数据结构课程设计--大数相乘

数据结构课程设计报告学号：姓名：班级：教师:内容：大数相乘模拟计算器马的遍历日期：2013年7月1日课题名称：模拟计算器1.问题描述如果让我们计算4+2*(8-5)-4/2=?我们该怎么计算？为了实现这个功能，特地做了这个计算器，可以对包含加、减、乘、除的运算符的任意整型式进行求解。

2.设计思路这个程序的关键就是如何将输入的中缀表达式转化为后缀表达式，然后再对后缀表达式进行求值运算。

对于中缀表达式转为后缀表达式，在参数先定义两个指针型字符串infixexp和postfixexp，infixexp是传入的中缀表达式字符串，postfixexp是传出的后缀表达式字符串，再定义一个栈，当栈顶元素不等于’#’时，然后判断infixexp中的每一个字符是不是数，如果是数，传入postfiexp中，否则进一步判断w是不是’)’,若不是判断栈顶元素的优先级，将操作符压入栈中，以此类推，最终得到后缀表达式。

对于后缀表达式的运算，主要判断是不是数字还是操作符，如果是数字压到栈中，如果是操作符，从栈中取出两个数字运算。

本人对于本程序还设计了一个操作界面，用的是MFC语言设计的，操作界面主要有一个文本框和19个按钮组成，有清零按钮，删除按钮，加减乘除按钮，以及各个操作数按钮，’=’按钮，这些按钮大部分都是传入相应的字符串到文本框中，当按下’=’号按钮时，再从文本框中得到字符串，对字符串进行处理，然后运算出结果。

3.数据结构设计主要建立了一个CCaculatordlg的类，该类继承MFC中CDialog的特征，这样可以在MFC中建立一个单文档对话框，这个对话框可以添加一些控件来做成一个计算器界面，如何对于该计算器操作，就要看控制各个控件函数怎么实现的。

这里的类如下：class CCaculatorDlg : public CDialog{// Constructionpublic:int postfix_exp(char *A);int infix_exp_value(char *infixexp,char *postfixexp);int priority(char op);int IsNum(char c);//int infix_exp_value(char *infix,char *postfixexp);double num;//char CalculateExpre;//double CalculateResult;//double CalculateNum;char ch[50],ch1[10],ch2[10],op;char text[50];//stack<int> S;CCaculatorDlg(CWnd* pParent = NULL); // standard constructor// Dialog Data//{{AFX_DATA(CCaculatorDlg)enum { IDD = IDD_CACULATOR };// NOTE: the ClassWizard will add data members here//}}AFX_DATA// Overrides// ClassWizard generated virtual function overrides//{{AFX_VIRTUAL(CCaculatorDlg)protected:virtual void DoDataExchange(CDataExchange* pDX); // DDX/DDV support //}}AFX_VIRTUAL// Implementationprotected:// Generated message map functions//{{AFX_MSG(CCaculatorDlg)afx_msg void OnAdd();afx_msg void OnBtn1();afx_msg void OnBtn0();afx_msg void OnBtn2();afx_msg void OnBtn3();afx_msg void OnBtn4();afx_msg void OnBtn5();afx_msg void OnBtn6();afx_msg void OnBtn7();afx_msg void OnBtn8();afx_msg void OnBtn9();afx_msg void OnClear();afx_msg void OnDivide();afx_msg void OnEquals();afx_msg void OnMinus();afx_msg void OnMultiply();afx_msg void OnReset();virtual BOOL OnInitDialog();afx_msg void OnRbrackets();afx_msg void OnLbrackets();//}}AFX_MSGDECLARE_MESSAGE_MAP()};4.功能函数设计(1)按键0函数CCaculatorDlg::OnBtn0( )先得到文本框字符串，然后将该字符串末尾处加0，再将所有的字符串显示到文本框中(2)按键1函数CCaculatorDlg::OnBtn1( )先得到文本框字符串，然后将该字符串末尾处加1，再将所有的字符串显示到文本框中(3)按键2函数CCaculatorDlg::OnBtn2( )先得到文本框字符串，然后将该字符串末尾处加2，再将所有的字符串显示到文本框中(4)按键3函数CCaculatorDlg::OnBtn3( )先得到文本框字符串，然后将该字符串末尾处加3，再将所有的字符串显示到文本框中(5)按键4函数CCaculatorDlg::OnBtn4( )先得到文本框字符串，然后将该字符串末尾处加4，再将所有的字符串显示到文本框中(6)按键5函数CCaculatorDlg::OnBtn5( )先得到文本框字符串，然后将该字符串末尾处加5，再将所有的字符串显示到文本框中(7)按键6函数CCaculatorDlg::OnBtn6( )先得到文本框字符串，然后将该字符串末尾处加6，再将所有