数据结构课程大型实验大整数参考模板.docVIP

大类基础课程大型实验 2015/2016(1) 实验题目 学生姓名 _ 学生学号 ____________*********** _ 学生班级 ___ _ 任课教师 ______________ _____ 提交日期 　 _ __ 计算机科学与技术学院 大整数的运算 实验报告 大型实验的内容 大整数的运算（BIO：Big Integer’s Operation）用于两个大整数的四则运算，要求完成的主要的功能包括能够进行两个大整数的加法、减法、乘法、除法、乘方及取模运算，并有一个可以自行出入的运算上限。要求使用学习过的数据结构的知识完成大整数运算的设计与实现。 运行环境 大整数的运算（BIO）在Visual Studio 2013平台下开发，操作系统：Windows 7 / Windows8。 硬件环境：(备注：可以查看“计算机”属性) 处理器：Intel(R) Core(TM) i5-2557M CPU @ 1.70GHz 1.70GHz 内存：4.00GB 系统类型：32位操作系统 实验课题分析 3.1 大整数的运算的主要功能 大整数的运算（BIO）主要功能为：大整数的加法，大整数的减法，大整数的乘法，大整数的除法、大整数的乘方、大整数的取模。 详细的系统功能结构为图1所示。 图1 系统结构图 各模块的功能具体描述为： 1、大整数的加法模块 用户输入需要运算的大整数，实现加法，并及时输出结果。若结果超过设置的最大上限，则取模最大上限后输出。 2、 3\ 3.2 分析及设计 涉及对象有3个基本类：节点类、链表类和大整数类。如下表所示： 表1 涉及的操作 对象 涉及的对象操作 节点 运算过程中储存数字信息 链表 储存输入的大整数和运算过程中新生大整数的信息 大整数 实现大整数的运算，及相关的输入输出，错误的提示 可以采用面向对象的方式实现大整数的运算。主要的类结构如图2所示。 图2 主要类结构图 3.3运算的实现 （1）类的编写 运算工程名为：BIO。包含了Node类（数字节点类），List类（整数链表类）和Big类（大整数类）三个基本类。其中Big类的函数实现中包含了List类，List类里也蕴含着Node类。各自分工以完成需要的功能。 具体类结构声明如下： Node类： class Node{ //节点 public: int nValue; //值 Node* Next; //下个节点 Node(); Node(int); //构造函数 }; List类： class List{ private: Node* Head; //头指针 Node* Tail; //尾指针 public: bool Empty(); //是否为空 List(); //构造函数 ~List(); //析构函数 List(List ); //拷贝构造函数 int Size(); //大小 Node* getHead(); //返回头指针 Node* getTail(); //返回尾指针 void Push(int); //压入链表 void Delete(); //删除 void Insert(List ); //插入 List operator=(List ); // 赋值 void Pop(); //弹出链表 int Top(); //返回链表顶值 void Display(); //显示 }; （2）链表的使用 运算实现采用用户的输入输出对数字数据进行读取，但是由于大整数信息都是一个数字的集合，于是对数字的存储组织使用了单向链表。 在运用时，令当前数字的next节点指向新的数字节点，即节点的指针next保存新的数字结点的地址（如下图3所示），以此类推，所有数字信息就通过链表的形式串联起来了。 Figure1 Figure2 Figuren ...... 图3 数字链表的建立 功能 大整数的加法(每个算法都要