字数计算器

课程设计报告

课程名称算法与程序设计

课题名称分数计算器设计

专业信息与计算科学

班级1601班

学号1428

姓名王世成许依哲

指导教师王祝君、赵钍焱

2018年01月04日

湖南工程学院

课程设计任务书

课程名称算法与程序设计

课题分数计算器设计

专业班级信息与计算科学1601班

学生姓名王世成许依哲

学号1428

指导老师王祝君、赵钍焱

审批

任务书下达日期2017年12月18日

任务完成日期2018年01月04日

一．设计要求：

1、问题描述

定义一个整数类。

定义一个分数类，由整数类派生。能对分数进行各种计算和输入/输出。

2、功能要求

（1）定义整数类和分数类。其中，包括构造函数、析构函数、显示函数等。

（2）输入/输出：对流提取和流插入运算符进行重载。

（3）计算功能：可进行分数的加、减、乘和除法运算。

（4）化简功能：将分数化简为最简分数。

（5）异常处理功能：分数中分母不能为零。

（6）菜单功能：每种功能的操作都是在菜单中进行相应选择。

3、问题的解决方案

根据系统功能要求，可以将问题解决分为以下步骤：

应用系统分析，建立该系统的功能模块框图以及界面的组织和设计；

（2）分析系统中的各个实体及它们之间的关系；

（3）根据问题描述，设计系统的类层次；

（4）完成类层次中各个类的描述；

（5）完成类中各个成员函数的定义；

（6）完成系统的应用模块；

（7）功能调试；

（8）完成系统总结报告。

前言

在网站上找了一个源代码对它进行了分析，我们一起读懂这个程序

在这个过程当中碰到我不懂的和他不懂的地方，但是经过两个人的合作

最终把程序全部都读懂了，如由开始的定义整数类，不清楚为什么要定

义两个，后来慢慢看下去之后就知道了，因为这个要由整数类派生出分

数类，在后面也碰到王看不懂的地方如约分，经过我给他举实例然后再

通过用程序代码打上去，慢慢就对这个分数计算器的计算功能全部了解

了，包括后面的层次图，我通过上网百度层次图的结构，他则对整个程

序进行分析，从整个层面上看。

拿到这个课题之后我们一起查找资料，源代码有很多不理解的地

方，我们一起学习，一点点的理解。还有层次图的设计，系统的调试，

分析，一个个过程慢慢摸索，两个人互相帮助下，完成了这个课题。系

统调试过程出现一些问题，后来经过询问来老师，上网搜索的方法纠正

了错误，让程序顺利进行。

目录

二、设计内容

（一）需求分析

系统设计目的与意义：

制作一个分数计算器，以完成分数与分数，整数与分数之间的四则运算，

以及分数的化简，并对分数进行输入/输出。

（二）总体设计

系统功能分析；

（1）定义整数类和分数类。其中，包括构造函数、析构函数、显示函数等。

（2）输入/输出：对流提取和流插入运算符进行重载。

（3）计算功能：可进行分数的加、减、乘和除法运算。

（4）化简功能：将分数化简为最简分数。

（5）异常处理功能：分数中分母不能为零。

（6）菜单功能：每种功能的操作都是在菜单中进行相应选择。

系统功能模块划分与设计（系统功能模块图）：

头文件

声明整数类

声明派生类

（三）详细设计

类层次图

成员函数定义

主函数

定义类的对象

定义成员函数

整

数

类

分

数

类

加法运算

减法运算

乘法运算

除法运算

约分

加

法

运

算

减

法

运

算

乘

法

运

算

除

法

运

算

（四）系统调试

系统主界面

进行分数与整数运算调试

进行分数约分调试

进行分数与分数运算调试

退出调试

进行分母为0的调试

（六）使用说明及编程体会

按照屏幕上的提示进行操作，输入整数与分数，其次按照页面弹出来的文字

进行分数与分数的四则运算或者整数与分数的四则运算，在调试的过程中我们忽

略了这是由多个文件合并而来的大文件，之间合并在一起去操作，导致怎么运行

都是出现一个错误，最后拆分开来就调试成功了，包括后面的处理整个过程真的

有点麻烦，最后还是坚持下来了，觉得挺好的，当然完成这个课设也让我们再次

感觉到这么学科的好处以及学习的乐趣

（七）关键源程序（带注释）

//分数计算器:

#include<>

classInteger//整数类

{

protected:

intfz;

intfm;

public:

