汽院数据结构课设(计算器)

HUBEI UNIVERSITY OF AUTOMOTIVE TECHNOLOGY数据结构课程设计报告课设题目：计算器专业：软件工程班级: T1323-4姓名：费昱成绩：完成日期: 2015年7月1日－2015年7月10日指导教师: 袁科马春江目录一、设计题目 (2)二、设计目的 (4)三、总体设计 (5)四、详细设计五、设计结果与分析六、总结（收获和不足）一、设计题目计算器的基本使用：计算器使用的基本函数与计算表达式求值问题、集合函数与三角函数、指数函数与对数函数的使用。

详细功能如下：（1）基本的运算：加，减，乘，除，求余；（2）基本的优先级预算：小括号，中括号；（3）基本的三角函数：正弦sin、余弦cos、正切tan 函数；（4）基本的反三角函数：反正切arcsin、反余切arccos、反正切arctan函数；（5）基本的函数：sinh、cosh、tanh；（6）基本的指数函数：2的n次方2^n、10的n次方10^n、自然对数的n次方e^n、任意数的n次方x^n; （7）基本的对数函数：以10为底的x对数log(10,x)、以e为底x的对数ln(x)、以a为底b的对数log(a,b);（8）基本的开方函数：算数平方根sqrt(x)、立方算数跟cuberoot(x)、任一数开n次方yroot(x,n); （9）基本的使用函数：阶乘函数fact（x），求余函数mod（x）；（10）基本的集合函数：集合统计sum（）、集合的估计方差var（）、集合的总体方差varp（）、集合的估计标准差stdevp（）、集合的总体标准偏差stdev（）。

二、设计目的1、巩固并加深学生对C#语言程序设计知识的理解；2、培养学生面程序设计思想，使学生认识数据结构在程序设计与构思上的应用于实战；3、进一步掌握和应用VS2013集成开发环境；4、提高运用C#语言解决实际问题的能力；5、初步掌握开发小型实用软件的基本方法，能独立设计、实现基本的程序实现功能；6、掌握课本与课外知识的结合、掌握理论与实践的结合、掌握数据与结构的存储关系；7.掌握基本的编程思想与知识，学会独立思考与动手能力；8.了解并掌握数据结构与算法的设计方法，具备初步的独立分析和设计能力；9.初步掌握软件开发过程的问题分析、系统设计、程序编码、测试等基本方法和技能；10.提高综合运用所学的理论知识和方法独立分析和解决问题的能力；11.训练用系统的观点和软件开发一般规范进行软件开发，培养软件工作者所应具备的科学的工作方法和作风。

12.锻炼动手操作能力，培养我们的创新思维能力。

三、总体设计（1）基本思路与流程图：以9*（6+3）为例①获取intputbox中的字符9*（6+3）内容存入intput[i]的数组中；②进行解析intput[i]中的内容，依次解析intput[0]是否为数字在解析下一个intput[1]中的是否为数字不是跳出循环，将起始位置为0到1的字符转化成数值9存入数字栈中；③检测到intput[1]为操作，“*”进入操作栈，记录“*”的优先级为level = 3；④检测下一个intput[2]位字符，进行if (ch == '(')leftBracket++;⑤检测下一个intput[3] 是否为数字在解析下一个intput[1]中的是否为数字不是跳出循环，将起始位置为2到3的字符转化成数值6存入数字栈中；⑥检测到intput[4]为操作，“+”进入操作栈，记录“+”的优先级为level = 1；⑦检测下一个intput[4] 是否为数字在解析下一个intput[4]中的是否为数字不是跳出循环，将起始位置为4到5的字符转化成数值3存入数字栈中；⑧检测下一个intput[2]位字符，进行if (ch == ')')rightBracket++; 判断左右括号个数是否相等(leftBracket == rightBracket)，相等无误，可以进行计算，记录小括号的优先级为：level = 8；⑨根据优先级进行计算，首先进行小括号的运算，此时进行的是双目运算，从数字栈取出的数字为“3”与“6”，进行“+”的运算，运算结果为“9”，数字“9”进入数字栈中；⑩此时在进行优先级的运算，只有一个“*”，进行双目运算，取出“9”与“*”进行“*”的计算，登出最后的计算结果“81”，显示，计算完成。

