Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Введение

2. Постановка задачи

3. Алгоритм решения поставленной задачи

4. Метод решения

5. Реализация поставленной задачи

6. Заключение

Список использованных источников

Приложение А



1. Введение

Целью данной практики является закрепление полученных в ходе обучения навыков путем создания компьютерного приложения «Длинная арифметика» вычисление точного значения.



2. Постановка задачи

программа приложение компьютерный степень

Задача вычислительной практики заключается в создании компьютерного приложения «Возведение в степень числа», обладающей доступным, интуитивно понятным интерфейсом, который позволит пользоваться данным приложением неопытным пользователям.

Цель приложения состоит в том, чтобы помочь пользователю возводить числа от 1 до 9 в степень от 1 до 200.

Для реализации данного проекта необходимо разработать компьютерное приложение на языке С++. Для этого требуется:

1) разработать и реализовать алгоритм создания компьютерного приложения «Возведение в степень»;

2) оформить компьютерное приложение «Возведение в степень» с помощью графического интерфейса;

3) провести отладку и тестирование программы.

Требования к проекту:

· проект должен обладать интуитивно понятным интерфейсом;

· проект должен быть многофайловым;

· входное значение числа, возводимого в степень, должно быть не меньше 2 и не больше 9;

· входное значение степени должно быть не меньше 1 и не больше 200;

· получение максимально точного выходного значения.

3. Алгоритм решения поставленной задачи

В соответствии с требованиями к проекту для решения поставленной задачи был разработан алгоритм программы, вычисляющий точное значение числа, возведенного в степень.

При вычислении числа, возведенного в степень от 2 до 9, на выходе получается длинное число. Стандартный числовой тип не позволяет хранить весь необходимый для работы программы диапазон значений.

В результате образуется число, в котором количество разрядов превышает предыдущее. Происходит перенос из младшего разряда в старший несуществующий для операндов разряд. Но перенос не всегда происходит, следовательно, формируем на один разряд больше, чем необходимо. Если переноса не произошло, то ошибки в этом не будет.

В конце созданного массива number_Out [] записывается единица, которая будет умножаться на начальное число столько раз, какова величина степени. Для удобства числа записываются с конца массива [0][0]....[0][0][5][2][5].

Реализован метод умножения столбиком. Далее число разбивается на десятки и единицы. Если при сложении единицы перешли в десятки, то прибавляется один десяток. Аналогично с десятками и сотнями.

В процессе участвуют 3 цифры - разряды операндов и перенос. Для самых младших разрядов перенос равен нулю.

После расчета числа, возведенного в степень, происходит группировка чисел по разрядам, то есть ставится пробел после каждой третьей цифры в числе. Далее строка записывается в обратном направлении и выводится в форму при нажатии кнопки.

4. Метод решения

Для решения поставленной задачи использован проект Windows Form Application реализованный на программной платформе.NET Framework. Для решения поставленной задачи создан класс Form1 и GroupingNumber.

В классе Form1 происходит расчет данных. Он содержит следующие атрибуты: int number_Initial, int exponent_Initial, int count_numbers. Атрибуты int number_Initial и int exponent_Initial служат для задания начального числа, возводимого в степень и степени; int count_numbers - константа, определяющая количество цифр в итоговом числе.

В приложении содержатся массивы: number_Out [count_numbers] и number_Interim [count_numbers]. Сначала массивы инициализируются нулем. Для записи промежуточного числа используется number_Interim [count_numbers]. Для вывода конечного числа используется массив number_Out [count_numbers]. Для удобства число записывается с конца.

В вычисления лежит принцип умножения «столбиком». Выбираем большое число, и поэтапно умножаются числа из каждого разряда этого большого числа, на другое число. В результате на каждом шаге у нас получаются «промежуточные» большие числа, суммируя которые получаем необходимый нам результат.

В классе GroupingNumber выполняется функция группировки цифр по разрядам, запись числа в обратном порядке и вывод итога на экран.

5. Реализация поставленной задачи

В ходе выполнении практики был разработан многофайловый проект на объектно-ориентированном языке программирования С++. Проект состоит из трёх файлов: Form1.h, GroupingNumber.h, Practice.cpp, подключаемых с помощью директивы препроцессора #include. Механизм директив #include является простым текстовым средством, указывает препроцессору, что содержимое заданного файла необходимо обработать так, как если бы оно находилось в исходной программе в той точке, в которой располагается эта директива[2].

