多項(xiàng)式類的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、封皮題目 班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 日期課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)院專業(yè)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)設(shè)計(jì)題目多項(xiàng)式類的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)內(nèi)容及要求:開發(fā)多項(xiàng)式類，多項(xiàng)式的每一項(xiàng)用鏈表的結(jié)點(diǎn)表示，每項(xiàng)包含一個(gè)系數(shù)和一個(gè)指數(shù)。例如：2x4的指數(shù)為4，系數(shù)為2。請(qǐng)開發(fā)一個(gè)完整的類，包括構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)以及“”函 數(shù)（讀取值）和“”函數(shù)（設(shè)置值）。該類還要提供以下重載的運(yùn)算符：（1）重載加法運(yùn)算符+,將兩個(gè)多項(xiàng)式相加。（2）重載加法運(yùn)算符-，將兩個(gè)多項(xiàng)式相減。（3）重載賦值運(yùn)算符=，將一個(gè)多項(xiàng)式賦給另外一個(gè)多項(xiàng)式。（4）重載加法運(yùn)算符*，將兩個(gè)多項(xiàng)式相乘。（5）編寫一個(gè)主函數(shù)測(cè)試多項(xiàng)式類的上述功能。進(jìn)度安排：第17周：分析題目，查閱課題相關(guān)

2、資料，進(jìn)行類設(shè)計(jì)、算法設(shè)計(jì)；第18周：程序的設(shè)計(jì)、調(diào)試與實(shí)現(xiàn)；第19周：程序測(cè)試與分析，撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告，進(jìn)行答辯驗(yàn)收。指導(dǎo)教師（簽字）：學(xué)院院長(zhǎng)（簽字）年 月 日年 月 日目錄1 需求分析 2 算法基本原理3 類設(shè)計(jì) 4 詳細(xì)設(shè)計(jì) .錯(cuò). 誤！未指定書簽.錯(cuò). 誤！未指定書簽 .錯(cuò). 誤！未指定書簽 .錯(cuò). 誤！未指定書簽4.1 類的接口設(shè)計(jì)4.2 類的實(shí)現(xiàn) 4.3 主函數(shù)設(shè)計(jì) .錯(cuò). 誤！未指定書簽錯(cuò). 誤！未指定書簽錯(cuò). 誤！未指定書簽5 界面程序運(yùn)行結(jié)果及分析錯(cuò)誤！未指定書簽5.1 程序運(yùn)行結(jié)果5.2 運(yùn)行結(jié)果分析錯(cuò). 誤！未指定書簽錯(cuò). 誤！未指定書簽6 基于的圖形界面程序開發(fā)錯(cuò)誤！

3、未指定書簽6.1 基于的圖形界面程序設(shè)計(jì) 錯(cuò). 誤！未指定書簽6.2 程序測(cè)試 錯(cuò). 誤！未指定書簽6.3 程序編寫總結(jié) 錯(cuò). 誤！未指定書簽7 參考文獻(xiàn)錯(cuò). 誤！未指定書簽1 需求分析（1）開發(fā)多項(xiàng)式類， 多項(xiàng)式的每一項(xiàng)用鏈表的結(jié)點(diǎn)表示， 每項(xiàng)包含一個(gè)系數(shù) 和一個(gè)指數(shù)。例如： 2x4 的指數(shù)為 4，系數(shù)為 2。請(qǐng)開發(fā)一個(gè)完整的類，包括構(gòu)造 函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)以及“”函數(shù)（讀取值）和“”函數(shù)（設(shè)置值） 。（2）多項(xiàng)式的定義： n 個(gè)單項(xiàng)式的代數(shù)和叫多項(xiàng)式（3）程序測(cè)試數(shù)據(jù) :P1:23xA2+2xA4+3xA2P2:3xA2+2xA3(1)2 算法基本原理設(shè)有 2 個(gè)多項(xiàng)式 p12P1:23xA2

