多項式類的設(shè)計與實現(xiàn)MFC

1、封皮題目 班級 姓名 學(xué)號 日期課程設(shè)計任務(wù)書學(xué)院專業(yè)學(xué)生姓名學(xué)號設(shè)計題目多項式類的設(shè)計與實現(xiàn)內(nèi)容及要求:開發(fā)多項式類Polynomial ,多項式的每一項用鏈表的結(jié)點表示, 每項包含一個系數(shù)和一個指數(shù).例如：2x4的指數(shù)為4,系數(shù)為2.請 開發(fā)一個完整的Polynomial類,包括構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)以及“get 函數(shù)(讀取值)和“ set函數(shù)(設(shè)置值).該類還要提供以下重載的 運算符：(1)重載加法運算符+,將兩個多項式相加.(2)重載加法運算符,將兩個多項式相減.(3)重載賦值運算符=,將一個多項式賦給另外一個多項式.(4)重載加法運算符*,將兩個多項式相乘.(5)編寫一個主函數(shù)測試多項式

2、類的上述功能.進度安排:第17周：分析題目,查閱課題相關(guān)資料,進行類設(shè)計、算法設(shè)計;第18周：程序的設(shè)計、調(diào)試與實現(xiàn)；第19周：程序測試與分析,撰寫課程設(shè)計報告,進行辯論驗收.指導(dǎo)教師簽字：學(xué)院院長簽字年月年月日日1需求分析2算法根本原理3類設(shè)計4詳細設(shè)計4.1 類的接口設(shè)計4.2 類的實現(xiàn)4.3 主函數(shù)設(shè)計5 DOS界面程序運行結(jié)果及分析5.1 程序運彳T結(jié)果5.2 運行結(jié)果分析6基于MFC勺圖形界面程序開發(fā)6.1 基于MFC勺圖形界面程序設(shè)計 6.2 程序測試6.3 MFW序編寫總結(jié)7參考文獻1需求分析(1)開發(fā)多項式類Polynomial ,多項式的每一項用鏈表的結(jié)點表示,每項 包含一個

3、系數(shù)和一個指數(shù).例如：2x4的指數(shù)為4,系數(shù)為2.請開發(fā)一個完整的 Polynomial類,包括構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)以及“ get函數(shù)(讀取值)和“ set 函數(shù)(設(shè)置值).(2)多項式的定義：n個單項式的代數(shù)和叫多項式.(3)程序測試數(shù)據(jù)：P1:2x+3xA2+2xA4+3xA2P2:3xA2+2xA3(1)2算法根本原理設(shè)有2個多項式p1,p2P1:2x+3xA2+2xA4+3xA2P2:3xA2+2xA3實現(xiàn)多項式p1和p2的計算,關(guān)鍵是對p1和p2的指數(shù)和系數(shù)進行加減生的操作, 我們可以先編輯一個基類 Polynominal 0通過鏈表和重載運算符的方法來實現(xiàn).(1)多項式即個個單項式的

4、和,我們可以把一個多項式分解成一項一項來看, 每一項用鏈表的一個節(jié)點表示,每個節(jié)點包括一個單項式的系數(shù)、指數(shù)和指向該 節(jié)點類型的一個指針.(2)用 Polynominal 創(chuàng)立對象 p1、p2、p3,通過調(diào)用 Create(c1,e1,size1) 函 數(shù)來構(gòu)建多項式.(3)通過重載+、-、*以及=運算符,對多項式進行操作.(4)通過p1.Print() 來顯示結(jié)果.3類設(shè)計從上面的算法分析可以看到,本設(shè)計面臨的計算問題的關(guān)鍵是多項式運算.可以定義一個多項式類 Polynominal 0(1)該類包括私有數(shù)據(jù)成員Node*head, Node是構(gòu)造的節(jié)點類型的結(jié)構(gòu)體, 包括系數(shù)、指數(shù)和指向該節(jié)

