C语言：多功能计算器程序说明书

好家伙，3000字终于写完了

一、题目：多功能科学计算器

二、内容：

（1）概述或引言

开发环境为Visual C++

目前已实现的功能：

（1）解二元一次方程、一元二次方程

（2）进行矩阵相加、相减、相乘运算

（3）进行三角函数、阶乘运算

 

缺点：其中阶乘运算功能只能算到16，由于使用工具Visual C++不支持ong long类型的编译

（2）程序概要设计

行数名称及其对应实现的功能

函数名称	对应功能
First	解二元一次方程
Second	解一元二次方程
Third	矩阵的相加
Fourth	矩阵的相减
Fifth	矩阵的相乘
Sixth	三角函数运算
seventh	阶乘的运算

 

程序流程:

2.解一元二次方程

2.解一元二次方程

3.矩阵的相加

4.矩阵的相减

5.矩阵的相乘

(6)三角函数的运算。

（7）阶乘的运算

（3）程序详细设计

1.（first）函数解二元一次方程

算法分析:

开始时，按照” ax+by=m cx+dy=n”的格式依次输入:a,b,n,c,d,m;

核心算法部分:

(按照公式计算出x,y的值)

 

x=(d*m-n*b)/(a*d-b*c);

                   y=(a*n-c*m)/(a*d-b*c);

 

随后输出x和y的值

测试样例:

         输入:1 3 4 1 1 2

         输出:x=1.0000 y=1.0000

 

 

 

 

 

 

2.(second)函数 解一元二次方程

核心算法部分:

(按照公式计算出两解的值)

首先判断: b*b-4*a*c是否大于等于0

若小于0,则输出”该方程无解”,

若等于0,则使用求根公式x1=(-b+sqrt(b*b-4*a*c))/(2*a);

 

若大于零,用求根公式求出该方程的解,

x1=(-b+sqrt(b*b-4*a*c))/(2*a);

                   x2=(-b-sqrt(b*b-4*a*c))/(2*a);

 

测试样例:

         输入:1 4 4

         输出: 该方程仅有一解x=-2.000

 

3. (third)函数

解一元二次方程

核心算法部分:

(按照公式计算出矩阵的值)

3.1.矩阵输入

         for(f=1;f<=d;f++)

         {

                   for(h=1;h<=e;h++)

                   {

                            printf("请输入第%d行第%d列的数字",f,h);

                            scanf("%d",&a[f][h]);

                   }

         }

         printf("请输入第二个矩阵行数和列数.\n");

         scanf("%d%d",&j,&k);

         printf("请输入矩阵中的数字：\n");

         for(f=1;f<=j;f++)

         {

                   for(h=1;h<=k;h++)

                   {

                            printf("请输入第%d行第%d列的数字",f,h);

 

 

                            scanf("%d",&b[f][h]);

                   }

         }

在其中，a[][]对应第一个矩阵,b[][]对应第二个矩阵

3.2.矩阵相加:

         if(d==j&&e==k)//矩阵中只有行数于列数相同时候才能运算

         {

                   for(f=1;f<=d;f++)

                   {

                            for(h=1;h<=e;h++)

                            {

                                     c[f][h]=a[f][h]+b[f][h];

                                     printf("%4d",c[f][h]);

                            }

                            printf("\n");

                   }

         }

测试样例:

         输入:2 2\n2\n2\n2\n2\n2 2\n 2\n2\n2\n2\n

         输出:     4   4

             4  
4

4. (fourth)函数 解一元二次方程

核心算法部分:

(按照公式计算出矩阵的值)

4.1.矩阵输入:

for(f=1;f<=d;f++)

         {

                   for(h=1;h<=e;h++)

                   {

                            printf("请输入第%d行第%d列的数字",f,h);

                            scanf("%d",&a[f][h]);

                   }

         }

         printf("请输入第二个矩阵行数和列数.\n");

         scanf("%d%d",&j,&k);

         printf("请输入矩阵中的数字：\n");

         for(f=1;f<=j;f++)

         {

                   for(h=1;h<=k;h++)

                   {

                            printf("请输入第%d行第%d列的数字",f,h);

 

 

                            scanf("%d",&b[f][h]);

                   }

         }

在其中，a[][]对应第一个矩阵,b[][]对应第二个矩阵

 

 

 

 

 

4.2.矩阵相减:

if(d==j&&e==k)//矩阵中只有行数于列数相同时候才能运算

         {

                   for(f=0;f<d;f++)

                   {

                            for(h=0;h<e;h++)

                            {

                                     c[f][h]=a[f][h]-b[f][h];

                                     printf("%4d",c[f][h]);

                            }

                   printf("\n");

                   }

         }

测试样例:

         输入:2 2\n2\n2\n2\n2\n2 2\n 2\n2\n2\n2\n

         输出:    0   0

             0  
0

 

 

5. (fifth)函数 矩阵的相乘

核心算法部分:

(按照公式计算出最终矩阵的值,其中d,e是第一个矩阵的行数和列数,j,k是第二个矩阵的行数和列数)

         for(f=0;f<d;f++)

                   {

                  

                            for(h=0;h<k;h++)

                            {

                                     sum=0;