Integer(inta=0,intb=1):fz(a),fm(b){}

~Integer(){}

voiddisplay();

};

classFraction:publicInteger//分数类，进行计算和输入输出

{

public:

Fraction(inta=0,intb=1):Integer(a,b){}

friendistream&operator>>(istream&,Fraction&);//重载输入流

friendostream&operator<<(ostream&,Fraction&);//重载输出流

Fractionoperator+(Fraction&c);//重载+运算符(分数与分数)

Fractionoperator+(intn);//重载+运算符（整数与分数）

Fractionoperator-(Fraction&c);//重载-运算符(分数与分数)

Fractionoperator-(intn);//重载-运算符（整数与分数）

friendFractionoperator-(intn,Fraction&c);

Fractionoperator*(Fraction&c);//重载*运算符(分数与分数)

Fractionoperator*(intn);//重载*运算符（整数与分数）

Fractionoperator/(Fraction&c);//重载/运算符(分数与分数)

Fractionoperator/(intn);//重载/运算符（整数与分数）

friendFractionoperator/(intn,Fraction&c);

Fractionpredigest();//约分函数

voiddisplay();

};

//实现函数（分数计算器设计）

#include<>

//#include"分数计算器"

voidInteger::display()

{

cout<

cout<<"------------------分数计算器

-----------------"<

cout<<"请选择功能："<

cout<<"1分数与整数的四则运算。"<

cout<<"2整数与分数的四则运算。"<

cout<<"3分数与分数的四则运算。"<

cout<<"0输入0退出。"<

}

FractionFraction::predigest()//定义约分函数

{

intn,d,t,sign=1;

Fractiontemp;

if(fz<0&&fm<0)

{

fz=-fz;

fm=-fm;

}

if(fz>0&&fm<0)

{

fm=-fm;

sign=-1;

}

if(fz<0&&fm>0)

{

fz=-fz;

sign=-1;

}

n=fz;

d=fm;

intr;

if(n

{t=n;n=d;d=t;}

r=n%d;

while(r!=0)

{

n=d;

d=r;//d为最大公约数

r=n%d;

}

=sign*(fz/d);

=fm/d;

returntemp;

}

FractionFraction::operator+(Fraction&c)//重载两个分数的加法运算符

{

Fractiontemp;

=fz*+fm*;

=fm*;

returntemp;

}

FractionFraction::operator+(intn)//重载分数和整数的加法运算

{

Fractiontemp;

=fm*n+fz;

=fm;

returntemp;

}

Fractionoperator-(intn,Fraction&c)

{

Fractiontemp;

=*;

=;

returntemp;

}

FractionFraction::operator-(intn)//重载分数减整数的减法运算符

{

Fractiontemp;

=fz-fm*n;

=fm;

returntemp;

}

FractionFraction::operator-(Fraction&c)//重载两个分数的减法运算符

{

Fractiontemp;

=fz*-fm*;

=fm*;

returntemp;

}

FractionFraction::operator*(Fraction&c)//重载两个分数的乘法运

算符

{

Fractiontemp;

=fz*;

=fm*;

returntemp;

}

FractionFraction::operator*(intn)//重载分数与整数的乘法运算

符

{

Fractiontemp;

=fz*n;

=fm;

returntemp;

}

FractionFraction::operator/(Fraction&c)//重载两个分数的除法运算符

{

Fractiontemp;

=fz*;

=fm*;

returntemp;

}

FractionFraction::operator/(intn)//重载分数除以整数的除法运算符

{

Fractiontemp;

=fz;

=fm*n;

returntemp;

}

Fractionoperator/(intn,Fraction&c)

{

Fractiontemp;

=n*;

=;

returntemp;

}

ostream&operator<<(ostream&output,Fraction&t)//重载输出运算符，输出分数

{

inta,b,c;

a=;

b=;

if(a==0||b==0)//当分子，或者分母为0时，输出0

cout<<"0";

if(b==1)//当分母为1时，输出分子

cout<

if(a>b&&b!=1)//判断分数为假分数

{

c=a/b;

a=a%b;

cout<

if(a!=0)

cout<<"又"<

}

if(a<0&&-a>b&&b!=1)//当分数为负时，判断为假分数

{

c=-a/b;

a=-a%b;

c=-c;

cout<<'='<

if(a!=0)

cout<<"又"<

}

if>0&&<&&!=0&&!=1)//判断为真分数

output<<<<'/'<<;

if<0&&<&&!=0&&!=1)//判断为真分数

output<<"("<<<<'/'<<<<")";

returnoutput;