5、點類型的一個指針(2)成員函數(shù)包括 Polynominal()/ 構(gòu)造函數(shù), Polynominal(const Polynominal &)/拷貝構(gòu)造函數(shù),Polynominal()/ 析構(gòu)函數(shù) Node* get(inte);/讀取指數(shù)為e的項,返回其指針,void set(double c,int e);/設(shè)置指數(shù)為 e 的項的系數(shù)為 c, void Create(double *c,int *e,int n);/創(chuàng)立多項式,friend Polynominal operator +(Polynominal a,Polynominal b);/重載 + 運算符,friend Po

6、lynominal operator -(Polynominal a,Polynominal b);/重載- 運算符,friend Polynominal operator *(Polynominal a,Polynominal b);/重載* 運算符,friend ostream& operator<<(ostream& os, const Polynominal& a);Polynominal& operator =(Polynominal a);/ 重載=運算符, void Print(ostream& os = cout) const

7、;/顯示函數(shù) void Copy(const Polynominal&a)/復(fù)制函數(shù)對以上進行總結(jié),該程序只包含一個類即Polynomina ,對多項式的所有操作都抽象在該類中.4詳細設(shè)計程序主要分為三個局部：類聲明、類實現(xiàn)、主函數(shù).4.1 類的接口設(shè)計/類的聲明class Polynominal ( public:Polynominal() head=0; / 構(gòu)造函數(shù)Polynominal(const Polynominal &);/ 拷貝構(gòu)造函數(shù) Polynominal() Node *q,*p;p=head;while (p)/刪除鏈表 q=p->next;if

8、(p) delete p;p=q；)head=NULL;)Node* get(int e);/讀取指數(shù)為e的項,返回其指針void set(double c,int e);/設(shè)置指數(shù)為e的項的系數(shù)為cvoid Create(double *c,int *e,int n);/創(chuàng)立多項式friend Polynominal operator +(Polynominal a,Polynominal b);/重載+運算符friend Polynominal operator -(Polynominal a,Polynominal b);/重載-運算符friend Polynominal operato

9、r *(Polynominal a,Polynominal b);/重載*運算符friend ostream& operator<<(ostream& os, const Polynominal& a);Polynominal& operator =(Polynominal a);/重載=運算符void Print(ostream& os = cout) const;void Copy(const Polynominal &a);void Addr()cout<<"鏈表頭指車+值為："<<h

10、ead<<endl;private:Node *head;/鏈表頭指針;在程序中,聲明了個個運算符的重載,通過 Node* get(int e);讀取指數(shù)為e的項,返回其指車t,通過void set(double c,int e)設(shè)置指數(shù)為e的項的系數(shù)為c,多項式的的系數(shù)、指數(shù)以及指針全部采用了動態(tài)內(nèi)存分配技術(shù),這些工作 都是由構(gòu)造函數(shù)和Create()函數(shù)完成,它們的清理工作在析構(gòu)函數(shù)中完成.4.2 類的實現(xiàn)/類實現(xiàn)#include <iostream.h>#include <cstdlib>#include <cmath>#define MA

11、XSIZE 15 struct Node/ 鏈表結(jié)點 ( int exp;/ 指數(shù) double coef;/ 系數(shù) Node *next;)； void Polynominal:Copy(const Polynominal &a) /復(fù)制對象(公用函數(shù))Node *t,*s,*p;p=a.head;s=head=0; while(p) t=new Node;if (head=0) head=t;t->coef=p->coef;t->exp=p->exp;p=p->next;if(s) s->next=t;s=t;)if (s) s->next

12、=0;)Polynominal:Polynominal(const Polynominal& a)/ 復(fù)制構(gòu)造函數(shù) Copy(a);)void Polynominal:Create(double *c,int *e,int n)/創(chuàng)立多項式if (n<1)cout<<"錯誤：要創(chuàng)立多項式的項數(shù)必須大于零.n"else head=new Node;/創(chuàng)立頭結(jié)點 head->coef=c0;head->exp=e0;Node *q,*p=head;for (int i=1;i<n;i+)(q=new Node;q->coef=c