（2）数据与符号进栈，用栈去存储数据与符号。

class CStack {private int top;private ArrayList list;public CStack() {list = new ArrayList();top = -1;}（3）判断符号的优先级问题。

①加减同一级别，“+”、“-”，等级为level = 1②乘除取余同一级别，“*”，“/”，“%”，等级为level= 3；③所有的集合函数同一级别：“sum（）”、“var（）”、“varp（）”、“stdevp（）”、“stdev（）”、等级为level = 4；④所有的三角函数同一级别：“sin”、“cos”、“tan”，“arcsin”、“arcos”、“arctan”，“sinh”、“cosh”、“tanh”，“log(10,x)”、“ln(x)”、“log(a,b)”、“sqrt(x)”、“cuberoot(x)”、“yroot(x,n)”、“fact（x）”、“mod（x）”等级为level =5；⑤所有的指数函数同一级别：“2^n”、“10^n”、“e^n”、“x^n”、，等级为level =5；⑥所有的符号操作优先级为：“（”、“）”等级为：level =8；“^”等级为：level = 6；“[”、“]”等级为level = 9；“，”等级为：level = 0；（4）区分inputbox中的数据为数值和操作符与字母。

public int DealNum(string input, int i, ArrayListalist) {int num = -1;while (input[i] >= '0' && input[i] <= '9'|| input[i] == '.') {num++; i++;if (i == input.Length) break; }alist.Add(Convert.ToDouble(input.Substring(i- num - 1, num + 1)));return num;}（6）对于括号必须成对的出现，如不是成对出现则报错。

public bool IsBracketPair(string input) {int leftBracket = 0, rightBracket = 0;int leftofarrbracket = 0,rightofarrbracket = 0; //记录左右方括号的数量foreach (char ch in input) {if (ch == '(') leftBracket++;if (ch == ')') rightBracket++;if (ch == '[') leftofarrbracket++;if (ch == ']') rightofarrbracket++;}return (leftBracket == rightBracket) && (leftofarrbracket == rightofarrbracket);}（7）所有的数值与操作操作进栈之后按照操作的优先级进行，然后按照先进后出进行数值计算。

CStack s_symbol = new CStack();ArrayList suffix_expression = new ArrayList();int[] sb_level = new int[MAX_ARR_SIZE];int topofsb_level = -1;int leftofarrbracket = 0, rightofarrbracket = 0;int positionofalist = 0;bool isarrbracket = false;foreach (object o in alist) {positionofalist++;string str = o.ToString();if (o.GetType() == typeof(int) || o.GetType() == typeof(double)|| o.GetType() == typeof(float)) {suffix_expression.Add(o); continue;}（8）对于函数有单目运算和双目运算，区分运算。

public double FunctionCout(CStackcout_number, string str) { //双目运算double result = 0;if (str == "[" || str == "]" || str == ",") ;if (str == "+" || str == "-" || str == "*"|| str == "%|| str == "/" || str == "log" || str== "pow" || str == "mod(" || str == "mod" ||str == "yroot"|| str == "^") {if (cout_number.Count == 1) returndouble.NaN;double var1 =double.Parse(cout_number.Pop().ToString()),var2 = double.Parse(cout_number.Pop().ToString());else { //单目运算double var = double.Parse(cout_number.Pop().ToString());二、详细设计1.例如：在集合运算的时候是多个数值求和，求差，求方差等。

有时候还会遇到集合里面还有集合等各种特殊情况，此时采用递归函数运算，进行一步一步的分离开最后计算最外层的函数。