課程設計一： 計算器
選題難以級別：A級
1.1 程序目的
實現計算器的功能。用戶根據程序的提示，輸入數字，選擇要進行的計算，可以進行加、減、乘、除運算，簡單的四則運算及其測試，開平方，華氏溫度與攝氏溫度之間的相互轉換等運算。
1.2 程序內容
（1） 完善計算器程序，改為可對實數操作。
（2） 完善程序，改為多個操作數基本四則運算，遇到0為止。
（3） 增加函數，完成四則混合運算，注意算法要考慮運算符的優先級，增加相應的主菜單選項。
（4） 添加語句，使四則運算具有測試功能。使四則運算具有測試功能，即計算機能夠自動出題，并要求用戶計算的對錯打分，要求十題為一個單元，加減運算時最高為兩位數運算，乘法為兩位數乘一位數，除法是兩位數或三位數除一位數，且要求沒有余數。
（5） 可擴充其功能。
1.3 源代碼
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#include <process.h>
#include <iostream.h>
#include <conio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <stack>//添加的頭文件，用于進行后綴表達式計算操作；
#include <cstring>//添加的頭文件，用于字符串處理；
#include <ctype.h>//添加的頭文件，僅僅為了使用isdigit函數；
using namespace std;
struct formula
{
char numordigit[100];
};
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
int formulalen;
char temp[1000];
formula in[1000];
formula pos[1000];
double number1,number2,answer,val;
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
class oopcalc
{
public:
void calcadd();
void calcsub();
void calcdiv();
void calcmult();
void calcfartocel();
void calcceltofar();
void calcsroot();
void calcmixed();//添加函數，用于混合四則運算；
void test();//添加函數，用于測試；
void exitprog();
void menu();
void badinput();
private:
double add(double x, double y);
double sub(double x, double y);
double div(double x, double y);
double mult(double x, double y);
double fartocel(double x);
double celtofar(double x);
double sqroot(double x);
void intoin();//添加函數，用于將中綴表達式放入結構體數組，從而實現數字與運算符的分離；
void intopos();//添加函數，用于將中綴表達式轉化成后綴表達式；
double calculate();//添加函數，用于計算后綴表達式；
};
void oopcalc::calcadd()
{
cout << "The Add Function\n";
cout << "First number: ";
cin >> number1;
cout << "Second number: ";
cin >> number2;
answer = add(number1,number2);
cout << number1 << " + " << number2 << " = " << answer << endl;
cout <<"===============================================================================\n";
cerr<< "Press any key to continue\n";
getch();
menu();
}
void oopcalc::calcsub()
{
cout << "The Subtract Function\n";
cout << "First number: ";
cin >> number1;
cout << "Second number: ";
cin >> number2;
answer = sub(number1,number2);
cout << number1 << " - " << number2 << " = " << answer << endl;
cout <<"===============================================================================\n";
cerr << "Press any key to continue\n";
getch();
menu();
}
void oopcalc::calcdiv()
{
cout << "The Divide Function\n";
cout << "First number: ";
cin >> number1;
cout << "Second number: ";
cin >> number2;
answer = div(number1,number2);
cout << number1 << " / " << number2 << " = " << answer << endl;
cout <<"===============================================================================\n";
cerr << "Press any key to continue\n";
getch();
menu();
}
void oopcalc::calcmult()
{
cout << "The Multiply Function\n";
cout << "First number: ";
cin >> number1;
cout << "Second number: ";
cin >> number2;
answer = mult(number1,number2);
cout << number1 << " x " << number2 << " = " << answer << endl;
cout <<"===============================================================================\n";
cerr << "Press any key to continue\n";
getch();
menu();
}
void oopcalc::calcfartocel()
{
cout << "The Farenheit to Celsius Function\n";
cout << "Enter a tempature in Farenheit: ";
cin >> number1;
answer = fartocel(number1);
cout << "The tempature in Celsius is " << answer << endl;
cout <<"===============================================================================\n";
cerr << "Press any key to continue\n";
getch();
menu();
}
void oopcalc::calcceltofar()
{
cout << "The Celsius to Farenheit Function\n";
cout << "Enter a tempature in Celsius: ";
cin >> number1;
answer = celtofar(number1);
cout << "The tempature in Farenheit is " << answer << endl;