的字符串显示到文本框中(8)按键7函数CCaculatorDlg::OnBtn7( )先得到文本框字符串，然后将该字符串末尾处加7，再将所有的字符串显示到文本框中(9)按键8函数CCaculatorDlg::OnBtn8( )先得到文本框字符串，然后将该字符串末尾处加8，再将所有的字符串显示到文本框中(10)按键9函数CCaculatorDlg::OnBtn9( )先得到文本框字符串，然后将该字符串末尾处加9，再将所有的字符串显示到文本框中(11)按键加函数CCaculatorDlg::OnAdd( )先得到文本框字符串，然后将该字符串末尾处加’+’字符，再将所有的字符串显示到文本框中(12)按键减函数CCaculatorDlg::OnMinus( )先得到文本框字符串，然后将该字符串末尾处加’-’字符，再将所有的字符串显示到文本框中(13)按键乘函数CCaculatorDlg::OnMultiply( )先得到文本框字符串，然后将该字符串末尾处加’*’，再将所有的字符串显示到文本框中(14)按键除函数CCaculatorDlg::OnDivide( )先得到文本框字符串，然后将该字符串末尾处加’\’，再将所有的字符串显示到文本框中(15)按键清除函数CCaculatorDlg::OnClear( )先得到文本框字符串，然后将该字符串的最后一个字符删除，再将所有的字符串显示到文本框中(16)按键左括号函数CCaculatorDlg::OnRbrackets()先得到文本框字符串，然后将该字符串末尾处加’（’，再将所有的字符串显示到文本框中(17)按键又括号函数CCaculatorDlg::OnLbrackets()先得到文本框字符串，然后将该字符串末尾处加’）’，再将所有的字符串显示到文本框中(18)按键左括号函数CCaculatorDlg::OnReset()将文本框中的字符串清零(19)判断是否是数字CCaculatorDlg::IsNum(char c)如果传入的字符在0~9范围内则是数字(20)优先级函数CCaculatorDlg::priority(char op1)根据传入的字符判断优先级(21)将中缀表达式转为后缀表达式CCaculatorDlg::infix_exp_value(char *infixexp, char *postfixexp) Infixexp是传入的中缀表达式，即从文本框得到的字符，而postfixexp 是后缀表达式，将要传出去的字符串(22)计算后缀表达式的值postfix_exp(char *A)将转化后的后缀表达式的字符串，传入该函数中，可以运算出结果(23)按键等于函数CCaculatorDlg::OnEquals()先从文本框中得到字符串，再将字符串通过infix_exp_value转华为后缀表达式，再通过postfix_exp转化为数值，将计算所得的数值转化为字符显示到文本框中。

5.编码实现#include "stdafx.h"#include "Chess.h"#include "CaculatorDlg.h"#include "math.h"#include <stack>using namespace std;#ifdef _DEBUG#define new DEBUG_NEW#undef THIS_FILEstatic char THIS_FILE[] = __FILE__;#endif/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// CCaculatorDlg dialogCCaculatorDlg::CCaculatorDlg(CWnd* pParent /*=NULL*/) : CDialog(CCaculatorDlg::IDD, pParent){//{{AFX_DATA_INIT(CCaculatorDlg)// NOTE: the ClassWizard will add member initialization here //}}AFX_DATA_INIT}void CCaculatorDlg::DoDataExchange(CDataExchange* pDX){CDialog::DoDataExchange(pDX);//{{AFX_DATA_MAP(CCaculatorDlg)// NOTE: the ClassWizard will add DDX and DDV calls here //}}AFX_DATA_MAP}BEGIN_MESSAGE_MAP(CCaculatorDlg, CDialog)//{{AFX_MSG_MAP(CCaculatorDlg)ON_BN_CLICKED(IDC_ADD, OnAdd)ON_BN_CLICKED(IDC_BTN_1, OnBtn1)ON_BN_CLICKED(IDC_BTN_0, OnBtn0)ON_BN_CLICKED(IDC_BTN_2, OnBtn2)ON_BN_CLICKED(IDC_BTN_3, OnBtn3)ON_BN_CLICKED(IDC_BTN_4, OnBtn4)ON_BN_CLICKED(IDC_BTN_5, OnBtn5)ON_BN_CLICKED(IDC_BTN_6, OnBtn6)ON_BN_CLICKED(IDC_BTN_7, OnBtn7)ON_BN_CLICKED(IDC_BTN_8, OnBtn8)ON_BN_CLICKED(IDC_BTN_9, OnBtn9)ON_BN_CLICKED(IDC_CLEAR, OnClear)ON_BN_CLICKED(IDC_DIVIDE, OnDivide)ON_BN_CLICKED(IDC_EQUALS, OnEquals)ON_BN_CLICKED(IDC_MINUS, OnMinus)ON_BN_CLICKED(IDC_MULTIPLY, OnMultiply)ON_BN_CLICKED(IDC_RESET, OnReset)ON_BN_CLICKED(IDC_RBRACKETS, OnRbrackets)ON_BN_CLICKED(IDC_LBRACKETS, OnLbrackets)//}}AFX_MSG_MAPEND_MESSAGE_MAP()/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// CCaculatorDlg