13、i;q->exp=ei;p->next=q;p=q;p->next=0;Node* Polynominal二get(int e)/讀取指數(shù)為 e 的項(Node *p=head;while (p)(if (p->exp=e) return p;p=p->next;return p;/沒有找到,返回空指針void Polynominal:set(double c,int e)/將指數(shù)為 e 系數(shù)為 c 的項參加多項式(原多項式無指數(shù)為e的項)(Node *q,*p,*t;t=new Node;t->coef=c;t->exp=e;if (head=0)(

14、head=t;head->next=0;return;)if (e>head->exp)(t->next=head;head=t;/ 插入頭部return;)p=head;while (p && e<p->exp)(q=p;p=p->next;) if (p)(/新的項插入p所指結(jié)點前t->next=p;q->next=t;)else/插入尾部(q->next=t;t->next=0;)重載+運算符Polynominal operator +(Polynominal a,Polynominal b)/ (Poly

15、nominal temp;Node *p,*q,*s,*t;double x;s=new Node;temp.head=s;/先增力口個頭結(jié)點p=a.head;q=b.head;while (p && q)(if (p->exp=q->exp)(x=p->coef+q->coef;if (x!=0.0)(t=new Node; t->exp=p->exp;t->coef=x; s->next=t; s=t; p=p->next; q=q->next; else (t=new Node;if(p->exp>q

16、->exp) (t->coef=p->coef; t->exp=p->exp; p=p->next; else ( t->coef=q->coef; t->exp=q->exp; q=q->next;s->next=t; s=t;)if (q) p=q；/p恒指向余下的項while (p)(t=new Node;t->coef=p->coef;t->exp=p->exp;s->next=t;s=t;p=p->next;)s->next=0; /鏈表尾標(biāo)記s=temp.head;te

17、mp.head=s->next;delete s; /刪除多余的頭結(jié)點return temp;)Polynominal operator -(Polynominal a,Polynominal b)/重載-運算符(Polynominal temp;Node *p,*q,*s=0,*t;/在此處添加代碼,完成此函數(shù)(模仿上述重載"的函數(shù))double x;s=new Node;temp.head=s;/先增力口個頭結(jié)點p=a.head;q=b.head;while (p && q)(if (p->exp=q->exp)(x=p->coef-q-&

18、gt;coef;if (x!=0.0)(t=new Node;t->exp=p->exp;t->coef=x;s->next=t; s=t;) p=p->next; q=q->next;) else (t=new Node;if(p->exp>q->exp)(t->coef=p->coef; t->exp=p->exp; p=p->next;) else ( t->coef=-q->coef; t->exp=q->exp; q=q->next;)s->next=t;s=t;)

19、if (q) p=q;/p恒指向余下的項while (p)(t=new Node; t->coef=p->coef; t->exp=p->exp; s->next=t;s=t; p=p->next;)s->next=0; /鏈表尾標(biāo)記s=temp.head;temp.head=s->next;delete s; /刪除多余的頭結(jié)點return temp;)Polynominal operator *(Polynominal a,Polynominal b)/重載* 運算符(Polynominal temp;Node *p,*q,*s;int e;

20、double c;p=a.head;while (p) (q=b.head;while (q) (c=p->coef*q->coef;e=p->exp+q->exp;s=temp.get(e);/ 查temp中有無指數(shù)為e的項if (s)/temp中無指數(shù)為e的項s->coef+=c;else/temp中無指數(shù)為e的項temp.set(c,e);q=q->next;) p=p->next;) return temp;)ostream& operator<<(ostream& os, const Polynominal&

21、; a)a.Print(os); return os;)Polynominal& Polynominal:operator =(Polynominal a)/重載=運算符(Node *s,*p; if (head) /假設(shè)原多項式存在,先撤消它 p=head;while (p) s=p->next; delete p;p=s;) ) Copy(a); return *this;)void Polynominal:Print(ostream& os) const/顯示多項式Node* p;int e; if (head) e=head->exp;os<<&

