集合类的设计和实现MFC.doc

封 皮
（按学校规定手工填写）

课 程 设 计 任 务 书
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设计题目
集合类设计与实现
内容及规定：

1.理解并掌握数据构造与算法设计办法，具备初步独立分析和设计能力；
2. 初步掌握程序设计过程中构造化程序设计普通办法，及数据类型在设计中应用。
3.可以运用所学基本知识和技能，解决简朴程序设计问题；

通过类与对象设计，编制一种能演示执行集合并、交和差运算程序，规定如下：
（1）集合元素限定为小写字母字符[‘a’,…,’z’]。
（2）演示程序以顾客和计算机对话方式执行。
（3）以有序链表表达集合。
（4）可进一步实现集合元素鉴定和子集鉴定运算。

进度安排：

第17周：分析题目，查阅课题有关资料，进行类设计、算法设计；
第18周：程序设计、调试与实现；
第19周：程序测试与分析，撰写课程设计报告，进行答辩验收。
指引教师（签字）：

年 月 日
学院院长（签字）

年 月 日

目 录

1 需求分析 - 1 -
2 算法基本原理 - 1 -
3 类设计 - 1 -
4 详细设计 - 2 -
4.1 类接口设计 - 2 -
4.2 类实现 - 2 -
4.3 主函数设计 - 4 -
5 DOS界面程序运营成果及分析 - 5-
5.1 程序运营成果 - 5 -
5.2运营成果分析 - 5 -
6 基于MFC图形界面程序开发 - 6 -
6.1 基于MFC图形界面程序设计 - 6 -
6.2 程序测试 - 17 -
6.3 MFC程序编写总结 - 19 -
7 参照文献 - 19 -

1 需求分析
1问题描述：用有序单链表表达集合，实现集合交、并、差运算,且空间复杂度为O(1)
2基本功能：可迅速分别求出两个字符集合交、并、差。
3输入和输出：
（1）输入：在C++环境下编写程序，其输入是简朴、以便，即 按提示分别输入两集合元素。
l 输入字符范畴：小写字母a,b,...,y,z,大写字母A,B,...Y，Z，和数字0,1，...8,9;
l 输入形式：字符集合，按顺序大小排序输入，容许浮现重复字符，程序能自动滤去；
（2）输出：程序采用单链表存储构造，使得运算快捷简便，显示成果也明了。 输出成果不含重复或非法字符；
2 算法基本原理
Setl＝{a,b,x,w}，Set2＝{a,b,y,z}，
Setl∪Set2＝{a,b,,x,y,z,w}
Setl∩Set2＝{a,b}
Setl－Set2＝ {x,w }

3 类设计
从上面算法分析可以看到，本设计核心是集合并，交，差运算。可以定义一种类int_set，然后由该类定义出私有和公有成员函数，为主函数执行做好铺垫
4 详细设计
整个程序分为三大块，先是类接口，定义出基类后再在类中定义出有关成员函数：接着是累实现某些，写出详细函数代码，用以执行有关功能；最后则是主函数，用一天调用各个函数并执行相应输入输出功能
4.1 类接口设计
#include<iostream.h>
class int_set
{
private:
int max_size；
int cur_size;
char *p;
public:

int_set(const int_set & a)
{ //必要有拷贝构造函数，由于下面以对象为返回值
max_size=a.max_size;
cur_size=a.cur_size;
p=new char[a.max_size];
for(int i=0;i<cur_size;i++)
p[i]=a.p[i];
}

int_set(int x)
{
cur_size=0;
max_size=x;
p=new char[x];
}

~int_set(){delete []p;}

4.2 类实现
int search(char x){ // 判断一种元素与否在集合中
for(int i=0;i<max_size;i++)
if(p[i]==x){return 1;}
return 0;
}

void ifsearch(char x)
{
if(search(x))cout<<x<<"在集合中！"<<endl;
else cout<<x<<"不在集合中！"<<endl;
}

void add(char x)
{ // 增长一种整数到集合中
if(cur_size>=max_size)cout<<"集合已满，不可再添加元素！"<<endl;
else if(!search(x)){
p[cur_size]=x;
cur_size++;
}
}

void dec(char x){ // 从集合中去掉一种元素
for(int i=0;i<max_size;i++)
if(p[i]==x)
{
for(i;i<max_size-1;i++)p[i]=p[i+1];
cur_size--;}
}

