C++课程设计_复数计算器_2015_电信1401_曾立弘_0903140114

中南大学

高级程序设计实践（C++）课程设计报告

题目复数计算器

学生姓名曾立弘

指导教师陈丽萍

学院信息科学与工程学院

专业班级电子信息工程1401 班

完成时间2015年6月8日星期一

目录

第一章需求分析 (1)

第二章概要设计 (2)

第三章详细设计 (4)

第四章调试分析 (21)

第五章测试结果 (25)

第六章课程设计总结 (36)

第七章参考文献 (37)

第八章附录 (37)

第一章需求分析

1.1程序设计的任务

1．1.1编程目的

1.本次程序设计的目的运用面向对象程序设计知识，利用C++语言设计和实现一个复数计算器，要求具备如下主要功能：

（1）建立实数类、复数类

（2）实现实数、复数信息的初始化

（3）实现实数的加、减、乘、除、自增、自减、求平方、二次方根等操作

（4）实现复数的加、减、乘、除、取模、求平方、求共轭复数、求单个复数的向量角、求两个复数的夹角等运算

（5）实现实数、复数信息的输出

1.1.2编程要求

在实现过程中，需利用面向对象程序设计理论的基础知识，充分体现出C++语言关于类、继承、封装与多态等核心概念，每一个类应包含数据成员和成员函数。

1.1.3数据范围

数据输入的形式为float型，输出形式亦是float型，数据（实数、复数的实部、虚部）范围是-2^128 ~ +2^128，也即-3.40E+38 ~ +3.40E+38。

1.2本程序能实现的功能

1.2.1实数类（Complex）所实现的功能：

实数的加法运算、减法运算、乘法运算、除法运算、前置自增运算、后置自增运算、前置自减运算、后置自减运算、求平方运算、求平方根运算；

1.2.2复数类（Complex1）所实现的功能：

复数的加法运算、减法运算、乘法运算、除法运算、模长运算、求平方运算、共轭复数运算、求单个复数的向量角运算、求两个复数的夹角运算。

1.2.3主函数所能实现的功能

1.提供给操作者操作数据的类型（实数还是复数）的标识；

2.操作者选择数据类型后，提供运算类型操作的标识；

3.运用指针调用两个类的各成员函数分别完成各项计；

第二章概要设计

2.1构成部分

2.1.1系统由三部分构成：实数类（Complex）、复数类（Complex1）、主函数main。

2.1.2.构成部分关系

复数类（Complex1）由实数类（Complex）派生而来，其中两者成员函数中的enter （输入数据）函数是虚函数，用以实现多态性。

主函数main通过指针调用实数类（Complex）、复数类（Complex1）分别完成实数运算、复数运算。

2.1.

3.类层次

实数类是父类，复数类是子类。

2.2主程序流程以及程序模块之间的调用关系

如图2.2—1所示：

图2.2--1主程序流程以及程序模块之间的调用关系图

注：图2.2--1中没有画出

1.flag=0时退出系统；

2.flag不等于0,1,2时出现错误提示语句的选择结构；

3.w,v在选择范围之外时出现错误提示语句的选择结构。

4.特殊处理：

除法运算分母为0；求二次方根数为负数；求单个复数夹角时判断象限的过程。

第三章详细设计

3.1类层次中各个类的描述

3.1.1.实数类（Complex）

私有部分仅数据：float型数据real；

公共部分包括12个成员函数，分别是：

类的构造函数：Complex()

实数加法运算函数:Complex operator+(Complex &c1)

实数减法运算函数：Complex operator-(Complex &c1)

实数乘法运算函数：Complex operator*(Complex &c1)

实数除法运算函数：Complex operator/(Complex &c1)

实数前置自增函数：Complex operator++()

实数后置自增函数：Complex operator++(int)

实数前置自减函数：Complex operator--()

实数后置自减函数：Complex operator--(int)

实数求平方根函数：float RootOfTwo()

实数求平方函数：float Square()

实数输入数据函数：virtual void enter()

3.1.2.复数类（Complex1）

私有部分仅数据成员float型数据real和float型数据imag,二者分别代表复数的实部和虚部；

公共部分包含11个成员函数，分别是：

类的构造函数：Complex1（）

复数加法运算函数：Complex1 operator+(Complex1 &c1)

复数减法运算函数：Complex1 operator-(Complex1 &c1)

复数乘法运算函数：Complex1 operator*(Complex1 &c1)

复数除法运算函数：Complex1 operator/(Complex1 &c1)

复数求模长函数：float Length()

复数求平方函数：Complex1 Square1()