22、quot;f(x)="<<head->coef;if (e>1) os<<"xAH<<e;if (e=1) os<<"x") else os << "f(x)=0" << endl; return;)p=head->next;while (p)(e=p->exp;if (p->coef!=0.0)/系數(shù)非零(if (p->coef>0.0) os<<'+'<<p->coef;e

23、lse os<<p->coef;if (e>1) os<v"xA"vve;if (e=1) os<<"x")p=p->next;)os<<endl;)通過類的成員函數(shù)實現(xiàn)對多項式的運算,構(gòu)造和析構(gòu)函數(shù)主要是實現(xiàn)初始化 以及銷毀,其它函數(shù)那么主要是實現(xiàn)功能.4.3 主函數(shù)設(shè)計/主函數(shù)int main()(int e1MAXSIZE,e2MAXSIZE,size2,size1,i;double c1MAXSIZE,c2MAXSIZE;cout<<" 多項式計算器"vv

24、endl;cout<<"請輸入多項式P1的項數(shù)："；cin>>size1;coutvv"請輸入多項式P1的系數(shù)："；for(i=0;i<size1;i+)(cin>>c1i;p1p2顯小多項式的和顯示多項式的差顯示多項式的積cout<<"請輸入多項式pl的指數(shù)"for(i=0;i<size1;i+)(cin>>e1i;)cout<<"請輸入多項式P2的項數(shù)：cin>>size2;cout<<"請輸入多項式p2

25、的系數(shù);for(i=0;i<size2;i+)(cin>>c2i;)cout<<"請輸入多項式p2的指數(shù)"for(i=0;i<size2;i+)(cin>>e2i;)Polynominal p1,p2,p3;p1.Create(c1,e1,size1);/創(chuàng)立多項式p2.Create(c2,e2,size2);/創(chuàng)立多項式cout<<"多項式p1為"；p1.Print();cout<<endl;/顯示多項式p1cout<<"多項式p2為"；p2.Pri

26、nt();cout<<endl;/顯示多項式p2p3 = p1 + p2;cout<<"多項式 p1+p2 為"<< p3<<endl;/p3 = p1 - p2;cout<<"多項式 p1-p2 為"<< p3<<endl;/p3 = p1*p2;cout<<"多項式 p1*p2 為"<<p3<<endl;/ return 0;在程序的主函數(shù)局部,對算法進行了驗證.首先,輸入了多項式的系數(shù)指數(shù)項數(shù),接著定義三個對象

27、 pl, p2, p3,在定義過程中調(diào)用構(gòu)造函數(shù),進行初始 化并動態(tài)分配了內(nèi)存.調(diào)用Print()顯示多項式,通過調(diào)用重載運算符實現(xiàn)操作, 最后系統(tǒng)自動調(diào)用析構(gòu)函數(shù)清理.5 DOS界面程序運行結(jié)果及分析5.1 程序運行結(jié)果程序運行結(jié)果如圖2所示.圖2程序運行結(jié)果通過計算對運行結(jié)果進行檢測,經(jīng)檢測結(jié)果正確無誤.5.2 運行結(jié)果分析整個程序采用的是鏈表和動態(tài)內(nèi)存分配方式.將多項式的運算抽象到一個類 Polynominal中,由該類生成三個對象 pl, p2, , p3,同時由系統(tǒng)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)初始化,調(diào)用 Creat()構(gòu)造多項式,調(diào)用重 載的運算符,實現(xiàn)加減乘的操作,由于涉及對象傳值,調(diào)用拷貝構(gòu)造

