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数据结构课程设计长整数运算

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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; }; . . 页脚. 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. . 页脚. 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 . .

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页脚. 六、源代码

#include #include #include #include #include #include #include using namespace std;

// 定义一个结构体 struct dl_node { int x; dl_node *pre; dl_node *next; };

//结点的初始化 void list_init(dl_node ** h) { *h=(dl_node *)malloc(sizeof(dl_node)); (*h)->x=0; (*h)->pre=*h; (*h)->next=*h; }

//插入一个元素,循环双向链表 void list_insert(dl_node *h,int x) { h->x++; dl_node *s; s=(dl_node *)malloc(sizeof(dl_node)); s->x=x; s->pre=h->pre; h->pre->next=s; s->next=h; h->pre=s; } . . 页脚. //打印输出 void prin(dl_node *h) { //coutnext; if(p==h) //如果头结点为空,则直接输出0 { puts("0");return; } coutnext; while(p!=h) //循环双向链表一直往右找,直到找到头结点为止 { printf(",%04d",p->x); //%04d为对齐方式,当一个结点值不足4位则补齐 p=p->next; } //cout

//元素值相加,已处理好h1比h2的长度大于等于h1的长度 //最后结果保存在h1(即长串中) void list_add(dl_node *h1,dl_node *h2) { dl_node *p=h1->pre,*q=h2->pre; int e=0; while(q!=h2) //每次相加,如果有进位则保存到e变量中 { int tmp=p->x+q->x+e; if(tmp>9999) { p->x=tmp%10000; e=tmp/10000; } else p->x=tmp; p=p->pre; q=q->pre; } //p=p->pre; . . 页脚. //当h1长度大于h2的时候,还要对未相加的部分进行操作 while(p!=h1) { int tmp=p->x+e; if(tmp>9999) { p->x=tmp%10000; e=tmp/10000; } else p->x=tmp; p=p->pre; } p=h1->next;

//如果最高位得到的结果还有进位,那么就要再创建一个结点 if(e!=0) { dl_node *s; s=(dl_node *)malloc(sizeof(dl_node)); s->x=e; s->pre=p->pre; p->pre->next=s; s->next=p; p->pre=s; } }

//元素值相减 方法同相加类似 //最后结果保存在h1(即长串中) void list_sub(dl_node *h1,dl_node *h2) { dl_node *p=h1->pre,*q=h2->pre;

//此处flag的值即位借位的值,借位的值为0或者为1,因为减0无关紧要 int flag=0; while(q!=h2) { if(p->x-flag>=q->x) { p->x-=q->x+flag; flag=0; . . 页脚. } else { p->x=p->x+10000-q->x-flag; //p->pre->x--; flag=1; } p=p->pre; q=q->pre; } //p=p->pre; //coutx-flag<0) { p->x=p->x+10000-flag; flag=1; } else { p->x=p->x-flag; flag=0; } p=p->pre; } //coutnext; while(p->x==0) { p->pre->next=p->next; p->next->pre=p->pre; p=h1->next; } } int main() { // freopen("大数求和.txt","r",stdin); while(1) { puts(""); char c;

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