4、+2xA4+3xA2P2:3xA2+2xA3實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)式pl和p2的計(jì)算，關(guān)鍵是對(duì)pl和p2的指數(shù)和系數(shù)進(jìn)行加減生的操作， 我們可以先編輯一個(gè)基類。通過鏈表和重載運(yùn)算符的方法來實(shí)現(xiàn)。（1）多項(xiàng)式即個(gè)個(gè)單項(xiàng)式的和，我們可以把一個(gè)多項(xiàng)式分解成一項(xiàng)一項(xiàng)來看， 每一項(xiàng)用鏈表的一個(gè)節(jié)點(diǎn)表示， 每個(gè)節(jié)點(diǎn)包括一個(gè)單項(xiàng)式的系數(shù)、 指數(shù)和指向該 節(jié)點(diǎn)類型的一個(gè)指針。（2）用創(chuàng)建對(duì)象pl、p2、p3,通過調(diào)用（c111）函數(shù)來構(gòu)建多項(xiàng)式。（ 3）通過重載 +、 -、 *以及 =運(yùn)算符，對(duì)多項(xiàng)式進(jìn)行操作。（ 4）通過 p1（） 來顯示結(jié)果。3 類設(shè)計(jì)從上面的算法分析可以看到，本設(shè)計(jì)面臨的計(jì)算問題的關(guān)鍵是多項(xiàng)式運(yùn)算 可

5、以定義一個(gè)多項(xiàng)式類。(1)該類包括私有數(shù)據(jù)成員 * ，是構(gòu)造的節(jié)點(diǎn)類型的結(jié)構(gòu)體，包括系數(shù)、 指數(shù)和指向該節(jié)點(diǎn)類型的一個(gè)指針。(2)成員函數(shù)包括()構(gòu)造函數(shù)，(&)拷貝構(gòu)造函數(shù)，()析構(gòu)函數(shù)* ( e)讀取 指數(shù)為e的項(xiàng),返回其指針，(e)設(shè)置指數(shù)為e的項(xiàng)的系數(shù)為c, ( * * n)創(chuàng)建 多項(xiàng)式， +( b)重載+運(yùn)算符， -(b)重載-運(yùn)算符， *( b)重載*運(yùn)算符， <<(,a) =( a)重載=運(yùn)算符，(=)顯示函數(shù)()復(fù)制函數(shù)對(duì)以上進(jìn)行總結(jié)， 該程序只包含一個(gè)類即， 對(duì)多項(xiàng)式的所有操作都抽象在該 類中。4 詳細(xì)設(shè)計(jì)程序主要分為三個(gè)部分：類聲明、類實(shí)現(xiàn)、主函數(shù)。4.

6、1 類的接口設(shè)計(jì)類的聲明() 0; 構(gòu)造函數(shù)( &) 拷貝構(gòu)造函數(shù)()*q,*p;J(P )刪除鏈表 >(P) P;* ( e)讀取指數(shù)為e的項(xiàng)，返回其指針(e)設(shè)置指數(shù)為e的項(xiàng)的系數(shù)為c( * * n) 創(chuàng)建多項(xiàng)式+( b)重載+運(yùn)算符-(b)重載-運(yùn)算符*(b)重載*運(yùn)算符<<( , a);=(a)重載二運(yùn)算符( = ) ;( );()<<" 鏈表頭指針值為： "<<<< *鏈表頭指針;在程序中，聲明了個(gè)個(gè)運(yùn)算符的重載，通過 * ( e);讀取指數(shù)為e的項(xiàng),返回其 指針，通過(e)設(shè)置指數(shù)為e的項(xiàng)的系數(shù)為c,

7、多項(xiàng)式的的系數(shù)、指數(shù)以及指 針全部采用了動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配技術(shù)，這些工作都是由構(gòu)造函數(shù)和 ()函數(shù)完成，它們 的清理工作在析構(gòu)函數(shù)中完成。4.2 類的實(shí)現(xiàn)類實(shí)現(xiàn)<><><>15鏈表結(jié)點(diǎn)指數(shù)系數(shù);( ) 復(fù)制對(duì)象 (公用函數(shù) )*t,*s,*p;0;(p)J(0) ;>>>>>(s) >(s) >0;(a)復(fù)制構(gòu)造函數(shù)(a);( * * n) 創(chuàng)建多項(xiàng)式(n<1)n"<<"錯(cuò)誤：要?jiǎng)?chuàng)建多項(xiàng)式的項(xiàng)數(shù)必須大于零創(chuàng)建頭結(jié)點(diǎn)>0;>0;*q,*;( 1<)>i;>i