//输入
friend istream & operator<<(istream & in,int_set & a)//注旨在类内写友元实现时不能直接使用类成员
{
cout<<"请输入集合（"<<a.max_size<<"个小写字母（a~z））：";
for(int i=0;i<a.max_size;i++)cin>>a.p[i];//不能直接写p[i]
a.cur_size=a.max_size;
return in；//in可以换别
}
//输出
friend ostream & operator>>(ostream & out,int_set & a)
{
for(int i=0;i<a.cur_size;i++)cout<<a.p[i]<<' ';
cout<<endl;
return out;
}

int_set jiao(int_set & b )//交集
{int_set temp(max_size);
for(int i=0;i<b.cur_size;i++)
I if(search(b.p[i])){
temp.p[temp.cur_size]=b.p[i];
temp.cur_size++;}
return temp;
}

int_set bing(int_set & b )//并集
{
int_set temp(max_size+b.max_size);
for(int i=0;i<max_size;i++)temp.p[i]=p[i];
temp.cur_size=cur_size;
for( i=0;i<b.cur_size;i++)
if(!search(b.p[i])){
temp.p[temp.cur_size]=b.p[i];
temp.cur_size++;}
return temp;
}

int_set cha(int_set & b )//求差
{
int_set temp(max_size);
for(int i=0;i<max_size;i++)temp.p[i]=p[i];
temp.cur_size=cur_size;
for(i=0;i<b.cur_size;i++)
I if(temp.search(b.p[i]))temp.dec(b.p[i]);
return temp;
}

/**/
};

4.3 主函数设计
void main()
{
int_set obj1(8)；
int_set obj2(6)；
cin<<obj1； //输入集合
cin<<obj2；

obj1.dec(1)； //删除一种元素
cout>>obj1;
obj1.add(7)； //添加一种元素
cout>>obj1;
obj1.add(8)； //再添加一种元素

obj1.ifsearch(3)； //判断元素与否在集合中
obj1.ifsearch(0);

cout<<"交集为：";cout>>obj1.jiao(obj2)； //求交集 /*若没拷贝构造函数，则指针被提前释放了，输出大随机数*/
cout<<"并集为：";cout>>obj1.bing(obj2)； //求并集
cout<<"差 为：";cout>>obj1.cha(obj2)； //差运算

}

5 DOS界面程序运营成果及分析
5.1程序运营成果

5.2运营成果分析

在程序运营过程中，前面某些必要有拷贝构造函数，由于后续需要以对象为返回值，中间某些则需要注旨在类内写友元实现时不能直接使用类成员，最后某些若没拷贝构造函数，则指针被提前释放了，会输出大随机数，则不符合题目规定。

6 基于MFC图形界面程序开发
MFC图形界面程序设计可在上述类设计基本上进行改造，MFC图形界面程序与DOS界面程序重要不同点是：MFC图形界面程序与DOS界面程序输入输出方式不同，DOS界面程序采用字符交互式实现数据输入输出，重要通过cin，cout等I/O流实现，而MFC图形程序界面采用原则Windows窗口和控件实现输入输出，因而必要在MFC类框架下加入上面所设计矩阵和方程组类，并通过图形界面输入输出改造来完毕。
6.1 基于MFC图形界面程序设计
（1）界面设计
一方面在VC中建立MFC AppWizard(exe)工程，名称为集合类，并在向导Step1中选取Dialog based，即建立基于对话框应用程
图4 建立MFC AppWizard(exe)工程

图5 建立基于对话框应用程序
将对话框资源中默认对话框运用工具箱改导致如下界面，如图6所示。

图6 方集合并交差界面设计
图6所示界面中包括了3个Edit控件，6个Button控件，控件基本信息列表如下表1所示。
控件类别
控件ID
控件Caption
阐明

