基于c语言的简易计算器的设计与实现

课程名称：C语言程序设计

课题名称：简易计算器

班级：

学号：

姓名：

指导老师：

成绩：

一、课程设计目的

1.通过这次的课程设计，巩固以前所学的知识：

1）进一步熟悉了各种语句，如宏定义语句，语句的嵌套等等。

2）对顺序，选择，循环结构的综合运用.

3）进一步巩固了一些算法，如求四则混合运算，三角函数,指对数的算法.

2.在课程设计的过程中,拓展了自己的知识面,知道我们所学过的C语言知识不过是很少的一部分。还

有很多知识等待我们自己去学习。

3.为了完善自己的程序，通过上网，查阅图书等途径学到了一些新的知识,如对C语言中一些常用图

形函数的应用。

4.通过课程设计，加深对结构化程序设计思想的理解，能进行一个系统功能需求分析，并设计合理的

模块化结构。

5.通过课程设计，提高程序开发能力，能运用合理的控制流编写清晰高效的程序。

二、设计内容

我设计的是一款简易计算器，界面清楚,操作方便,它能实现以下功能：

1.查询当时时间

2.简单的四则混合运算（支持小括号、优先级）

3.正弦、余弦函数计算

4.指对数计算

三、总体设计

简单计算器由六大模块组成，模块调用图如下：

1.主函数 void main(）

功能：调用各个主要模块，实现简单计算器的整体功能。

2.主界面函数void ZhuJieMian（）

功能：使用有关图形函数模拟出可视化的计算器外观界面,并提供用户输入窗口。

3.时钟函数 int Time()

功能：在模拟的可视化计算器中显示当时的时间。

4.四则混合运算函数void SiZeHunHeYunSuan（)

功能：实现简单的加减乘除混合运算，并支持优先级和带括号的运算。

5.三角运算函数void SanJiaoYunSuan()

功能：实现基本的三角函数运算：sin(x）和cos(x）。

6.指对数函数void ZhiDuiShuYunSuan（)

功能：实现基本的指数和对数运算。

四、详细设计

a)数据结构设计：

int priority(char left,char right)

｛char option[]=｛’+’，'—’,’＊’，'/'，'(’,')',’=’};

int i,le，ri；

int l[]=｛4,4,6,6，2，10,0｝;

int r［］={3，3,5，5,9,3，0}；

for(i=0；i〈=7;i++)

{if（option［i］==left） le=l［i］；

if（option［i]==right) ri=r［i］;

｝

return(ri—le);

}

用两个数组模拟数据结构栈,其特点是数据先进后出。用两个数组分别保存操作数和运算符.从字符串中依次分离出操作数与运算符，分别存入对应数组。当操作符串为空时，直接存入（相当与栈元素的压入）。当不为空时,与数组最后一个元素(相当于栈顶）比较优先级,若大于直接存入,否则弹出操作数最后两位进行运算，直到操作符栈顶元素优先级小于当前运算符,并将其存入。

b）模块接口设计：

1.时钟函数：int Time（）

包括的子函数的函数原型：void TimeJieMian（)；用于制作界面

2.四则混合运算：void SiZeHunHeYunSuan（)

包括的子函数的函数原型:

void SiZehunheYunSuanJieMian（）；用于制作界面

char ＊ readstr （）； 将输入的连续单个字符整合成一个完整的串，并返回其首地址 double yunsuan （double shu1，double shu2,char option)； 对shu1和shu2的简单加减乘除

运算，并返回运算结果

Int priority （char left,char right ）； 判断左符、右符的优先级谁高，若右大于左,返回正

值,否则返回负值

double compute(char ＊p ）； 传入表达式串的首地址，返回表达式之值

3。三角运算：void SanJiaoYunSuan （) 包括的子函数的函数原型：

void SanJiaoJieMian （）； 用于制作界面。

double hudu （double x

）； 把接受到的实数转化为弧度返回. double to_double （char ＊p); 将字符串转化为实数.

double read （）； 将连续输入的字符整合成一个浮点数并在屏幕上逆向输出将

其返回.

double sin(double x ）; 求sinx,实数型参数，返回实数型值。 double cos(double x); 求cosx ，实数型参数,返回实数型值。

4．指对数运算：void ZhiDuiShuYunSuan(）

包括的子函数的函数原型：

void ZhiDuiShuJieMian（）; 用于制作界面。

double read（）；将连续输入的字符整合成一个浮点数

在屏幕上逆向输出将其返回。

double exp（double x); 求e的x次方,返回双精度实数值。 double lnx(double x); 求lnx的值,返回双精度实数值。

c）流程图：

1．主函数的流程图：

c=1 c=2 c=3 c=4 2．优先级：

y no

3.正弦函数：

4.ln函数：

yes

no

五、调试与测试

遇到的问题：

1。计算器的界面不会做，有时数字显示在边框外面.