28、函數(shù).6基于MFC勺圖形界面程序開發(fā)MFC勺圖形界面程序設(shè)計可在上述類設(shè)計的根底上進行改造,MFC勺圖形界面程序與DO以面程序的主要不同點是：MFCS形界面程序與DOS面程序的輸 入輸出方式不同,DOS界面程序采用字符交互式實現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入輸出,主要通過 cin , cout等I/O流實現(xiàn),而MFC勺圖形程序界面采用標(biāo)準(zhǔn) Windows窗口和控件 實現(xiàn)輸入輸出,因此必須在MFC1的框架下參加上面所設(shè)計的矩陣和方程組類, 并通過圖形界面的輸入輸出改造來完成.6.1基于MFC的圖形界面程序設(shè)計(1)界面設(shè)計首先在VC中建立MFC AppWizard(exe)工程,名稱為一元稀疏多項式運算,并在向?qū)У腟

29、tepl中選擇Single document:,即建立基于對話框的應(yīng)用程序,如下列圖45所示.圖 4 建立 MFC AppWizard(exe)工程圖5建立基于對話框的應(yīng)用程序?qū)υ捒蛸Y源中的默認對話框利用工具箱改造成如下界面,如圖 6所示.圖6方程組求解程序界面設(shè)計圖6所示的界面中包含了 3個Group Box(分組框),4個Static Text控件,5個Button控件,和9個Edit Box控件,控件的根本信息列表如下表 1所示 表1控件根本信息控件類別控件ID控件Caption說明StaticTextIDC_STATIC項系數(shù)項指數(shù)項系數(shù)項指數(shù)BottonIDC_addmenber1

30、添加IDC_addmenber2添加IDC_add加法運算IDC_sub減法運算IDC_multiply乘法運算Edit BoxIDC_EDIT1顯示多項式p1IDC_EDIT4顯示多項式p2IDC_EDIT7顯示加法運算結(jié)果IDC_EDIT8顯示減法運算結(jié)果IDC_EDIT9顯示乘法運算結(jié)果IDC_EDIT2輸入每一項的系數(shù)IDC_EDIT3輸入每一項的指數(shù)IDC_EDIT5輸入每一項的系數(shù)IDC_EDIT6輸入每一項的指數(shù)GroupBoxIDC_STATIC一元多項式EJ,丁 一蜂 *Kwt ga MFWIVndW1Jl iiQ 9 1 % f d4 可, Hp CiC flAlMQi 鄴

31、口 p aH CLlCtfD喻曰-J j f IjI * T1 IP 1 M一fJdC 口 AijMMT-Dlfel*QI Mi TOUT Mx inOmu J Mh = 口 M. _i%mqIiUK 口 lh*為+- -a R(2)IDC代碼設(shè)計為了能夠?qū)υ捒丶embeVariableS詢 Ctrl+w 鍵進入 MFC ClassWizard 界面,選擇 Memberr ,im*- mJ 工(Afiid7所示.Variables選項卡可顯示.成員!ObiSJOI.面,、如圖囹國"w#r圖7成員變量設(shè)置界面通過該界面設(shè)置控件對應(yīng)的成員變量,具體如表 2所示表2控件根本信息控件

32、ID成員變量類型成員變量名稱IDC_EDIT1CStringm_screen1IDC_EDIT2floatm_coef1I IDC_EDIT3intm_expn1IDC_EDIT4CStringm_screen2IDC_EDIT5floatm_coef2IDC_EDIT6intm_expn2IDC_EDIT7CStringm_screen3IDC_EDIT8CStringm_screen4IDC_EDIT9CStringm_screen5下面是編寫代碼的重要階段,可以借鑒在設(shè)計基于DO陰面的限制臺應(yīng)用程 序的代碼,并將其作必要的改寫,具體改寫的步驟與內(nèi)容如下. 建立名為一元稀疏多項式計算的 M