cout <<"===============================================================================\n";
cerr << "Press any key to continue\n";
getch();
menu();
}
void oopcalc::calcsroot()
{
cout << "The Square Root Function\n";
cout << "First number: ";
cin >> number1;
answer = sqroot(number1);
cout << "The square root of " << number1 << " is " << answer << endl;
cout <<"===============================================================================\n";
cerr << "Press any key to continue\n";
getch();
menu();
}
void oopcalc::calcmixed()
{
cout<<"Please Input The Formula(You Can Use The '(' And ')'As Well)\n";
intoin();
intopos();
int i;
for(i=0;i<formulalen;i++)
cout<<in[i].numordigit;
cout<<'='<<calculate()<<endl;
cout <<"===============================================================================\n";
cerr << "Press any key to continue\n";
getch();
menu();
}
void oopcalc::test() //添加內容 簡單四則運算的測試
{
cout<<"簡單四則運算的測試\n:" ;
int i,a,b,c,e,g,h,m,sum=0 ;
for(i=0;i<10;i++)
{
a=rand()%100 ; //應用的函數rand()產生所需的隨機數
b=rand()%100 ;
c=rand()%10 ;
g=a*c; //先使g=a*c，然后在case'3'中g/c以獲得沒有余數的除法
m=rand()%4 ;
switch((int)m)
{
case 0 :
cout<<a<<'+'<<b<<'=' ;
e=a+b ;
break ;
case 1 :
cout<<a<<'-'<<b<<'=' ;
e=a-b ;
break ;
case 2 :
cout<<a<<'*'<<c<<'=' ;
e=a*c ;
break ;
case 3 :
cout<<g<<'/'<<c<<'=' ;
e=g/c ;
break ;
}
cin>>h ;
if(h==e)
{
cout<<"正確,得十分!\n" ;
sum+=10 ;
}
else cout<<"不正確,不得分!\n" ;
}
cerr<<"十題中,答對:"<<sum/10<<"題"<<'\t'<<"得分:"<<sum<<'\n' ;
cerr<<"Press any key to continue\n" ;
getch();
menu();
}
void oopcalc::exitprog()
{
exit(-1);
}
void oopcalc::menu()
{
int input;
oopcalc a;
system("cls"); //執行系統命令：cls-清屏
cerr <<"=======================================MENU====================================\n";
cerr <<" * 1: Add two numbers * \n";
cerr <<" * 2: Subtract two numbers * \n";
cerr <<" * 3: Divide two numbers * \n";
cerr <<" * 4: Multiply two numbers * \n";
cerr <<" * 5: Convert Farenheit to Celsius * \n";
cerr <<" * 6: Convert Celsius to Farenheit * \n";
cerr <<" * 7: Find the square root of a number * \n";
cerr <<" * 8: Complex Caculation('+','-','*','/') * \n";
cerr <<" * 9: Test For You * \n";
cerr <<" * 0: Exit this program * ";
cerr <<"===============================================================================\n";
cerr <<"Choice:";
cin >> input;
cout <<"===============================================================================\n";
switch (input)
{
case 1: a.calcadd();
break;
case 2: a.calcsub();
break;
case 3: a.calcdiv();
break;
case 4: a.calcmult();
break;
case 5: a.calcfartocel();
break;
case 6: a.calcceltofar();
break;
case 7: a.calcsroot();
break;
case 8: a.calcmixed();
break;
case 9: a.test();
break;
case 0: a.exitprog();
break;
default:a.badinput();
}
}
void oopcalc::badinput()
{
cout << "BAD INPUT!\n";
cout << "Press any key to continue\n";
getch();
menu();
}
double oopcalc::add(double x, double y)
{
val = x + y;
return val;
}
double oopcalc::sub(double x, double y)
{
val = x - y;
return val;
}
double oopcalc::div(double x, double y)
{
val = x / y;
return val;
}
double oopcalc::mult(double x, double y)
{
val = x * y;
return val;
}
double oopcalc::fartocel(double x)
{
double cel = ((x - 32) * 5) / 9;
return cel;
}
double oopcalc::celtofar(double x)
{
double f;
f = x * 9 / 5 + 32;
return f;
}
double oopcalc::sqroot(double x)
{
double g = sqrt(x);
return g;
}
void oopcalc::intoin()
{
formulalen=0;
int templen;
int temlen;
char tem[100];
cin>>temp;
templen=strlen(temp);
int i;
int j;
j=0;
for(i=0;i<templen;i+=temlen)
{
if(isdigit(temp[i]))
{
sscanf(&temp[i],"%[^-^+^*^/^(^)]",tem);
temlen=strlen(tem);
strcpy(in[j].numordigit,tem);
formulalen++;
j++;
}
else
{
temlen=1;
in[j].numordigit[0]=temp[i];
in[j].numordigit[1]='\0';
formulalen++;
j++;
}
}
}
void oopcalc::intopos()//這是用于將中綴表達式轉化成后綴表達式的函數