message handlersvoid CCaculatorDlg::OnAdd(){// TODO: Add your control notification handler code here UpdateData();int len;GetDlgItem(IDC_EDIT1)->GetWindowText(text,50);len=strlen(text);/*text[len]='$';text[len+1]='+';text[len+2]='\0';*/text[len]='+';text[len+1]='\0';GetDlgItem(IDC_EDIT1)->SetWindowText(text);UpdateData(FALSE);}void CCaculatorDlg::OnBtn0(){// TODO: Add your control notification handler code here UpdateData();int len;GetDlgItem(IDC_EDIT1)->GetWindowText(text,50);len=strlen(text);text[len]='0';text[len+1]='\0';GetDlgItem(IDC_EDIT1)->SetWindowText(text);UpdateData(FALSE);}void CCaculatorDlg::OnBtn1(){// TODO: Add your control notification handler code here UpdateData();int len;GetDlgItem(IDC_EDIT1)->GetWindowText(text,50);len=strlen(text);text[len]='1';text[len+1]='\0';GetDlgItem(IDC_EDIT1)->SetWindowText(text);UpdateData(FALSE);}void CCaculatorDlg::OnBtn2(){// TODO: Add your control notification handler code here int len;GetDlgItem(IDC_EDIT1)->GetWindowText(text,50);len=strlen(text);text[len]='2';text[len+1]='\0';GetDlgItem(IDC_EDIT1)->SetWindowText(text);UpdateData(FALSE);}void CCaculatorDlg::OnBtn3(){// TODO: Add your control notification handler code here int len;GetDlgItem(IDC_EDIT1)->GetWindowText(text,50);len=strlen(text);text[len]='3';text[len+1]='\0';GetDlgItem(IDC_EDIT1)->SetWindowText(text);}void CCaculatorDlg::OnBtn4(){// TODO: Add your control notification handler code here int len;GetDlgItem(IDC_EDIT1)->GetWindowText(text,50);len=strlen(text);text[len]='4';text[len+1]='\0';GetDlgItem(IDC_EDIT1)->SetWindowText(text);}void CCaculatorDlg::OnBtn5(){// TODO: Add your control notification handler code here int len;GetDlgItem(IDC_EDIT1)->GetWindowText(text,50);len=strlen(text);text[len]='5';text[len+1]='\0';GetDlgItem(IDC_EDIT1)->SetWindowText(text);}void CCaculatorDlg::OnBtn6(){// TODO: Add your control notification handler code hereint len;GetDlgItem(IDC_EDIT1)->GetWindowText(text,50);len=strlen(text);text[len]='6';text[len+1]='\0';GetDlgItem(IDC_EDIT1)->SetWindowText(text);}void CCaculatorDlg::OnBtn7(){// TODO: Add your control notification handler code hereint len;GetDlgItem(IDC_EDIT1)->GetWindowText(text,50);//if(GetDlgItem(IDC_EDIT1)->GetWindowText(text,50)=='+'||GetDlgItem(IDC_ EDIT1)->GetWindowText(text,50)=='-'//||GetDlgItem(IDC_EDIT1)->GetWindowText(text,50)=='*'||GetDlgItem(IDC_ED