Чтобы сделать выражения в программном коде более компактными используем пространства имён System, System::Windows::Forms и System::Drawing. Пространство имён - некоторое множество, под которым подразумевается модель, абстрактное хранилище или окружение, созданное для логической группировки уникальных имён [4].

Пространство имен System содержит фундаментальные и базовые классы, которые определяют распространенные типы значений и ссылочные типы данных, события и обработчики событий, интерфейсы, атрибуты и исключения обработки. Содержит также классы, обеспечивающие поддержку преобразования типов данных, операций с параметрами методов, математических операций, удаленного и локального вызова программ, управления средой приложений и контроля управляемых и неуправляемых приложений [2].

Директива using используется для импортирования пространства имен. Пространства имён являются механизмом логического группирования программных объектов [5].

Пространство имен System.Windows.Forms содержит классы для создания Windows-приложений, которые содержат функции пользовательского интерфейса, доступные в операционной системе Microsoft Windows [2].

Пространство имен System::Drawing предоставляет доступ к GDI и базовой функциональности графики [2]. GDI (Graphics Device Interface) - это интерфейс Windows для представления графических объектов и передачи их на устройства отображения, такие как мониторы и принтеры [5].

Проект обладает дружественным интерфейсом, обеспечивающий пользователю удобное взаимодействие с вычислительной системой.

Число будет храниться в таком виде, что сначала идут наименее значимые цифры (т.е. единицы, десятки, сотни, и т.д.).

Пример главного окна представлен на рисунке 5.1.

Рисунок 5.1 Меню вычислений

Здесь необходимо выбрать число, которое необходимо возвести в степень и степень. Числа можно вводить с клавиатуры или с помощью нажатия кнопок вверх-вниз. После нажатия кнопки "Выполнить вычисления" происходит вычисление заданных данных. Результат работы приложения представлен на рисунке 5.2

Рисунок 5.2 Результат вычислений

Атрибуты number_Initial и exponent_Initial, принадлежащие классу Form1, служат для записи числа, возводимого в степень и самой степени.

Атрибуты int number_Out[count_numbers] и number_Interim[count_numbers] необходимы для записи конечного и промежуточного числа. Изначально инициализируются нулем.



6. Заключение

По результатам проделанной работы можно сделать выводы:

· была поставлена задача разработки компьютерной программы, возведение числа в степень; проект многофайловый; создан интуитивно понятный интерфейс;

· разработан и реализован алгоритм программы «Длинная арифметика»;

· создана компьютерная программа «Длинная арифметика» на языке С++;

· программа отлажена и протестирована.

Поставленные цели можно считать выполненными.



Список использованных источников

1. Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники [Электронный ресурс] URL: http://www.tusur.ru/ (дата обращения 27.07.13г.).

2. Библиотека MSDN [Электронный ресурс] URL: http://msdn.microsoft.com (дата обращения 02.08.13г.).

3. Бьерн Страуструп Язык программирования С++. Специальное издание. Пер. с англ. М.: Издательство Бином, 2011 г. 1136 с.

4. Свободная энциклопедия Википедия [Электронный ресурс] URL: http://ru.wikipedia.org/ (дата обращения 02.08.13).

5. Зиборов В. В. MS Visual C++ 2010 в среде.NET. Библиотека программиста. СПб.: Питер, 2012. 320 с.



Приложение А

(справочное)

Код программы

#include "stdafx.h"

#include "Form1.h"

using namespace Practice;

[STAThreadAttribute]

int main(array<System::String ^> ^args)

{ Application::EnableVisualStyles();

Application::SetCompatibleTextRenderingDefault(false);

Application::Run(gcnew Form1());

return 0;}

#pragma once

#include "GroupingNumber.h";

namespace Practice {

using namespace System;

using namespace System::ComponentModel;

using namespace System::Collections;

using namespace System::Windows::Forms;

using namespace System::Data;

using namespace System::Drawing;

public ref class Form1 : public System::Windows::Forms::Form

{ public:

Form1(void)

{ InitializeComponent();

}

protected:

~Form1()

{ if (components)

{ delete components;