求共轭复数函数：Complex1 Conjugate()

复数求角度函数：float Angle1()

复数间求角度函数：float Angle2(Complex1 &c1)

复数输入数据函数：void enter()

3.2类中各成员函数的定义

3.2.1实数类（Complex）

1 类的构造函数

函数体部分：Complex（）{}；

2实数加法运算函数

函数体部分

Complex operator+(Complex &c1)

{

Complex c;

cout<<"the result is: "<

c.real=real+c1.real;

cout<

return c;

}

3实数减法运算函数

函数体部分

Complex operator-(Complex &c1)

{

Complex c;

cout<<"the result is: "<

c.real=real-c1.real;

cout<

return c;

}

4实数乘法运算函数

函数体部分

Complex operator*(Complex &c1)

{

Complex c;

c.real=real*c1.real;

cout<<"the result is: "<

cout<

return c;

}

5实数除法运算函数

函数体部分

Complex operator/(Complex &c1)

{

Complex c;

cout<<"the result is: "<

c.real=real/c1.real;

cout<

cout<<"++"<

++real;

cout<<"="<

return *this;

}

7实数后置自增函数

函数体部分

Complex operator++(int)

{

Complex temp(*this);

cout<<"the result is: "<

cout<

cout<<"="<

cout<

return temp;

}

8实数前置自减函数

函数体部分

Complex operator--()

{

cout<<"the result is: "<

cout<<"--"<

--real;

cout<<"="<

return *this;

}

9实数后置自减函数

函数体部分

Complex operator--(int)

{

Complex temp(*this);

cout<<"the result is: "<

cout<

real--;

cout<<"="<

cout<

return temp;

}

10实数求平方根函数

函数体部分

float RootOfTwo()

{

Complex c;

{

cout<<"the number is wrong!!!"<

}

else

{

cout<<"the result is: "<

c.real=sqrt(real);

cout<<"sqrt"<

}

return c.real;

}

11实数求平方函数

函数体部分

float Square()

{

Complex c;

cout<<"the result is: "<

c.real=real*real;

cout<<"square"<

return c.real;

}

12实数输入数据函数（虚函数）

函数体部分

virtual void enter()

{

cin>>real;

}

3.2.2复数类（Complex1）

1.类的构造函数

函数体部分

Complex1(){};

2. 复数加法运算函数

函数体部分

Complex1 operator+(Complex1 &c1)

{

Complex1 c;

cout<<"the result is: "<

c.real=real+c1.real;

c.imag=imag+c1.imag;

cout<<"("<

<<"("<

<<"("<

return c;

}

3复数减法运算函数

函数体部分

Complex1 operator-(Complex1 &c1)

{

Complex1 c;

cout<<"the result is: "<

c.real=real-c1.real;

c.imag=imag-c1.imag;

cout<<"("<

<<"("<

<<"("<

return c;

}

4复数乘法运算函数

函数体部分

Complex1 operator*(Complex1 &c1)

{

Complex1 c;

cout<<"the result is: "<

c.real=real*c1.real-imag*c1.imag;

c.imag=real*c1.imag+imag*c1.real;

cout<<"("<

<<"("<

<<"("<

return c;

}

5.复数除法运算函数

函数体部分

Complex1 operator/(Complex1 &c1)

{

Complex1 c;

cout<<"the result is: "<

c.real=(real*c1.real+imag*c1.imag)/(c1.real*c1.real+c1.imag*c1.imag);

c.imag=(imag*c1.real-real*c1.imag)/(c1.real*c1.real+c1.imag*c1.imag);

cout<<"("<

<<"("<

<<"("<

return c;

}

6.复数求模长函数

函数体部分

float Length()

{

float x;

cout<<"the result is: "<

x=sqrt(real*real+imag*imag);

cout<<"|"<

return x;

}

7.复数求平方函数

函数体部分

Complex1 Square1()

{

Complex1 c;

cout<<"the result is: "<

c.real=real*real-imag*imag;

c.imag=real*imag+imag*real;

cout<<" the square of "<<"("<

<<" is "<<"("<

return c;

}

8.求共轭复数函数

函数体部分

Complex1 Conjugate()

{

Complex1 c;

cout<<"the result is: "<

c.real=real;

c.imag=imag*(-1);

if(c.imag>=0)

{

cout<<"conjugate complex number of"

<<"("<

<<"("<

}

if(c.imag<0)

{

cout<<"conjugate complex number of"

<<"("<

<<"("<

}

return c;

}

8.复数求角度函数

函数体部分

float Angle1()