数据结构课程设计——进制转换

数据结构课程设计

设计说明书

进制转换的实现

学生姓名JUG G

学号￥#··

班级Dota all star——成绩优秀

指导教师Puck

dota科学与技术

天灾元年 3 月 14 日

Dota all star

课程设计任务书

天灾元年—近卫戊年第二学期

专业：ganker 学号：sadofaiofo 姓名：

课程设计名称：数据结构课程设计

设计题目：进制转换的实现

完成期限：自天灾元年年 3 月 1 日至近卫戊年年 3 月14 日共 2 周

设计依据、要求及主要内容（可另加附页）：

进制数制是人们利用符号进行计数的科学方法。数制有很多种，在计算机中常用的数制有：十进

制，二进制、八进制和十六进制。十六进制数有两个基本特点:它由十六个字符0～9以及A，B，C，D，

E，F组成（它们分别表示十进制数0～15），十六进制数运算规律是逢十六进一，例如：十六进制数4AC8

可写成（4AC8）16，或写成4AC8H。

要求：

（1）输入一个十进制数N，将它转换成R进制数输出，并可以进行逆转换。

（2）输入数据包含多个测试实例，每个测试实例包含两个整数N(32位整数)和R（2<=R<=16,

R<>10）。

（3）为每个测试实例输出转换后的数，每个输出占一行。如果R大于10，则对应的数字规则参考

16进制（比如，10用A表示，等等）。

（4）界面友好。

指导教师（签字）：教研室主任（签字）：

批准日期：年月日

摘要

由于数制计算和不同数制之间转换的需要，设计了一个10进制转换其它进制(36进制以内)及逆转换的软件，该软件具有简单的将10进制数转换成2、8、16进制数以及较复杂的高进制数的转换和逆转功能。本软件采用C语言编写以VC++作为软件开发环境，采用顺序栈存储方式来存储运算中的数位，借助栈后进先出的特点，易于结果输出。操作简单，界面清晰，易于为用户所接受。

关键词：进制转换；顺序栈；逆转换

目录

1 课题描述 (1)

2 问题分析和任务定义 (2)

4 详细设计 (7)

5 程序编码 (8)

6 程序调试与测试 (13)

7 结果分析 (15)

8 总结 (16)

参考文献 (17)

1 课题描述

数制有很多种，在计算机中常用的数制有：十进制，二进制、八进制和十六进制。十六进制数有两个基本特点:它由十六个字符0～9以及A，B，C，D，E，F组成（它们分别表示十进制数0～15），十六进制数运算规律是逢十六进一，例如：十六进制数4AC8可写成（4AC8）16，或写成4AC8H。更大一些的数制则扩展十六进制未用的其他大写字母。

顺序栈是顺序存储结构的栈，是利用一组地址连续的存储单元依次存放自栈底到栈顶的数据元素。同时附设栈顶指针top和栈基指针base，来方便栈内数据元素的存取和栈的扩充。

2 问题分析和任务定义

问题分析：

编写进制转换及其逆转，其算法过程恰好是结果的逆序，因此建立一个顺序栈将计算过程中得到的数位顺序进栈，则按出栈顺序就会输出对应的转换结果。逆转程序借助字符数组按顺序将每个数位转换成十进制数后求和，得到逆转结果例如：11转换成二进制数

11%2=1； 11/2=5；1入栈；

5%2=1； 5/2=2；1入栈；

2%2=0； 2/2=0；0入栈；

被除数不为0；

按顺序出栈，得到结果为110；

任务定义：

1）画出流程图;

2）任意建立一个容量为20个栈元素的空栈；

3）将十进制数与要转进制先求余，将余数顺序入栈;

4）阐明测试方法,写出完整的运行结果；

5）撰写课程设计说明书。

3 逻辑设计

(1)ADT Stack{

数据对象：D={ai | ai ∈ElemSet，i=1，2，…，n, n≥0 }

数据关系：R1={ | ai-1,ai∈D，i=2,…，n}

基本操作：

Inistack(&S)

操作结果：构造一个空栈S。

stackEmpty(&S)

初始条件：栈S已存在。

操作结果：判断栈S是否为空，若为空，则返回1；否则返回0.

push(&S,x)

初始条件：栈S已存在。

操作结果：插入元素x为新的栈顶元素。

Pop(&S。&e)

初始条件：栈S已存在且非空。

操作结果：删除S的栈顶元素，并用y返回其值。

}ADT Stack

（2）主函数流程图如图3.2所示

图3.1 创建主函数流程图

图3.2十进制转换其他进制数算法流程图

图3.3倒序输出算法流程图

4 详细设计

本程序主要有三个算法：

一、十进制整数转换其他进制数，其主要思路为：

例如：11转换成二进制数

11%2=1；11/2=5；

5%2=1；5/2=2；

2%2=0；2/2=0；

被除数不为0；

转换结果为110；

二、十进制小数转换其他进制数，其主要思路为：

例如：0.125转换成二进制小数

0.125*2=0.25；取结果的整数为0；

0.25*2=0.5；取结果的整数为0；

0.5*2=1.0；取结果的整数为1；

小数部分不为0；

转换结果为0.001；

三、其他数制转换十进制数，其主要思路为：

例如：二进制数10.1转换成十进制数

1*21=2；

0*20=1；

1*21 =0.5；

逆转数字存储在数组中，最后的结束符’\0’,为标志。

转换结果为2+1+0.5=3.5；

5 程序编码

#include

#include

#include

#define STACK_INIT_SIZE 20

#define STACKINCREMENT 10

typedef int SElemType;

typedef struct{

SElemType *base,*top;

int stacksize;

}SqStack;

int InitStack(SqStack &S){

S.base=(SElemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(SElemType));

if(!S.base)exit(0);