IT1)->GetWindowText(text,50)=='/')// {// GetDlgItem(IDC_EDIT1)->SetWindowText("");// GetDlgItem(IDC_EDIT1)->GetWindowText(text,50);// }len=strlen(text);text[len]='7';text[len+1]='\0';GetDlgItem(IDC_EDIT1)->SetWindowText(text);}void CCaculatorDlg::OnBtn8(){// TODO: Add your control notification handler code hereint len;GetDlgItem(IDC_EDIT1)->GetWindowText(text,50);len=strlen(text);text[len]='8';text[len+1]='\0';GetDlgItem(IDC_EDIT1)->SetWindowText(text);}void CCaculatorDlg::OnBtn9(){// TODO: Add your control notification handler code hereint len;GetDlgItem(IDC_EDIT1)->GetWindowText(text,50);len=strlen(text);text[len]='9';text[len+1]='\0';GetDlgItem(IDC_EDIT1)->SetWindowText(text);}void CCaculatorDlg::OnClear(){// TODO: Add your control notification handler code hereint len;GetDlgItem(IDC_EDIT1)->GetWindowText(text,50);len=strlen(text);text[len-1]='\0';GetDlgItem(IDC_EDIT1)->SetWindowText(text);}void CCaculatorDlg::OnDivide(){// TODO: Add your control notification handler code hereUpdateData();int len;GetDlgItem(IDC_EDIT1)->GetWindowText(text,50);len=strlen(text);/*text[len]='$';text[len+1]='/';text[len+2]='\0';*/text[len]='/';text[len+1]='\0';GetDlgItem(IDC_EDIT1)->SetWindowText(text);UpdateData(FALSE);}//DEL void CCaculatorDlg::OnDot()//DEL {//DEL // TODO: Add your control notification handler code here//DEL//DEL }void CCaculatorDlg::OnEquals(){// TODO: Add your control notification handler code hereUpdateData();int num1,num2,num3,len,len1;GetDlgItem(IDC_EDIT1)->GetWindowText(text,50);len=strlen(text);/*text[len]='$';text[len+1]='#';text[len+2]='\0';*/text[len]='#';text[len+1]='\0';infix_exp_value(text,ch);//len1=strlen(ch);//ch[len1]='\0';//ch[len1+1]='\0';//计算后缀表达式的值num1=postfix_exp(ch);//num1=atoi(ch1);//num2=atoi(ch2);/*if(op=='+')num3=num1+num2;else if(op=='-'){//MessageBox("op=-");num3=num1-num2;}else if(op=='*')num3=num1*num2;else if(op=='/'){if(num2==0){MessageBox("亲，除数不能为零你知道不？？？");GetDlgItem(IDC_EDIT1)->SetWindowText("");}elsenum3=num1/num2;}*/itoa(num1,ch1,10);GetDlgItem(IDC_EDIT1)->SetWindowText(ch1);}void CCaculatorDlg::OnMinus(){// TODO: Add your control notification handler code here UpdateData();int len;GetDlgItem(IDC_EDIT1)->GetWindowText(text,50);len=strlen(text);/*text[len]='$';text[len+1]='-';text[len+2]='\0';*/text[len]='-';text[len+1]='\0';GetDlgItem(IDC_EDIT1)->SetWindowText(text);UpdateData(FALSE);}void CCaculatorDlg::OnMultiply(){// TODO: Add your control notification handler code here UpdateData();int len;GetDlgItem(IDC_EDIT1)->GetWindowText(text,50);len=strlen(text);/*text[len]='$';text[len+1]='*';text[len+2]='\0';*/text[len]='*';text[len+1]='\0';GetDlgItem(IDC_EDIT1)->SetWindowText(text);UpdateData(FALSE);}void