课程设计数字计算器

课程设计报告课程名称：面向对象程序设计C++设计题目：数字计算器专业：计算机科学与技术姓名：学号：指导教师：李晓虹2016 年 1 月 4 日摘要本设计实现了一个简单的计算器,该计算器不仅实现了简单的四则运算功能，还实现了高级的科学计算功能，而且具有简洁大方的图文外观。

此设计按照软件工程的方法进行，系统具有良好的界面和必要的交互信息，使操作人员能快捷简单地进行操作，充分降低了数字计算的难度和节约了时间。

本系统开发平台为Windows XP，程序设计语言采用C++，在程序设计中，采用了结构化与面向对象两种解决问题的方法。

关键词：程序设计；计算器；第一章用户环境及需求分析1.1 C++的特点C++语言的主要特点表现在两个方面,一是全面兼容C语言,二是支持面向对象的程序设计方法[1]。

(1) C++是一个更好的C，它保持了C语言的优点，大多数的C程序代码略作修改或不作修改就可在C++的集成环境下调试和运行。

这对于继承和开发当前已在广泛的软件是非常重要的，可以节省大量的人力和物力。

(2) C++是一种面向对象的程序设计语言它使得程序的各个模块的独立性更强，程序的可读性和可移植性更强，程序代码的结构更加合理，程序的扩充性更强。

这对于设计、编制和调试一些大型的软件尤为重要。

(3) C++集成环境不仅支持C++程序的编译和调试，而且也支持C程序的编译和调试。

通常，C++程序环境约定：当源程序文件的扩展名为c．时，则为C 程序；而当源程序文件的扩展名为cpp．时，则为C++程序。

(4) C++语句非常简练，对语法限制比较宽松，因此C++语法非常灵活。

其优点是给用户编程带来书写上的方便。

其缺点是由于编译时对语法限制比较宽松，许多逻辑上的错误不容易发现，给用户编程增加了难度。

1.2 计算器需求分析能写出一个好的计算器对自己在计算方面的速度会提高很大的水平，现在世面上的一些计算器大部分都是功能比较单一的，应对复杂的数据还是没有办法处理，例如：有些不能处理8位以上的数据，有些不能处理三角函数，有些不能处理复杂数学函数。

所以我们需要写出一个比较功能齐全的计算器。

当然这个只能局限于电脑运行的程序，没有办法在手机端运行。

1.3 相关环境这里我系统主要用的windows 7.这是因为自己在虚拟机上面运行的，然后c++的编译环境为vc++ 6.0。

1.4 设计思路由于计算器的设计比较的简单，我主要是利用c++内建的数学函数去处理一些数据。

比如：sum求加法运算。

然后需要将用户输入的数据进行处理，因为你不知道用户会输入什么样的数据，服务端需要对输入的数据进行处理，然后可以通过case 去进行选择相应的操作运算。

然后将处理过后的数据显示在界面上。

第二章总体设计3.1把字符串转化为数字和运算符的算法1.如果字符串中只有数字。

这个情况用来实现一些简单函数的运算。

在进行简单函数的运算时，都是先输入一个数字，再单击要进行运算的按钮，然后编辑框显示运算的结果。

程序用了一个函数double GetaStr(CString str)来实现这个功能，该函数以编辑框变量m_strResult为实参，再得到m_strResult的值后，调用GetAt函数，一个字符一个字符的读取，如果碰到整数，执行“itemp=itemp*rate+(str.GetAt(i)-'0');”，其中变量itemp初始值为0，变量rate初始值为10，如果碰到了小数点，改变rate的值，使其等于0.1，再向后继续读取，再碰到整数时执行“itemp=itemp+rate*(str.GetAt(i)-'0');rate=rate/10;”，函数的最后确定返回值为itemp。

以下是这个函数的代码[2]：double CMyDlg::GetaStr(CString str){int i=0;double rate=10.0,itemp=0.0;for(;i<str.GetLength();i++){if(isdigit(str.GetAt(i))) //如果字符串str.GetAt(i)的内容是整数{if(rate==10.0) //整数部分itemp=itemp*rate+(str.GetAt(i)-'0');//获得整数else //小数部分{itemp=itemp+rate*(str.GetAt(i)-'0');//获得小数rate=rate/10; //每次让rate小10倍}}else if(str.GetAt(i)=='.') //如果str.GetAt(i)是小数点rate=0.1; //让rate=0.1，开始计算小数部分}return (itemp);}2. 如果字符串中有运算符和数字，但是没有括号。

程序调用函数void GetStr(CString str)，这个函数的前半部分和函数void GetaStr(CString str)一样，都是获取数字的算法，但是因为表达式中可能有多个数字和运算符，所以我们需要定义2个数组，分别用来存放数字和运算符，当读取字符遇到运算符时，把变量itemp的值保存在数组a中，并把0赋给itemp，把10赋给rate,把运算符保存在数组b中。