                                     for(t=0;t<k;t++)

                                     {

                                               sum+=a[f][t]*b[t][h];

                                     }

                                     c[f][h]=sum;

                            }

算法分析:此处使用三个for循环,

第一层for循环控制第一个矩阵的行数(f),

第二层for循环控制控制第一个矩阵的列数和第二个矩阵的行数,(t)

第三个for循环控制第二个矩阵的列数,(h)

我们以矩阵（1  1   11）   （1  1）两个矩阵的相乘为例，

（1   1   1 ）     （2  2）

（1  1）

 

第一个矩阵的行为d,列为e,即2*3，

第二个矩阵的行为j,列为k,即3*2,

 

通过两个for循环将两个矩阵输入

for(f=0;f<d;f++)

         {

                   for(h=0;h<e;h++)

                   {

                            printf("请输入第%d行第%d列的数字",f,h);

                            scanf("%d",&a[f][h]);

                   }

         }

         printf("请输入第二个矩阵行数和列数.\n");

         scanf("%d%d",&j,&k);

         printf("请输入矩阵中的数字：\n");

 

for(f=0;f<j;f++)

         {

                   for(h=0;h<k;h++)

                   {

                            printf("请输入第%d行第%d列的数字",f,h);

                            scanf("%d",&b[f][h]);

                   }

         }

 

随后，我们知道两个矩阵相乘的结果应该是一个2*2的矩阵，我们用c[0][0]表示其中的第一项,其余三项为c[0][1], c[1][0], c[1][1],

在第三层循环中，

for(t=0;t<k;t++)

                   {

                            sum+=a[f][t]*b[t][h];

                   }

k为3,所以我们把这个循环跑三次,通过t++,我们得以实现,

 

第一次循环: sum=sum+a[0][0]*b[0][0];即sum=0+1*1=1;

 

第二次循环: sum=sum+a[0][1]*b[1][0];即sum=2+1*2=3;

 

第三次循环: sum=sum+a[0][2]*b[2][0];即sum=3+11*1=14;

 

随后,跳出第三层循环,回到第二层循环,将sum的值赋给c[0][0],c[0][0]的计算就结束了,

以此类推可以得出c[0][1], c[1][0], c[1][1]的值,分别为14,4,4

 

最后我们使用两个for循环将其输出

for(f=0;f<d;f++)

                   {

 

                            for(h=0;h<k;h++)

                            {

                                     printf("%6.2f",c[f][h]);

                            }

                   printf("\n");

                   }

 

结束,

测试样例:

         输入:2 3\n 1\n 1\n 11\n 1\n 1\n 1\n

                    2 3\n 1\n 1\n 2\n 2\n 1\n 1\n

 

         输出:14.00 14.00

                  4.00  4.00

 

 

 

6. (sixth)函数 三角函数运算

核心算法部分:

(按照公式计算出三角函数的值)

6.1.计算sin,cos,tan(输入值n为角度(如:90)):

         s=sin(n*pi/180);

         c=cos(n*pi/180);

         t=tan(n*pi/180);

测试样例:

         输入:90

         输出:  sin90=1.00

cos90=0.00

tan90 不存在

 

 

7. (seventh)函数 阶乘的运算

核心算法部分:

(按照公式计算出  的值)

7.1.阶乘计算(输入值为b):

 

for(a=1;a<=b;a++)

         {

                   sum*=a;

         }

测试样例:

         输入:10

         输出: 计算的结果为:3628800

 

（5）总结

         优点：程序简洁，业务逻辑合理，能够完成基本的功能，

 

         困难：在编辑“矩阵乘法”这一算法时遇到困难，后在CSDN社区中进行搜索相关内容，并进行学习，最后实现该功能。

 

         总结: 经过这段时间的课程学习和大作业的完成，我对计算机科学与技术有了更多的了解，从一个小白到了一个入门者。之前我们也学过编程语言（C），但是当时课程要求深入的并不多，学的只是表面，所以对编程语言掌握的仅是皮毛。因此，这次我便去深入了解语言。这次大作业，我选择了”四则运算器”题目，刚开始我们也并没有清楚的思路。于是，我开始构思本次大作业的代码结构，思考要实现的功能以及界面的布局。

     在这期间，我主要在编写”矩阵相乘”函数时遇上了困难,在这过程中出现了好多问题，代码一直报错，计算也总是错误，最终在有的电脑上还一直运行不了，最终考虑到该功能的必要性必须将该功能实现，最终在多次的搜索和学习下，多次修正代码。虽然在这过程遇到了很多的挫折，而且最终没有达到预期的成果，但是这也让我对编程语言有了更深的了解。我想，在以后的学习过程中，无论学习什么，一定要多实践，实践了才能发现更多的错误，这样才能一点点进步。

三、参考文献

写出自己编写该程序时阅读的书籍和出处

（1）      
C语言设计（第五版） 谭浩强 清华大学出版社。

（2）       CSDN社区博主L-阿烽

(1条消息) c语言矩阵的乘法_L-阿烽的博客-CSDN博客_c语言矩阵乘法

文章链接：https://blog.csdn.net/qq_46724903/article/details/105990859

（3） 百度一下以及百度百科

（4） 博客园社区