33、FCX程. 將對話框資源中的默認對話框利用工具箱改造. 設(shè)置控件對應(yīng)的成員變量. 編寫添加按鈕的響應(yīng)函數(shù),具體代碼如下：void CMyDlg:Onaddmenber2() UpdateData(true);if(h2)/ 創(chuàng)立鏈表d2->next=f(m_expn2,m_coef2);d2=d2->next;elseh2=f(m_expn2,m_coef2);d2=h2;)m_screen2.Format("%s",show(h2);UpdateData(false);) 編寫顯示的消息處理函數(shù),具體代碼如下：CString show(node *h)/顯示函

34、數(shù)(node *t=h;CString e,c,w,u,x,v;while(t)/ 多項式的顯示 (if(t->coef=0)/多項式的項系數(shù)等于0的情況( v=v;)else if(t->coef>0)/多項式的項系數(shù)大于0的情況(w.Format("%s","+");c.Format("%g,t->coef);x.Format("%s","X");u.Format("%s","A");e.Format("%d,t->exp

35、n);if(t->coef=1) ( if(t->expn=1) (if(h=t)/該項是否是顯示的第一位v=v+x;elsev=v+w+x;else if(t->expn=0)(if(h=t) v=v+c;elsev=v+w+c;) else(if(h=t) v=v+x+u+e;elsev=v+w+x+u+e; ) else(if(t->expn=0)(if(h=t) v=v+c;elsev=v+w+c;)else if(t->expn=1)(if(h=t) v=v+c+x;elsev=v+w+c+x;) else(if(h=t)v=v+c+x+u+e;else

36、v=v+w+c+x+u+e; )else if(t->coef<0)/多項式系數(shù)小于0的情況(w.Format("%s","-");c.Format("%g",t->coef);x.Format("%s","X");u.Format("%s","A");e.Format("%d,t->expn);if(t->coef=-1)(if(t->expn=0)v=v+c;else if(t->expn=1)v=v

37、+w+x;elsev=v+w+x+u+e;) else(if(t->expn=0)v=v+c;else if(t->expn=1)v=v+c+x;elsev=v+c+x+u+e;)t=t->next;if(v="")v="0"return v;) 編寫加,減法運算的消息處理函數(shù),具體代碼如下： node *add(node *p1,node *p2)/ 多項式加法運算 (node *h,*q1,*q2,*t,*k;q1=p1;q2=p2;h=k=new node;k->next=p1;while(q1 && q2)

38、(if(q1->expn=q2->expn)/指數(shù)相同的情況(q1->coef=q1->coef+q2->coef;q1=q1->next;k=k->next;t=q2;q2=q2->next;delete t;)else if(q1->expn>q2->expn)/第一項的指數(shù)比第二項指數(shù)大的情況(k->next=q2;t=q2->next;q2->next=q1;k=k->next;q2=t;)else if(q1->expn<q2->expn)/第一項的指數(shù)比第二項指數(shù)小的情況q1

39、=q1->next;k=k->next;)if(q2)k->next=q2;t=h;h=h->next;delete t;return h;) 編寫乘法運算處理函數(shù),具體代碼如下：node *multiply(node *p1,node *p2)(node *i,*j,*k,*s,*l,*m,*n;/乘法算法i=p1;j=p2;m=j;/保存j的頭結(jié)點k=f(0.0);/保存k為頭結(jié)點while(i)/創(chuàng)立乘法計算結(jié)果鏈表,形成頭結(jié)點為 k的鏈表(j=m;while(j)/乘法計算算法,并實現(xiàn)升序排序(l=f(0,0);/新計算結(jié)果保存在一個單獨結(jié)點中,用于對之前生成的

40、鏈表進行比照,形成升序排列l(wèi)->coef=(i->coef)*(j->coef);l->expn=(i->expn)+(j->expn);n=k ;s=k->next;/s用于對鏈表的遍歷,n為s前驅(qū)while(s)(if(l->expn=s->expn) s->coef+=l->coef;delete l;break;)else if(l->expn<s->expn) (n->next=l; l->next=s; break;) else ( n=n->next; s=s->next;) if(s=NULL) ( n->next=l;) j=j-&