2.时钟显示不出来。

3。编写ln函数遇到困难。

采取的解决措施：

1.去图书馆借相关图书，上网查资料,通过自己的阅读，研究，不断的尝试，运行，修改，最终做出了简单的界面，但仍存在很多不足的地方,只能模拟出大体的外观,没能模拟出计算器中的各个键。

2.查在界面显示的函数原型,对比自己的程序，不断修改，对比，调试，检查，反思，最后发现是语句顺序错误，显示写在了判断的后面，修改成功。

3。在编写ln函数的时候，遇到很大困难，最后通过查阅资料，向别人请教编写出了函数。

界面截图及相关说明：

主界面:

按1：进入时钟界面按2：进入四则混合运算界面按3：进入三角函数运算界面按4:进入指对数运算界面按5：退出程序

时钟界面截图：

先按一下s键，并输入表达式之后的四则混合运算界面截图：

运算结果截图：

先按一下s键，并输入数字的三角函数界面截图：

运算结果截图:

先按一下e键，并输入数字的指对数运算界面截图：

运算结果截图：

按空格键,再按l键,并输入数字的指对数运算界面截图：

结果界面截图：

#include

＃include 〈dos。h〉

#include 〈stdio.h>

＃include

＃include

＃include〈conio.h〉

#define QINGLING setfillstyle(1 ，15）；bar（195，80，445,130）；outtextxy（435，120，"0”)

#define SHUCHU setfillstyle(1，15);bar(195，80,445，130）；setcolor(0）；outtextxy（220,120，ch) #define JIEMIAN setfillstyle（1，7）； bar（165,40，475，400); /*底板＊/ setfillstyle（1，15)； bar（195，80,445,130）; /*工作区*/

#define PI 3.1415926

double hudu（double x）; /＊把输入的数转化为弧度＊/

void ZhuJieMian();

void TimeJieMian()；

void SiZehunheYunSuanJieMian()；

void SanJiaoJieMian();

void ZhiDuiShuJieMian();

double to_double（char ＊p);

double read(); /＊将读到的数字整和成实数*/

double sin(double x)；

double cos(double x）;

double exp(double x）; /＊e的次方*/

float lnx（float x）；

char＊ readstr（）；

double yunsuan（double shu1，double shu2，char option)；int priority（char left,char right） ;

double compute(char *p）；

int Time（）；

void SiZehunheYunSuan（);

double sqrt（double x）;

void SanJiaoYunSuan（）;

void ZhiDuiShuYunSuan(）；

void main（)

｛char c；

ZhuJieMian（);

c=getch（);

while(c！=’5’）

｛switch(c)

｛case '1’:Time()；break;

case '2’:SiZehunheYunSuan（);break;

case ’3’：SanJiaoYunSuan（）;break；

case ’4'：ZhiDuiShuYunSuan（);break；

}

ZhuJieMian（);

c=getch(）；

}

}

double hudu(double x)

{return（ x＊PI/180.0）;

｝

void ZhuJieMian(）

{int gdriver=DETECT,gmode;

initgraph（&gdriver,＆gmode，"”）；

JIEMIAN；

outtextxy(200,160，”Welcome To Use This Caculator：”）； outtextxy（200，170，”Its functions is as follows：”); outtextxy(200,210,"1 Current Time”）；

outtextxy（200,230,”2 Sizehunheyunsuan");

outtextxy（200，250,”3 Sanjiaoyunsuan"）；

outtextxy（200,270,"4 Zhiduishuyunsuan"）;

outtextxy（200，290，"5 Quit");

outtextxy（200,310，"Please choose an order: ”);

}

void TimeJieMian（）

｛int gdriver=DETECT,gmode;

initgraph（＆gdriver，＆gmode,”")；

JIEMIAN；

outtextxy(200,200,"q represent Quit"）；

｝

void SiZehunheYunSuanJieMian（）

｛int gdriver=DETECT,gmode；

initgraph（&gdriver,＆gmode，”"）;

setfillstyle（1，LIGHTGRAY);

JIEMIAN;

outtextxy（200,160，”Please input expressions "）;

outtextxy(200，215，" s start")；

outtextxy（200，240," spase to_zero"）；

outtextxy(200,265，" q quit"）；

outtextxy(200，310，”Please choose an order "）;｝

void SanJiaoJieMian()