8、;>J>0;* ( e)讀取指數(shù)為e的項(xiàng)*;J(p)(>) p;>沒有找到，返回空指針(e)將指數(shù)為e系數(shù)為c的項(xiàng)加入多項(xiàng)式(原多項(xiàng)式無指數(shù)為e的項(xiàng))*q,*p,*t;J>>(0)J>0;J(e>>) >插入頭部J(p e<>)J>(p)新的項(xiàng)插入 p 所指結(jié)點(diǎn)前>> 插入尾部>>0;+( b)重載+運(yùn)算符J*p,*q,*s,*t;x;先增加一個(gè)頭結(jié)點(diǎn)(p q)(>>) >>(0.0)J>>>>J>>J(>>>)&g

9、t;>>>>>>>>>>J(q) 恒指向余下的項(xiàng)(p)>>>J>>0; 鏈表尾標(biāo)記J>s; 刪除多余的頭結(jié)點(diǎn)J-(b)重載-運(yùn)算符J*p,*q,*0,*t;在此處添加代碼，完成此函數(shù) (模仿上述重載 "+" 的函數(shù) ) x;先增加一個(gè)頭結(jié)點(diǎn)(p q)(>>)>>(0.0)J>>>>>J(>>>)>>>>>>>>>>>J(q) 恒指向余下的項(xiàng)(p

10、)J>>>>>J>>0; 鏈表尾標(biāo)記s; 刪除多余的頭結(jié)點(diǎn)J*( b)重載*運(yùn)算符J*p,*q,*s;c;J(p)J(q)>*>>>(e)查中有無指數(shù)為e的項(xiàng)(s)中無指數(shù)為e的項(xiàng)>中無指數(shù)為e的項(xiàng)();>>J<<( , a)();=(a)重載二運(yùn)算符*s,*p;() 若原多項(xiàng)式存在，先撤消它J(p)>p;J(a);*;J( ) 顯示多項(xiàng)式* e;()><<"f(x)="<<>(e>1) <<"xA"

11、<<e;(1) <<"x"<< "f(x)=0" << ;(p)>(>0.0)系數(shù)非零(>>0.0) <<'+'<<><<>(e>1) <<"xA"<<e;(1) <<"x"><<通過類的成員函數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)多項(xiàng)式的運(yùn)算， 構(gòu)造和析構(gòu)函數(shù)主要是實(shí)現(xiàn)初始化 以及銷毀，其它函數(shù)則主要是實(shí)現(xiàn)功能。4.3 主函數(shù)設(shè)計(jì)主函數(shù)() e122

12、1; c12;< <"多項(xiàng)式計(jì)算器 "<<<<"請(qǐng)輸入多項(xiàng)式 P1 的項(xiàng)數(shù)： ">>1;<<"請(qǐng)輸入多項(xiàng)式 P1 的系數(shù)： "(0<1)>>c1i;<<" 請(qǐng)輸入多項(xiàng)式 p1 的指數(shù) "(0<1)>>e1i;<<"請(qǐng)輸入多項(xiàng)式P2的項(xiàng)數(shù):>>2；<<"請(qǐng)輸入多項(xiàng)式p2的系數(shù)"(0<2)>>c2i;<<"

13、請(qǐng)輸入多項(xiàng)式 p2 的指數(shù) "(0<2)>>e2i;p123;p1(c111)創(chuàng)建多項(xiàng)式pl p2(c222)創(chuàng)建多項(xiàng)式p2<<" 多項(xiàng)式 p1 為"p1();<<顯示多項(xiàng)式 p1<<"多項(xiàng)式p2為"；p2();<< 顯示多項(xiàng)式 p2p3 = p1 + p2；<<"多項(xiàng)式p12為"<< p3<<顯示多項(xiàng)式的和p3 = p1 - p2；<<"多項(xiàng)式p12為"<< p3<<

14、顯示多項(xiàng)式的差p3 = p1*p2；<<"多項(xiàng)式p1*p2為"vvp3<v顯示多項(xiàng)式的積在程序的主函數(shù)部分，對(duì)算法進(jìn)行了驗(yàn)證。首先， 輸入了多項(xiàng)式的系數(shù)指數(shù) 項(xiàng)數(shù)，接著定義三個(gè)對(duì)象 p1，p2，p3,在定義過程中調(diào)用構(gòu)造函數(shù)，進(jìn)行初始 化并動(dòng)態(tài)分配了內(nèi)存。調(diào)用（）顯示多項(xiàng)式，通過調(diào)用重載運(yùn)算符實(shí)現(xiàn)操作，最后 系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用析構(gòu)函數(shù)清理。5界面程序運(yùn)行結(jié)果及分析5.1程序運(yùn)行結(jié)果程序運(yùn)行結(jié)果如圖2所示。i賦項(xiàng)項(xiàng)項(xiàng)項(xiàng)項(xiàng)頂=1 畀多多多wsc> 書人IAIAIAIA人F< 一請(qǐng)請(qǐng)請(qǐng)請(qǐng)請(qǐng)11® 一 一 多IT - - -J- - - M/JJJ