}}

private: System::Windows::Forms::NumericUpDown^ numericUpDown_number;

protected:

private: System::Windows::Forms::NumericUpDown^ numericUpDown_exponent;

private: System::Windows::Forms::Button^ button_compute;

private: System::Windows::Forms::Label^ label_out;

private: System::Windows::Forms::Label^ label1;

private: System::Windows::Forms::Label^ label2;

private:

System::ComponentModel::Container ^components;

#pragma region Windows Form Designer generated code

void InitializeComponent(void)

{ this->numericUpDown_number = (gcnew System::Windows::Forms::NumericUpDown());

this->numericUpDown_exponent = (gcnew System::Windows::Forms::NumericUpDown());

this->button_compute = (gcnew System::Windows::Forms::Button());

this->label_out = (gcnew System::Windows::Forms::Label());

this->label1 = (gcnew System::Windows::Forms::Label());

this->label2 = (gcnew System::Windows::Forms::Label());

(cli::safe_cast<System::ComponentModel::ISupportInitialize^ >(this->numericUpDown_number))->BeginInit();

(cli::safe_cast<System::ComponentModel::ISupportInitialize^ >(this->numericUpDown_exponent))->BeginInit();

this->SuspendLayout();

this->numericUpDown_number->Font = (gcnew System::Drawing::Font(L"Microsoft Sans Serif", 9.75F, System::Drawing::FontStyle::Regular,

System::Drawing::GraphicsUnit::Point, static_cast<System::Byte>(204)));

this->numericUpDown_number->Location = System::Drawing::Point(220, 8);

this->numericUpDown_number->Maximum = System::Decimal(gcnew cli::array< System::Int32 >(4) {9, 0, 0, 0});

this->numericUpDown_number->Minimum = System::Decimal(gcnew cli::array< System::Int32 >(4) {2, 0, 0, 0});

this->numericUpDown_number->Name = L"numericUpDown_number";

this->numericUpDown_number->Size = System::Drawing::Size(79, 22);

this->numericUpDown_number->TabIndex = 0;

this->numericUpDown_number->Value = System::Decimal(gcnew cli::array< System::Int32 >(4) {2, 0, 0, 0});

this->numericUpDown_exponent->Font = (gcnew System::Drawing::Font(L"Microsoft Sans Serif", 9.75F, System::Drawing::FontStyle::Regular,

System::Drawing::GraphicsUnit::Point, static_cast<System::Byte>(204)));

this->numericUpDown_exponent->Location = System::Drawing::Point(688, 8);

this->numericUpDown_exponent->Maximum = System::Decimal(gcnew cli::array< System::Int32 >(4) {200, 0, 0, 0});

this->numericUpDown_exponent->Minimum = System::Decimal(gcnew cli::array< System::Int32 >(4) {1, 0, 0, 0});

this->numericUpDown_exponent->Name = L"numericUpDown_exponent";

this->numericUpDown_exponent->Size = System::Drawing::Size(79, 22);

this->numericUpDown_exponent->TabIndex = 1;

this->numericUpDown_exponent->Value = System::Decimal(gcnew cli::array< System::Int32 >(4) {1, 0, 0, 0});

this->button_compute->Font = (gcnew System::Drawing::Font(L"Microsoft Sans Serif", 9.75F, System::Drawing::FontStyle::Bold, System::Drawing::GraphicsUnit::Point,

static_cast<System::Byte>(204)));

this->button_compute->Location = System::Drawing::Point(831, 7);

this->button_compute->Name = L"button_compute";

this->button_compute->Size = System::Drawing::Size(203, 23);

this->button_compute->TabIndex = 2;

this->button_compute->Text = L"Выполнить вычисление";

this->button_compute->UseVisualStyleBackColor = true;

this->button_compute->Click += gcnew System::EventHandler(this, &Form1::button_compute_Click);

this->label_out->AutoSize = true;

this->label_out->Font = (gcnew System::Drawing::Font(L"Microsoft Sans Serif", 9.75F, System::Drawing::FontStyle::Bold, System::Drawing::GraphicsUnit::Point,

static_cast<System::Byte>(204)));

this->label_out->Location = System::Drawing::Point(12, 51);

this->label_out->Name = L"label_out";

this->label_out->Size = System::Drawing::Size(91, 16);

this->label_out->TabIndex = 3;

this->label_out->Text = L"Результат:";

this->label1->AutoSize = true;

this->label1->Font = (gcnew System::Drawing::Font(L"Microsoft Sans Serif", 9.75F, System::Drawing::FontStyle::Regular, System::Drawing::GraphicsUnit::Point,

