前保存的P(x),Q(x)序列如下:n"); printf("P(x)="); while( PHEAD->next != NULL ) PHEAD

19、 = 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(

20、 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->e

21、xp ); 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 );/先進行升冪排序 DXS *RHEAD, *THEAD; RH

22、EAD = (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 )/當兩個序列都有數(shù)值時 DXS *t = (DXS*) malloc(sizeof(DXS); if ( p->exp =

23、 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 < q->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-&

24、gt;exp = q->exp; q = q->next; r->next = t; r = r->next; r->next = NULL; while ( p != NULL )/當只有一個序列有數(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 = (

25、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(&q

26、uot;%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->ex

27、p ) t->coef = p->coef - q->coef; t->exp = p->exp; p = p->next; q = q->next; else if( p->exp < q->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

28、; 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-

29、>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-&

30、gt;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() prin

31、tf("-n"); printf("1.分別輸入Pn(x)和Qn(x)。n"); printf("2.分別對Pn(x)和Qn(x)進行升冪排序。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果的Pn(x)和Qn(x)。n"); printf("-n"); printf("If yo

32、u 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->ne

33、xt = 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得到的結果：2、調(diào)用功能2對應的函數(shù)并輸出結果2、調(diào)用功能2對應的函數(shù)：3、 調(diào)用功能3對應的函數(shù)：4、 調(diào)用功能4對應的函數(shù)：5、退出本系統(tǒng)： 調(diào)試：當輸入的兩個多項式相同時，相減結果應為0，但T（X）顯示的是0*x4。此時應當修改功能函數(shù)，當指數(shù)相同系數(shù)也相同的項相減時，釋放p,q指針所指向的結點，輸出0。修正常改程序后，正常輸出。在此之前也遇