数据结构课程设计长整数运算

一、需求分析【问题描述】设计一个程序实现两个任意长的整数求和运算。

【基本要求】利用双向循环链表实现长整数的存储，每个结点含一个整型变量。

任何整型变量的范围是：-（215-1）~（215-1）。

输入和输出形式：按中国对于长整数的表示习惯，每四位一组，组间用逗号隔开。

【测试数据】（1）0；0；应输出“0”。

（2）–2345，6789；-7654，3211；应输出“-1，0000，0000”。

（3）–9999，9999；1，0000，0000，0000；应输出“9999，0000，0001”。

（4）1，0001，0001；-1，0001，0001；应输出“0”。

（5）1，0001，0001；-1，0001，0000；应输出“1”。

二、设计1. 设计思想（1）存储结构：循环双向链表（2）主要算法基本思想：1、每个结点中可以存放的最大整数为215-1=32767，才能保证两数相加不会溢出。

但若这样存，即相当于按32768进制数存，在十进制数与32768进制数之间的转换十分不方便。

故可以在每个结点中仅存十进制数4位，即不超过9999的非负整数，整个链表视为万进制数。

2、可以利用头结点数据域的符号代表长整数的符号。

用其绝对值表示元素结点数目。

相加过程中不要破坏两个操作数链表。

两操作数的头指针存于指针数组中是简化程序结构的一种方法。

不能给长整数位数规定上限。

2. 设计表示（1）函数调用关系图：（2）函数接口规格说明：结构体：struct dl_node{int x;dl_node *pre;dl_node *next;};初始化：void list_init(dl_node ** h)插入元素：void list_insert(dl_node *h,int x)输出链表：void prin(dl_node *h)实现相加：void list_add(dl_node *h1,dl_node *h2)实现相减：void list_sub(dl_node *h1,dl_node *h2)3. 详细设计（1）输入两个数，用链表来存储。

链表的头结点的数据的值为1时，表示的是输入的数非负；为-1时表示输入的数是负数。

（2）在创建链表时，让高位在链表的尾部，低位在链表的头部。

（3）在做加法时，先判断两个数的符号是否相同，如果相同，在根据加数的符号，决定和数的符号，取两个数的绝对值做加法，但是的处理进位。

（4）如果异号，用一函数来判断和的符号，判断异号的两个数相加和的符号，当两个数的长度不相等时，取较长数的符号作为和的符号，否则比两个数的大小，再决定和的符号。

（5）异号的两个数想加时，先去两个数的绝对值，用较大的数减去较小的数，差作为和的绝对值。

如果相应的位够减时，直接做减法，否则借位，但是要注意被借位的值是否为零，如果为零，则继续借位。

（6）输出最终结果，输出数时，要去掉大数最前面的零，直到数的首位不是零时为止。

在输出地位的数时，有可能某些单元的数低于四位，必须要在四位数的高位补零，即四位一个单元输出。

空缺处用零补齐。

三、调试分析（1）经过不断的的DEBUG，不断的输出看结果调试，最终成功（2）经验和体会：通过这次学习，让我认识到自己在学习上的诸多不足。

从刚拿到题目到完成整个编程，从理论到实践，虽然学到很多的的东西，但是也因为自己知识的不足，不能考虑周全，完全成功的完成此次课程设计。

在认识自己的不足后，我便开始认真复习书本知识，同时与动手能力强的同学互相交流，让自己学到了很多平时上课过程中学不到的东西。

通过这次课程设计，我深刻的认识到，理论知识需要与实践结合，才能真正领悟所学知识。

同时我发现，我现在的动手能力不强，所以还要继续努力。

同时还要学会独立思考，才能真正的编出属于我自己的程序。

通过这次实习，敦促我将过去学习过的知识进行了温习，知识只有多巩固，才能真正的理解与领悟。

不论这次课程设计是否完全成功，我相信它对我的影响还是很大的。

这会敦促我在下次课程设计中，能更好地完成设计任务。

为自己加油！四、用户手册输入两整数，从低位起，每四位用逗号隔开，按从高到低位依次输入，以分号结束此书的输入；五、运行结果运行环境：code::blocks六、源代码#include<cstdio>#include<cstring>#include<string>#include<>#include<iostream>#include<cstdlib>#include<cmath>using namespace std;xt","r",stdin);while(1){puts("");char c;int a;dl_node *h1,*h2;list_init(&h1);//输入元素，直到读入 " ; "则停止输入第一个链表值while(1){//cout<<"asdfa";scanf("%d%c",&a,&c);//cout<<c<<endl;list_insert(h1,a);if(c==';') break;}//如果第一个元素小于0，则取正值，并在头结点当中保存信息if(h1->next->x<0){h1->x=-h1->x;h1->next->x=-h1->next->x;}//prin(h1);list_init(&h2);int r=0;//相同方法输入第二个链表，碰到 " ; "则停止，并且读到文件结束while(1){if(scanf("%d%c",&a,&c)==EOF) {r=1;break;}list_insert(h2,a);if(c==';')break;}//cout<<r<<endl;//如果第一个元素小于0，则取正值，并在头结点当中保存信息if(h2->next->x<0){h2->x=-h2->x;h2->next->x=-h2->next->x;}// h1_num和h2_num分别表示长度int h1_num=h1->x,h2_num=h2->x;//把长的放到h1里面，是为了后面的加减操作更顺利if(abs(h1_num)<abs(h2_num)){dl_node *tmp=h1;h1=h2;h2=tmp;h1_num=h1->x,h2_num=h2->x;}//cout<<h1_num<<" "<<h2_num<<endl;/*此处为重点部分，分为两个部分，如果h1大于h2四种情况如果h1等于h2也有四种情况*///其实在此处，可以缩减为6种情况，但为了方便，写了8种//如果他们的长度不相等，即h1大于 h2了if(abs(h1_num)!=abs(h2_num)){//如果都为正数if(h1_num>0&&h2_num>0){//prin(h1);list_add(h1,h2);prin(h1);continue;//如果都为负数else if(h1_num<0&&h2_num<0){list_add(h1,h2);cout<<"-";prin(h1);continue;}//如果h1为正而h2为负else if(h1_num>0&&h2_num<0){list_sub(h1,h2);prin(h1);continue;}//如果h1为负而h2为正else if(h1_num<0&&h2_num>0){cout<<"-";list_sub(h1,h2);prin(h1);}}//否则，如果他们长度都相等的话：else{//如果都为正数if(h1_num>0&&h2_num>0){list_add(h1,h2);prin(h1);continue;}//如果都为负数else if(h1_num<0&&h2_num<0){list_add(h1,h2);cout<<"-";prin(h1);continue;}//如果h1为正而h2为负else if(h1_num>0&&h2_num<0)//这种情况，如果h1最高结点元素大于h2的最高元素，那么交换链表if(h1->next->x<h2->next->x){dl_node *tmp=h1;h1=h2;h2=tmp;//h1_num=h1->x,h2_num=h2->x;//prin(h1);//prin(h2);//这种情况得先输出一个负号cout<<"-";}//交换之后加法还是一样list_sub(h1,h2);prin(h1);continue;}//如果h1为负而h2为正else if(h1_num<0&&h2_num>0){if(h1->next->x<h2->next->x){dl_node *tmp=h1;h1=h2;h2=tmp;//cout<<"-";}//否则为负值，要输出负号else cout<<"-";list_sub(h1,h2);prin(h1);}}//puts("");//r的值为1，说明读到了文件结束，整个循环结束if(r==1) break;}return 0;}。