15、 T 旦臼勺勺勺勺勺勺X 箏 1112 2 2- + FLr p p p pr I I 弋It我xt'l2 1 4 33 12 3 3 1多頂武 pl +理為 f<x>-lxA2 *5x*7x*3 *5xA2多項(xiàng)花丄-p2f<x>=l xA2 -1 x-1 x* 3 +5 xA2多項(xiàng)式卩 1 *p2f<x>=12xA6+19x5 *22 xA4 +13 xA3 +6 xA2pi*ess an</ k倉屮 to cont inuB圖2程序運(yùn)行結(jié)果通過計(jì)算對(duì)運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)檢測(cè)結(jié)果正確無誤。5.2運(yùn)行結(jié)果分析整個(gè)程序采用的是鏈表和動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配方

16、式。將多項(xiàng)式的運(yùn)算抽象到一個(gè)類中，由該類生成三個(gè)對(duì)象 p1，p2,，p3，同時(shí) 由系統(tǒng)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)初始化，調(diào)用（）構(gòu)造多項(xiàng)式，調(diào)用重載的運(yùn)算符，實(shí)現(xiàn)加減乘的操作，由于涉及對(duì)象傳值，調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)6基于的圖形界面程序開發(fā)的圖形界面程序設(shè)計(jì)可在上述類設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，的圖形界面程序與界面程序的主要不同點(diǎn)是：圖形界面程序與界面程序的輸入輸出方式不同， 界面 程序采用字符交互式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入輸出，主要通過，等流實(shí)現(xiàn)，而的圖形程序界面采用標(biāo)準(zhǔn)窗口和控件實(shí)現(xiàn)輸入輸出，因此必須在類的框架下加入上面所設(shè)計(jì)的 矩陣和方程組類，并通過圖形界面的輸入輸出改造來完成。6.1基于的圖形界面程序設(shè)計(jì)（1）界面設(shè)計(jì)首先

17、在中建立（）工程，名稱為一元稀疏多項(xiàng)式運(yùn)算，并在向?qū)У?中選擇即建立基于對(duì)話框的應(yīng)用程序，如下圖 45所示圖4建立（）工程圖5建立基于對(duì)話框的應(yīng)用程序?qū)?duì)話框資源中的默認(rèn)對(duì)話框利用工具箱改造成如下界面，如圖6所示圖6方程組求解程序界面設(shè)計(jì)圖6所示的界面中包含了 3個(gè)（分組框），4個(gè) 控件，5個(gè)控件，和9個(gè) 控 件，控件的基本信息列表如下表1所示表1控件基本信息控件類別控件控件說明項(xiàng)系數(shù)項(xiàng)指數(shù)項(xiàng)系數(shù)項(xiàng)指數(shù)1添加2添加加法運(yùn)算減法運(yùn)算乘法運(yùn)算1顯示多項(xiàng)式p14顯示多項(xiàng)式p27顯示加法運(yùn)算結(jié)果8顯示減法運(yùn)算結(jié)果9顯示乘法運(yùn)算結(jié)果2輸入每一項(xiàng)的系數(shù)3輸入每一項(xiàng)的指數(shù)5輸入每一項(xiàng)的系數(shù)6輸入每一項(xiàng)的指數(shù)

18、一兀多項(xiàng)式1一兀多項(xiàng)式1運(yùn)算結(jié)果(2) 代碼設(shè)計(jì)為了能夠?qū)?duì)話框界面上的控件能夠與代碼聯(lián)系起來，需要為各個(gè)控件建立，按鍵進(jìn)入 界面，選擇 選項(xiàng)卡，可顯示成員變量設(shè)置界面，如圖7所示MFC CljssWizardMessage Maps Mermbcr VariablesAutomation | ActiveX Events Class InloPrujecl：Class name;疏多項(xiàng)式運(yùn)算Add Class.* 咁常 I. fid Ma >.v (rip ” >wi Ewn itaM«!«卄IM/ IAdd Variable.* ft ff* i-'