S.top=S.base;

S.stacksize=STACK_INIT_SIZE;

return 1;

}

int Push(SqStack &S,SElemType e){

if(S.top-S.base>=S.stacksize){

S.base=(SElemType

*)realloc(S.base,(S.stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(SElemType));

if(!S.base)exit(0);

S.top=S.base+S.stacksize;

S.stacksize+=STACKINCREMENT;

}

*S.top++=e;

return 1;

}

int Pop(SqStack &S,SElemType &e){

if(S.top==S.base)return 0;

e=*--S.top;

return 1;

}

int StackEmty(SqStack S){

if(S.top==S.base)return 1;

else return 0;

}

void XSZZ(double n,int T){

int i=0;

double a;

if(n==0.0)printf("00000");

while(n!=0.0)

{

a=T*n;

n=a-(int)a;

if(a>=10)

{

printf("%c",((int)a-10+'A'));

i++;

}

else{

printf("%d",((int)a>0?(int)a:0));

i++;

}

if(i==5)break;

}

}

int NZ(){

int i=0,j,T,k=0;

double sum=0;

char a[20],X;

getchar();

printf("输入转换数");

while((a[i]=getchar())!='\n'){

if((a[i]<='9'&&a[i]>='0')||(a[i]<='Z'&&a[i]>='A')||a[i]=='.');

else {break;}

if(a[i]=='.')k=i;

i++;}

k=k?k:i;

if(a[i]!='\n'){

while(getchar()!='\n');

printf("输入有误");

return 0;}

a[i]='\0';

a[k]='\0';

printf("输入转换数的进制");

scanf("%d%c",&T,&X);

if((!(T>1&&T<36))||X!='\n'){

while(getchar()!='\n');

printf("输入有误");printf("sdf %c",X);

return 0;}

for(j=0;j

{

if(((a[j]-'0'>=T)&&(a[j]<='9'))||((a[j]-'A'+10>=T)&&(a[j]>'9')))

{

printf("输入有误!");return 1;

}

if(a[j]>='A')

sum+=((a[j]-'A'+10)*pow(T,k-j-1));

else

sum+=((a[j]-'0')*pow(T,k-j-1));

}

for(j=k+1;j

{

if(((a[j]-'0'>=T)&&(a[j]<='9'))||((a[j]-'A'+10>=T)&&(a[j]>'9')))

{

printf("输入有误!");return 1;

}

if(a[j]>='A')

sum+=((a[j]-'A'+10)*pow(T,k-j));

else

sum+=((a[j]-'0')*pow(T,k-j));

}

if(!(((a[j]-'0'>=T)&&(a[j]<='9'))||((a[j]-'A'+10>=T)&&(a[j]>'9'))))printf("结果为%f",sum);

return 1;

}

int ZZ(){

int N,T,i=0,a;

double Z,M;

char X[10];

SElemType e;

SqStack S;

InitStack(S);

printf("输入转换数:");

scanf("%lf%c",&Z,&X[0]);

if(X[0]!='\n'){ while(X[i]!='\n'){

i++;

printf("输入有误!");return 1;}

printf("输入转换进制:");

scanf("%d%c",&T,&X[0]);

if(T<36&&T>1&&X[0]=='\n')

{printf("%c",X[0]);

N=(int)Z;

M=Z-N;

while(N)

{

if(T>10)

{

a=N%T;

if(a>=10)

{

a=a-10+'A';

Push(S,a);

}

else Push(S,N%T);

}

else Push(S,N%T);

N=N/T;

}

printf("结果为:");

if(StackEmty(S))printf("0");

while(!StackEmty(S))

{

Pop(S,e);

if(e>=10) printf("%c",e);

else printf("%d",e);

}

printf(".");

XSZZ(M,T);

}

else

{printf("输入有误\n");i=0;

while(X[i]!='\n'){

i++;

scanf("%c",&X[i]);}

}}

main()

{

int choice;

char X;

do{printf("Press1:十进制转换其他进制数\nPress2:其他进制数转换十进制数\n");

scanf("%d",&choice);

switch(choice){

case 1: ZZ();break;

case 2:NZ();break;

default:printf("输入有误!");

}

printf("\n continue ? y/n\n");

scanf("\t%c",&X);

while(X!='n'&&X!='y'){

printf("输入有误!\n请重新输入:");

scanf("\t%c",&X);

}

}while(X=='y');

return 0;

}

6 程序调试与测试

（1）输入十进制14.25转换成十六进制数为E.4.

图6.1十进制转换其他进制数运行图

(2)输入二进制1.1转换为十进制1.5

图6.2其他进制转换十进制数运行图

（3）输入数字字符混合体（非法字符）程序返回错误提示

图6.3程序健壮性测试

（4）程序调试过程修改：在不同进制数的互转换过程中小数部分尤为不好处理，例如：三进制数2.1整数部分2无需转换，小数0.1转换结果为1/3纯循环小数。七进制数6.3、3.1、2.135，这些小数部分根本无法转换成十进制整数，这里不一一赘述，故设定转换结果保留五位小数。

7 结果分析

在设计的过程中遇到了许多问题，并最终得到解决，其分析过程如下：（1）考虑到本程序转换的数字对象并不是天文数字，栈操作定义中，初始化栈空间为20（存储20位数字），但也可能出现空间不足。解决的办法是当空间不足时自动进行扩充。

（2）程序的健壮性问题。数据通过一定的形式读入地。当输入格式有误时就程序无法计算时，返回输入错误重新输入。

（3）程序的循环操作问题。当输入有误时必须把输入的错误字符读入，再进行下次操作。

时间复杂度T（n）=O(n)；

空间复杂度S（n）=O（n）；