当不在碰到运算符号时，把最后一个整数itemp的值数组a 中，把z的值赋给s。

（z的值表示运算符加数字一个有多少个，把这个值赋给s，可以在以后的计算中，控制循环的条件，避免造成不必要的误差。

）这个函数的代码如下：void CMyDlg::GetStr(CString str){int i=0,z=0;double rate=10.0,itemp=0.0;for(i=0;i<20;i++)a[i]=1000000.0; //对数组a[20]初始化for(i=0;i<10;i++)b[i]=' '; //对数组b[10]初始化i=0; //把0赋给ifor(;i<str.GetLength();i++){if(isdigit(str.GetAt(i))) //如果字符串str.GetAt(i)的内容是整数{if(rate==10.0) //整数部分itemp=itemp*rate+(str.GetAt(i)-'0');//获得整数else //小数部分{itemp=itemp+rate*(str.GetAt(i)-'0');//获得小数rate=rate/10; //每次让rate小10倍}}else if(str.GetAt(i)=='.') //如果str.GetAt(i)是小数点rate=0.1; //让rate=0.1，开始计算小数部分else if(str.GetAt(i)=='+') //如果str.GetAt(i)是加号{a[z]=itemp;itemp=0;//把itemp的值放入双精度数组a中，并把itemp的值改为0z++; //让z自加一次b[z]='+'; //把加号放入字符数组b中z++; //让z自加一次rate=10.0;//把10赋给rate，确保读取下个数字时，先计算整数部分}else if(str.GetAt(i)=='-') //如果str.GetAt(i)是减号{a[z]=itemp;itemp=0;//把itemp的值放入双精度数组a中，并把itemp的值改为0z++; //让z自加一次b[z]='-'; //把减号放入字符数组b中z++; //让z自加一次 rate=10.0;//把10赋给rate，确保读取下个数字时，先计算整数部分}else if(str.GetAt(i)=='*') //如果str.GetAt(i)是乘号{a[z]=itemp;itemp=0;//把itemp的值放入双精度数组a中，并把itemp的值改为0z++; //让z自加一次b[z]='*'; //把减号放入字符数组b中z++; //让z自加一次 rate=10.0;//把10赋给rate，确保读取下个数字时，先计算整数部分}else if(str.GetAt(i)=='/') //如果str.GetAt(i)是除号{a[z]=itemp;itemp=0;//把itemp的值放入双精度数组a中，并把itemp的值改为0z++; //让z自加一次b[z]='/'; //把除号放入字符数组b中z++; //让z自加一次rate=10.0;//把10赋给rate，确保读取下个数字时，先计算整数部分}}a[z]=itemp;//把最后一个整数itemp的值放入双精度数组a中s=z;//把z的值赋给变量s，用来控制计算结果的循环中的条件}3. 如果字符串中有括号。

程序用函数void Bracket(CString str0)来解决括号问题，同样，函数以编辑框变量m_strResult为实参，主要思想是把m_strResult先分成3个字符串，比如一个表达式2*(2+3)-6，这个函数的目的是先把表达式2*(2+3)-6分成2*、2+3、-6三个字符串，再计算2+3后，把结果覆盖掉2+3所在的字符串，最后把3个字符串相加，这样就处理掉了括号的问题。

具体实现的算法：定义3个字符串变量str1、str2、str3，这三个变量都初始化为空变量，现在开始一个循环，当没有遇到字符“（”时，把每次得到的字符都加在字符串str1上，当遇到字符“（”时，把“（”后的字符都加在字符串str2上，直到遇到字符“）”。

当遇到字符“）”时，把“）”后的字符都加在字符串str3上，str2再调用函数计算出它的表达式的值，最后把3个字符串相加，这就解决了括号问题。

该函数代码如下：void CMyDlg::Bracket(CString str0){CString str1="",str2="",str3="";int i=0;for(;i<str0.GetLength();i++){if(str0.GetAt(i)=='(') //如果碰到了左括号{i++; //i自加一次，用来跳过左括号for(;i<str0.GetLength();i++){if(str0.GetAt(i)==')') break; //如果碰到右括号，跳出循环str2+=str0.GetAt(i); //把括号内的表达式赋给str2}i++; //i自加一次，用来跳过右括号for(;i<str0.GetLength();i++){str3+=str0.GetAt(i); //把括号后边的表达式赋给str3}}elsestr1+=str0.GetAt(i); //把括号前边的表达式赋给str3}GetStr(str2);//调用GetStr(str2)函数，把str2里的数字和运算符保存在数组中GetResult(); //计算出表达式str2的值for(i=0;i<str0.GetLength();i++)if(str0.GetAt(i)=='(') //如果m_strResult中有括号str2.Format("%1f",a[0]); //把a[0]转化为字符串赋给str2m_strResult=str1+str2+str3;//把str1,str2,str3的值加起来赋给m_strResult}3.2 计算出结果的算法1.在把表达式中的数字和运算符分别保存在数组后，接下来我们就要进行表达式的计算了，表达式的计算首先要考虑优先级的问题，这里先把所有的除法转化为乘法，再把除法后的数字取它的倒数，接下来就是进行乘法计算，每次乘法计算后都把计算的结果保存在计算的2个数中的前面的那个数上，并把乘号和后面的数字删除。