19、me luiMiOiMjjwi rjjcid=Q-一“一-也_j tarten difvniiHrFF _d-mij 刁財(cái) MKMITflOM HIiMIj'h&j iCn-"i Uril q _j TbHc4J _J YpriniI !<«_ nThteY.Fk « iJ予rfwiV _rw- - 亍merih 'jj * L Ibulri J hrinc tznl u lr=.lax 1'J-3ts± 3D r _Jau Z廠7*弓S3tL圖7成員變量設(shè)置界面通過該界面設(shè)置控件對(duì)應(yīng)的成員變量，具體如表2所示表2控

20、件基本信息控件成員變量類型成員變量名稱1121I 31425262738495下面是編寫代碼的重要階段，可以借鑒在設(shè)計(jì)基于界面的控制臺(tái)應(yīng)用程序的 代碼，并將其作必要的改寫，具體改寫的步驟與內(nèi)容如下。 建立名為一元稀疏多項(xiàng)式計(jì)算的工程。 將對(duì)話框資源中的默認(rèn)對(duì)話框利用工具箱改造。 設(shè)置控件對(duì)應(yīng)的成員變量。 編寫添加按鈕的響應(yīng)函數(shù)，具體代碼如下：2() ();(h2)創(chuàng)建鏈表d2->(22); d22->h2(22); d22;2(""(h2);(); 編寫顯示的消息處理函數(shù)，具體代碼如下： ( *h) 顯示函數(shù)*;JJ(t)多項(xiàng)式的顯示(>0)多項(xiàng)式的項(xiàng)系數(shù)

21、等于 0 的情況J (>>0)多項(xiàng)式的項(xiàng)系數(shù)大于 0 的情況 ("","+"); ("">); ("","X");("""A")("">);(>1)(>1)()該項(xiàng)是否是顯示的第一位(>0)()()(>0)()()()(><0)多項(xiàng)式系數(shù)小于 0 的情況("","-");("">);("",&

22、quot;X");("""A")("">);(>1)(>0)J(>1)(>0)(>1) >("")"0"v; 編寫加，減法運(yùn)算的消息處理函數(shù)，具體代碼如下： *( *p1 *p2) 多項(xiàng)式加法運(yùn)算*h,*q1,*q2,*t,*k;q1122;J>1;(q1 q2)(q1->2->)指數(shù)相同的情況q1->1->2-> q11->>2; q22->t;(q1->>q2->)第一

23、項(xiàng)的指數(shù)比第二項(xiàng)指數(shù)大的情況 >2;2-> q2->1; > q2;(q1-xq2->)第一項(xiàng)的指數(shù)比第二項(xiàng)指數(shù)小的情況 q11-> >(q2)>2;J>t;h; 編寫乘法運(yùn)算處理函數(shù)，具體代碼如下：*( *p1 *p2)*i,*j,*k,*s,*l,*m,* 乘法算法1;2;保存 j 的頭結(jié)點(diǎn)(0,0);保存 k 為頭結(jié)點(diǎn)(i) 創(chuàng)建乘法計(jì)算結(jié)果鏈表，形成頭結(jié)點(diǎn)為k的鏈表(j)乘法計(jì)算算法，并實(shí)現(xiàn)升序排序用于對(duì)之前生成的鏈表(0,0)新計(jì)算結(jié)果保存在一個(gè)單獨(dú)結(jié)點(diǎn)中， 進(jìn)行對(duì)比，形成升序排列>(>)*(>);>(&g

24、t;)+(>);J>用于對(duì)鏈表的遍歷， n 為 s 前驅(qū)(s)(>>)>>l;J(><>)>>J>>()> >>> 編寫構(gòu)造多項(xiàng)式具體代碼如下： 結(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)體*f( b)* ;J>>>p; 創(chuàng)建結(jié)點(diǎn)*( *p) 復(fù)制鏈表的函數(shù)*h,*d,*q,*k,*s;(0,0)創(chuàng)建頭結(jié)點(diǎn)，留空，為了能得到與新創(chuàng)建的結(jié)點(diǎn)對(duì)比的結(jié)點(diǎn)(即是k)的前驅(qū)J(q)(>>)創(chuàng)建新結(jié)點(diǎn)>是前驅(qū)， k 是與 d 做比較的(k)(>>)>> ;(><>)>>(>>>)>>J()>>>6.2 程序測(cè)試運(yùn)行程序后，首先出現(xiàn)的界面如圖 8 所示圖8程