｛int gdriver=DETECT，gmode;

initgraph（&gdriver，＆gmode，"”）;

setfillstyle(1,LIGHTGRAY）；

JIEMIAN;

outtextxy（200，160,"Please choose an order and then "); outtextxy(200，170，"input datas:")；

outtextxy(200,210,” s sinx”)；

outtextxy（200，230,” c cosx")；

outtextxy(200,250,”spase to_zero")；

outtextxy(200,270，” q quit”）；

outtextxy（200,310，"Please choose an order： ")；

｝

void ZhiDuiShuJieMian()

{int gdriver=DETECT,gmode；

initgraph(&gdriver，＆gmode，"”)；

JIEMIAN；

outtextxy(200，160,”Please choose an order and then "）； outtextxy（200，170,"input datas:”）；

outtextxy（200,210，" e exp（x）”)；

outtextxy（200，230,” l ln（x）”);

outtextxy(200，250，”spase to_zero”);

outtextxy(200,270，" q quit”）；

outtextxy（200，310，”Please choose an order: ")；

}

double to_double（char *p）

{int i，sign=1；

float t;

double num;

i=0；

if(p［i］=='—'） {sign=—1;i++;}

num=0.0；

for（;p［i］〈='9’＆&p［i]>='0’；i++）

num=num*10。0+p[i］-'0';

if(p[i］=='.’）

for(i++，t=10.0;p[i］〉=’0'＆＆p[i]<=’9'；i++)

{num+=（p[i］-'0'）/t；

t*=10；｝

return（sign＊num）;

}

double read（） /＊将读到的数字整和成实数＊/

{char c，a［81］,ch［34］; /＊将读到的串先保存在a中*/

int i=0；

c=getch()；

while（c！=’\r’) /＊getch（）只读取回车键的第一个回车符＊/

｛a[i++]=c；a[i]=’\0'；

setfillstyle（1，WHITE）;

bar（195，80,445,130)；

sprintf（ch，"％28s",a）;

setcolor（BLACK);

outtextxy（220，120，ch）; /＊不断刷系刷新屏幕以显现出逆向输出＊/ c=getch(）；

｝

return(to_double（a））;

｝

double sin（double x）

{double fz,fm，sinx=x，xiang；

int sign=—1,t；

xiang=x，fz=x,fm=1，t=1；

while（fabs（xiang)>1e-8）

｛fz＊=x＊x；

fm*=（t+1)*(t+2）; t+=2；

xiang=sign*（fz/fm)；

sinx+=xiang;

sign=sign*（-1）;

}

return(sinx）;

}

double cos（double x)

｛double fz，fm,cosx=1，xiang;

int sign=-1，t；

xiang=x，fz=1,fm=1，t=0;

while(fabs（xiang）〉1e-8）

｛fz＊=x＊x;

fm＊=（t+1)*（t+2); t+=2；

xiang=sign＊(fz/fm)；

cosx+=xiang；

sign=sign*（—1);

｝

return(cosx);

｝

double exp（double x） /*e的次方＊/

｛double s=1.0，xiang=1.0;

int t=1；

do｛

xiang*=x/(t++）；

s+=xiang;｝

while(fabs（xiang)>1e-6）；

return(s）；｝

float lnx（float x） /＊ln（x)＊/ { int s=—1,n=0；

float y=0,t=0,m=1;

if(x>0 ＆& x<=1）

｛ do

{ y+=t;

n++;

s=—s；

m＊=（x-1)；

t=m＊s/n；

｝while(fabs(t)>1e-6）;

}

if（x〉1)

｛x=1/x；

do

{ y+=t;

n++；

s=—s;

m＊=（x—1);

t=m*s/n；

}while(fabs(t）>1e-6）;

return 0—y；

}

｝

char＊ readstr(）

{char c，a[81］,ch[34］; /＊将读到的串先保存在a中＊/

int i=0；

c=getch()；

while（c！='\r'） /＊getch(）只读取回车键的第一个回车符＊/｛a[i++]=c；a[i］=’=';a[i+1］='\0’；

setfillstyle(1，WHITE);

bar（195，80，445，130)；

sprintf(ch,"％28s"，a);

setcolor（BLACK）;

outtextxy（220，120,ch);

c=getch()；

｝

return(a)；

｝

double yunsuan（double shu1,double shu2,char option）

{ double re=0；

switch(option)

｛case ’+’:re=shu1+shu2;break;

case '-’:re=shu1—shu2；break;

case ’＊'：re=shu1＊shu2；break;

case ’/'：re=shu1/shu2；break;

｝

return re;

}

int priority（char left，char right）

｛char option［］=｛'+'，’—’，’*’,’/’，'（’，')'，’='｝; int i，le,ri;

int l［]={4，4，6,6,2，10，0}；