课程设计报告
课程:面向对象程序设计学号:姓名:班级:教师:
课程设计名称: 小型特殊计算器 1.设计内容:
实现一个特殊的计算器,可以实现复数、有理数、矩阵和集合的特殊计算。程序可以实现复数、有理数的加、减、乘、除,可以实现矩阵的加法、减法和乘法运算,也可以实现集合的求交集、并集、子集的运算。
2.设计目的与要求:
2.1设计目的
达到熟练掌握C++语言的基本知识和技能; 基本掌握面向对象程序设计的基本思路和方法;
能够利用所学的基本知识和技能,解决简单的面向对象程序设计问题。 2.2设计要求
要求利用面向对象的方法以及C++的编程思想来完成系统的设计; 要求在设计的过程中,建立清晰的类层次;
在系统的设计中,至少要用到面向对象的一种机制。
3.系统分析与设计
3.1主要知识点
运算符重载增加了C++语言的可扩充性。运算符的重载实际上就是一种函数调用的形式,可以用成员函数重载运算符,就是将运算符重载定义为一个类的成员函数的形式;也可以用友元函数重载。用友元重载运算符的友元函数是独立于类以外的一般函数。 3.2关键技术
程序中每一种数据类型用一个类来实现,共设计了4个类。复数类complex,矩阵类matrix,有理数类rational以及集合类set。每一种类都定义了相应的运算符重载函数。具体定义如下所示:
(1)类complex
类complex中,成员变量image表示虚部,real表示实部。成员函数print()用来显示数据。运算符重载函数都是用友元函数来实现的。分别重载+、-、*、/运算符。
(2)类matrix
类matrix中,成员变量elems用来存放矩阵的所有元素,rows表示矩阵的行,cols表示矩阵的列。成员函数SetElems()用来给矩阵中的每一个元素赋值,Disp()用来显示矩阵中的所有元素。其它友元函数分别重载+、-、*、/运算符。
(3)类rational
类rational中,有两个成员变量:denominator用来表示有理数的分母,numerator表示有理数的分子。有理数成员函数print()用来显示有理数,
optimization()用来优化有理数函数。友元函数real()用来将有理数转换为实数,其它友元函数分别重载+、-、*、/运算符。
(4)类set
类set中,有两个成员变量:elems用来存储集合中的元素,card表示集合中元素的个数。成员函数print()用来输出集合中的元素,additem()用来给集合增加元素。友元函数分别重载了&、==、!=、+、*、<、<=运算符。
程序中的运算符重载函数都用友元函数来实现。 ① 类complex的友元函数 复数的表达形式为a+bi,对复数进行运算符重载不像对一般书进行运算那样简单,它的运输方法如下:
加法:
(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i 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) 重载函数将以上算法用在了函数中。 ② 类matrix的友元函数 矩阵类的赋值,实质上是给二维数组赋值;矩阵相加减就是两个行数列数相同的二维数组相加减;二维数组相乘,其实就是两个二维数组,其中一个的行数等于另一个的列数,按矩阵相乘的法则进行计算。
③ 类rational的友元函数
对有理数类进行的操作有下面几种: 有理数相加:
当两个有理数a/b和c/d相加时,可得到这样的算式: a/b+c/d=(a*d+b*c)/(b*d) 有理数相减:
当两个有理数a/b和c/d相减时,得到的结果是: 分子:a*d-b*c 分母:b*d 有理数相乘:
当两个有理数a/b和c/d相乘时,得到的结果是: 分子:a*c 分母:b*d 有理数相除:
当两个有理数a/b和c/d相除时,得到的结果是: 分子:a*d 分母:b*c
每次得到结果时,都需要对有理数进行优化。 ④ 类set的友元函数
集合类的运算符重载操作主要有以下几种: 判定某一元素是否属于集合:
此操作用重载运算符函数&实现,返回值只有两种情况true或者false,取bool类型。
判断两个集合是否相等:
C++课程设计报告--小型特殊计算器
![](/skin/haowen/images/icon_star.png)
![](/skin/haowen/images/icon_star.png)
![](/skin/haowen/images/icon_star.png)
![](/skin/haowen/images/icon_star.png)