static_cast<System::Byte>(204)));

this->label1->Location = System::Drawing::Point(12, 12);

this->label1->Name = L"label1";

this->label1->Size = System::Drawing::Size(202, 16);

this->label1->TabIndex = 4;

this->label1->Text = L"Число возводимое в степень:";

this->label2->AutoSize = true;

this->label2->Font = (gcnew System::Drawing::Font(L"Microsoft Sans Serif", 9.75F, System::Drawing::FontStyle::Regular, System::Drawing::GraphicsUnit::Point,

static_cast<System::Byte>(204)));

this->label2->Location = System::Drawing::Point(372, 12);

this->label2->Name = L"label2";

this->label2->Size = System::Drawing::Size(310, 16);

this->label2->TabIndex = 5;

this->label2->Text = L"Степень, в которую будет возводиться число:";

this->AutoScaleDimensions = System::Drawing::SizeF(6, 13);

this->AutoScaleMode = System::Windows::Forms::AutoScaleMode::Font;

this->ClientSize = System::Drawing::Size(1094, 86);

this->Controls->Add(this->label2);

this->Controls->Add(this->label1);

this->Controls->Add(this->label_out);

this->Controls->Add(this->button_compute);

this->Controls->Add(this->numericUpDown_exponent);

this->Controls->Add(this->numericUpDown_number);

this->Name = L"Form1";

this->Text = L"Длинная арифметика. Возведение в степень";

(cli::safe_cast<System::ComponentModel::ISupportInitialize^ >(this->numericUpDown_number))->EndInit();

(cli::safe_cast<System::ComponentModel::ISupportInitialize^ >(this->numericUpDown_exponent))->EndInit();

this->ResumeLayout(false);

this->PerformLayout(); }

#pragma endregion

private: System::Void button_compute_Click(System::Object^ sender, System::EventArgs^ e)

{ const int count_numbers = 1000;

int number_Initial;

int exponent_Initial;

number_Initial = (int)numericUpDown_number->Value;

exponent_Initial=(int)numericUpDown_exponent->Value;

int number_Out[count_numbers];

int number_Interim[count_numbers];

for(int i = 0; i < count_numbers; i++)

{ number_Out[i] = 0;

number_Interim[i] = 0; }

number_Out[count_numbers - 1] = 1;

for(int i = 1; i <= exponent_Initial; i++)

{for(int j = count_numbers - 1; j >= 2; j--)

{ int number_Hi;

number_Hi = number_Out[j] * number_Initial / 10;

number_Low = number_Out[j] * number_Initial % 10;

if(number_Interim[j] + number_Low > 9)

{ number_Interim[j] = number_Interim[j] + number_Low - 10;

number_Hi++; }

else

{ number_Interim[j] = number_Interim[j] + number_Low; }

if(number_Interim[j - 1] + number_Hi > 9)

{ number_Interim[j - 1] = number_Interim[j - 1] + number_Hi - 10;

number_Interim[j - 2]++;

int k = j - 2;

while(number_Interim[k] = 10){

number_Interim[k] = 0;

k--;

number_Interim[k]++; }}

else

{ number_Interim[j - 1] = number_Interim[j - 1] + number_Hi; }}

for(int j = 0; j < count_numbers; j++)

{ number_Out[j] = number_Interim[j]; }

for(int i = 0; i < count_numbers; i++)

{ number_Interim[i] = 0; } }

bool begin_Number = false;

String^ str_Out = "";

for(int i = 0; i < count_numbers; i++)

{if(number_Out[i] > 0)

{begin_Number = true; }

if(begin_Number == true)

{ str_Out += number_Out[i].ToString();} }

GroupingNumber groupingNumber;

label_out->Text = "Результат: " + groupingNumber.Grouping(str_Out);

}};}

#pragma once

using namespace System;

public ref class GroupingNumber

{ public:

GroupingNumber(void);

String^ str_Out;

String^ Grouping(String^ str_In)

{ str_Out = "";

String^ str = "";

int ch = 1;//счётчик

for(int i = str_In->Length - 1; i >= 0; i--)

{str += str_In[i];

if(ch % 3 == 0) str += " ";

ch++;}

for(int i = str->Length - 1; i >= 0; i--)

{str_Out += str[i];}

return str_Out;}};

Размещено на Allbest.ru

...