}

istream&operator>>(istream&input,Fraction&t)//重载输入运算符，输入分数

{inta,c;

charb;

input>>a>>b>>c;

if(b=='/'&&c!=0)

{

=a;

=c;

}

el

cout<<"错误！！！输入格式错误或分母为0！请退出重新输入！"<

returninput;

}

#include<>

intmain()//main函数

{

Integerdis;

Fractiona,b,result,real;

intm,z;

charc;//数据类型

();

while(m!=0)

{

cout<<"请输入：(0-3):";

cin>>m;

if(m==1)//分数与整数的运算

{

cout<

cin>>a;

cout<

cin>>c;

cout<

cin>>z;

if(c=='+')

result=a+z;

if(c=='-')

result=a-z;

if(c=='*')

result=a*z;

if(c=='/')

result=a/z;

real=();

cout<<"运算式规范为："<

()<

cout<

}

if(m==2)//整数与分数的运算

{

cout<

cout<

cin>>z;

cout<

cin>>c;

cout<

cin>>b;

if(c=='+')

result=b+z;

if(c=='-')

result=z-b;

if(c=='*')

result=b*z;

if(c=='/')

result=z/b;

real=();

cout<<"运算式规范为："<

()<<'='<

cout<

}

if(m==3)//分数与分数的运算

{

cout<

cout<

cin>>a;

cout<

cin>>c;

cout<

cin>>b;

if(c=='+')

result=a+b;

if(c=='-')

result=a-b;

if(c=='*')

result=a*b;

if(c=='/')

result=a/b;

real=();

cout<<"运算式规范为："<

cout<

}

}

return0;

}

书写格式

a．要求用A4纸打印成册

b．正文格式：一级标题用3号黑体,二级标题用四号宋体加粗,正文用小四号宋

体;行距为22。

c．正文的内容:正文总字数要求在3000字左右（不含程序原代码）。

d．封面格式如下页。

考核方式

指导老师负责验收程序的运行结果，并结合学生的工作态度、实际动手能力、创新精神

和设计报告等进行综合考评，并按优秀、良好、中等、及格和不及格五个等级给出每位同学

的课程设计成绩。具体考核标准包含以下几个部分：

a．平时出勤（占10%）

b．系统需求分析、功能设计、数据结构设计及程序总体结构合理与否（占10%）

c．程序能否完整、准确地运行，个人能否独立、熟练地调试程序（占40%）

d．设计报告（占30%）

注意：不得抄袭他人的报告（或给他人抄袭），一旦发现，成绩为零分。

e．独立完成情况（占10%）。

课程验收要求

a．判定算法设计的合理性，运行相关程序，获得正确的数值结果。

b．回答有关问题。

c．提交课程设计报告。

d．提交软盘（源程序、设计报告文档）。

e．依内容的创新程度，完善程序情况及对程序讲解情况打分。

二、教材及参考书

朱战立等着,C++面向对象程序设计，人民邮电出版社；

郑莉着，C++语言程序设计（含实验指导书）。清华大学出版社(结构化程序设计部

分)

钱能主编,C++程序设计教程，清华大学出版社，

戴锋编着，VisualC++程序设计基础,清华大学出版社,

吕日着，C++程序设计教程，清华大学出版社，

C++大学教程，美国Harvey等

三、进度安排

1、班级：信息与计算科学：1601、1602

2、主讲教师：

3、辅导教师：

4、时间安排：

第18周

星期一8时：30分——11时：30分；14时：00分——17时：00分

星期二8时：30分——11时：30分；14时：00分——17时：00分

星期三8时：30分——11时：30分；14时：00分——17时：00分

星期四8时：30分——11时：30分；14时：00分——17时：00分

星期五8时：30分——11时：30分；14时：00分——17时：00分

附：选题方案：

所选题目根据学生学号确定，学号模7加1，即（学号%9+1）。如你的学号为17，

则所选题目号为：17%7+1＝＝4（题目4）。

同班的同学自由组合，可以最多三个选同一题的同学共同完成一项作业。

学有余力的同学可以自由组合做题目8，可以自由设计吉祥物的图案。

理学院课程设计评分表

课程名称：算法与程序设计

项目评价

设计方案的合理性与创造性

设计与调试结果

设计说明书的质量

答辩陈述与回答问题情况

课程设计周表现情况

综合成绩

教师签名：

日期：