{
/////////////////'(' ')''+''-''*''/''='
static int isp[7]={ 0,19,12,12,13,13,0};//為了編程方便，標記出各運算符的優先級；
static int icp[7]={20,19,12,12,13,13,0};//同上；
int precedence_sta;
int precedence_token;
stack<formula>sta;
int i;
int j;
char token[100];
formula start;
strcpy(start.numordigit,"\0");
sta.push(start);
j=0;
for(i=0;i<formulalen;i++)
{
strcpy(token,in[i].numordigit);
if(strcmp(token,"\0")==0)
break;
if(isdigit(token[0]))
{
strcpy(pos[j].numordigit,token);
j++;
}
else if(strcmp(token,")")==0)
{
while(strcmp(sta.top().numordigit ,"(")!=0)
{
strcpy(pos[j].numordigit,sta.top().numordigit);
j++;
sta.pop();
}
sta.pop();
}
else
{
if(strcmp(sta.top().numordigit,"(")==0)
precedence_sta=0;
if(strcmp(sta.top().numordigit,")")==0)
precedence_sta=19;
if(strcmp(sta.top().numordigit,"+")==0)
precedence_sta=12;
if(strcmp(sta.top().numordigit,"-")==0)
precedence_sta=12;
if(strcmp(sta.top().numordigit,"*")==0)
precedence_sta=13;
if(strcmp(sta.top().numordigit,"/")==0)
precedence_sta=13;
if(strcmp(sta.top().numordigit,"\0")==0)
precedence_sta=0;
if(strcmp(token,"(")==0)
precedence_token=20;
if(strcmp(token,")")==0)
precedence_token=19;
if(strcmp(token,"+")==0)
precedence_token=12;
if(strcmp(token,"-")==0)
precedence_token=12;
if(strcmp(token,"*")==0)
precedence_token=13;
if(strcmp(token,"/")==0)
precedence_token=13;
if(strcmp(token,"\0")==0)
precedence_token=0;
while(precedence_sta>=precedence_token)
{
pos[j]=sta.top();
j++;
sta.pop();
if(strcmp(sta.top().numordigit,"(")==0)
precedence_sta=0;
if(strcmp(sta.top().numordigit,")")==0)
precedence_sta=19;
if(strcmp(sta.top().numordigit,"+")==0)
precedence_sta=12;
if(strcmp(sta.top().numordigit,"-")==0)
precedence_sta=12;
if(strcmp(sta.top().numordigit,"*")==0)
precedence_sta=13;
if(strcmp(sta.top().numordigit,"/")==0)
precedence_sta=13;
if(strcmp(sta.top().numordigit,"\0")==0)
precedence_sta=0;
if(strcmp(token,"(")==0)
precedence_token=20;
if(strcmp(token,")")==0)
precedence_token=19;
if(strcmp(token,"+")==0)
precedence_token=12;
if(strcmp(token,"-")==0)
precedence_token=12;
if(strcmp(token,"*")==0)
precedence_token=13;
if(strcmp(token,"/")==0)
precedence_token=13;
if(strcmp(token,"\0")==0)
precedence_token=0;
}
strcpy(start.numordigit,token);
sta.push(start);
}
}
while(strcpy(token,sta.top().numordigit))
{
if(strcmp(token,"\0")==0)
break;
pos[j]=sta.top();
j++;
sta.pop();
}
strcpy(pos[j].numordigit,"\0");
}
double oopcalc::calculate()//這是用于后綴表達式計算的函數
{
stack<double>sta;
char token[100];
double result;
double op1;
double op2;
int i;
double tem;
for(i=0;i<=formulalen;i++)
{
strcpy(token,pos[i].numordigit);
if(strcmp(token,"\0")==0)
break;
if(isdigit(token[0]))
{
sscanf(token,"%lf",&tem);
sta.push(tem);
}
else
{
op2=sta.top();
sta.pop();
op1=sta.top();
sta.pop();
if(strcmp(token,"+")==0)
sta.push(op1+op2);
else if(strcmp(token,"-")==0)
sta.push(op1-op2);
else if(strcmp(token,"*")==0)
sta.push(op1*op2);
else if(strcmp(token,"/")==0)
sta.push(op1/op2);
}
}
result=sta.top();
sta.pop();
return result;
}
////////////////////////////////////////////////
/////////////////以下是主程序///////////////////
void main()
{
oopcalc s;
s.menu();
}
1.4小結：
必須承認，C++課程設計并沒有想像中的那么簡單。在上個學期的c++的學習中，我們主要研究的是面向過程的程序設計，而這次的課程設計卻需要我們用類來完成整個程序。所以，在設計過程中也遇到了不少的麻煩，盡管如此，我還是收益頗豐。
首先，我學會了面向對象程序設計的基本思想，并了解到許多面向對象程序設計的優點，讓我的編程能力有了一個新的突破。比如說，類封裝的特性讓一個類成為一個獨立的個體，使所有的函數都封裝在其中，這對于程序員對整個程序的理解有非常大的幫助。在大型程序的設計過程中，如過還是使用以往C語言的設計風格，會使得整個程序變得極為冗長，難懂，會給給修改及維護程序帶來諸多不便。而面向對象的設計理念則妥善的解決了這一問題。
其次，這次課程設計也讓我見到并掌握了許多以前未曾見到過的c++程序功能，很多即使在ACM集訓隊里也未曾見過的頭文件，如<process.h>,<ctype.h>,<conio.h>等等，使我進一步了解到c++底層的強大功能。這著實令人驚嘆！
再次，通過這次課程設計，我掌握了許多算法，如深度優先搜索和廣度優先搜索，quicksort,堆排序，樹結構的便歷，等等。
我想，這次的課程設計使我收益良多。在今后的時間里，我會繼續不斷的，深入的去研究c++的算法，數據結構，以及數論，圖論和組合數學里的有關知識，爭取成為南理工計算機專業的優秀畢業生。