CCaculatorDlg::OnReset(){// TODO: Add your control notification handler code here //char ch[10];//itoa(0,ch,10);GetDlgItem(IDC_EDIT1)->SetWindowText("");}BOOL CCaculatorDlg::OnInitDialog(){CDialog::OnInitDialog();// TODO: Add extra initialization herereturn TRUE; // return TRUE unless you set the focus to a control// EXCEPTION: OCX Property Pages should return FALSE }//DEL void CCaculatorDlg::OnCancelMode()//DEL {//DEL CDialog::OnCancelMode();//DEL//DEL // TODO: Add your message handler code here//DEL//DEL }int CCaculatorDlg::IsNum(char c){if(c>='0'&&c<='9')return 1;elsereturn 0;}int CCaculatorDlg::priority(char op1){switch(op1){case '#':return 1;case ')':return 2;case '+':case '-':return 3;case '*':case '/':return 4;case '(':return 5;//case '$':return 6;default:return 0;}}int CCaculatorDlg::infix_exp_value(char *infixexp, char *postfixexp)stack<char> S;char c,w,topelement;S.get_allocator();S.push('#');//topelement=S.top();w=*infixexp;while(S.top()!='#'||w!='#'){if(IsNum(w)){*postfixexp=w;postfixexp++;w=*(++infixexp);}else{if(S.top()=='('&&w==')'){S.pop();w=*(++infixexp);}elseif(S.top()=='('||priority(S.top())<priority(w)){S.push(w);w=*(++infixexp);}else{topelement=S.top();S.pop();*postfixexp=topelement;postfixexp++;}}}*postfixexp='#';*(++postfixexp)='\0';return 1;}void CCaculatorDlg::OnRbrackets()// TODO: Add your control notification handler code here UpdateData();int len;GetDlgItem(IDC_EDIT1)->GetWindowText(text,50);len=strlen(text);text[len]=')';text[len+1]='\0';GetDlgItem(IDC_EDIT1)->SetWindowText(text);UpdateData(FALSE);}void CCaculatorDlg::OnLbrackets(){// TODO: Add your control notification handler code here UpdateData();int len;GetDlgItem(IDC_EDIT1)->GetWindowText(text,50);len=strlen(text);text[len]='(';text[len+1]='\0';GetDlgItem(IDC_EDIT1)->SetWindowText(text);UpdateData(FALSE);}int CCaculatorDlg::postfix_exp(char *A){stack<int> S1;int Result,a,b,c,d,e;char cha;cha=*A++;//S1.get_allocator();while(cha!='#'){if(IsNum(cha))S1.push(cha-'0');/* else if(cha=='$'){d=S1.top();S1.pop();e=S1.top();S1.pop();S1.push(e*10+d);}*/else{b=S1.top();S1.pop();a=S1.top();S1.pop();switch(cha){case '+':c=a+b;break;case '-':c=a-b;break;case '*':c=a*b;break;case '/':c=a/b;break;}S1.push(c);}cha=*A++;}Result=S1.top();return Result;}6.运行与测试程序运行时，会出现一个窗体，如下图所示点击附件-->计算器，会弹出下面的对话框在文本框中输入表达式1+2*(8-5)-4/2，如下图当点击等于号的时候，会出现数字5在窗体的帮助一栏里可以看到本程序的版权信息7.设计中存在的问题及感想在设计本程序中，遇到了许多阻碍和瓶颈，比如MFC的界面如何设计，如何响应按钮函数，如何使计算器的功能完善，比如加法功能，我一开始想着在OnAdd函数中处理加法运算，可是只知道被加数不知道加数，直接运用加的计算功能是行不通的，后来才想到定义一个字符数组，将文本框中的字符串处理一下，先转为后缀表达式，再运算，这样实际运算时在按等号后计算的，这样解决了所有的问题。