Edit Box
IDC_EDIT1

集合1
IDC_EDIT2

集合2
IDC_EDIT3

所求集合

Botton
IDC_BUTTON1
计算交集

IDC_BUTTON2
计算并集

IDC_BUTTON3
计算差集A-B

IDC_BUTTON4
计算差集B-A

IDC_BUTTON6
验证集合关系

表1 控件基本信息
（2）代码设计
为了可以将对话框界面上控件可以与代码联系起来，需要为3个Edit Box控件建立Member Variables，按Ctrl+w键进入MFC ClassWizard界面，选取Member Variables选项卡，可显示成员变量设立界面，如图7所示。

图7 成员变量设立界面
通过该界面设立与3个Edit Box控件相应成员变量，详细如表2所示。
表2 控件基本信息
控件ID
成员变量类型
成员变量名称
IDC_EDIT1
String
m_1
IDC_EDIT2
String
m_2
IDC_EDIT3
String
m_3
下面是编写代码重要阶段，可以借鉴在设计基于DOS界面控制台应用程序代码，并将其作必要改写，详细改写环节与内容如下。
1将JIHE.h文献和JIHE.cpp文献合并成一种文献，重新命名为JIHE.h，并将其加入MFC工程。
2在对话框类实现文献JIHEDlg.cpp中加入#include "Jihe.h"，以实当前该文献中可使用Jihe类。
3在JIHEDlg.cpp文献中加入如下全局变量定义，以实现JIHEDlg类和JIHE类之间通信，详细代码如下：CJIHEDlg::CJIHEDlg(CWnd* pParent /*=NULL*/)
：CDialog(CJIHEDlg::IDD，pParent)
{
//{{AFX_DATA_INIT(CJIHEDlg)
m_1 = _T("");
m_2 = _T("");
m_3 = _T("");
//}}AFX_DATA_INIT
// Note that LoadIcon does not require a subsequent DestroyIcon in Win32
m_hIcon = AfxGetApp()->LoadIcon(IDR_MAINFRAME);
}

void CJIHEDlg::DoDataExchange(CDataExchange* pDX)
{
CDialog::DoDataExchange(pDX);
//{{AFX_DATA_MAP(CJIHEDlg)
DDX_Text(pDX，IDC_EDIT1，m_1);
DDX_Text(pDX，IDC_EDIT2，m_2);
DDX_Text(pDX，IDC_EDIT3，m_3);
//}}AFX_DATA_MAP
}

BEGIN_MESSAGE_MAP(CJIHEDlg，CDialog)
//{{AFX_MSG_MAP(CJIHEDlg)
ON_WM_SYSCOMMAND()
ON_WM_PAINT()
ON_WM_QUERYDRAGICON()
ON_BN_CLICKED(IDC_BUTTON1，Onjiao)
ON_BN_CLICKED(IDC_BUTTON2，Onbing)
ON_BN_CLICKED(IDC_BUTTON3，Onbu)
ON_BN_CLICKED(IDC_BUTTON4，Oncha)
ON_BN_CLICKED(IDC_BUTTON5，Onduichencha)
ON_BN_CLICKED(IDC_BUTTON6，Onbaohan)
//}}AFX_MSG_MAP
END_MESSAGE_MAP()
4运营代码
BOOL CJIHEDlg::OnInitDialog()
{
CDialog::OnInitDialog();

// Add "About..." menu item to system menu.

// IDM_ABOUTBOX must be in the system command range.
ASSERT((IDM_ABOUTBOX & 0xFFF0) == IDM_ABOUTBOX);
ASSERT(IDM_ABOUTBOX < 0xF000);

CMenu* pSysMenu = GetSystemMenu(FALSE);
if (pSysMenu != NULL)
{
CString strAboutMenu;
strAboutMenu.LoadString(IDS_ABOUTBOX);
if (!strAboutMenu.IsEmpty())
{
pSysMenu->AppendMenu(MF_SEPARATOR);
pSysMenu->AppendMenu(MF_STRING，IDM_ABOUTBOX，strAboutMenu);
}
}

// Set the icon for this dialog. The framework does this automatically
// when the application's main window is not a dialog
SetIcon(m_hIcon，TRUE); // Set big icon
SetIcon(m_hIcon，FALSE); // Set small icon

// TODO：Add extra initialization here

return TRUE； // return TRUE unless you set the focus to a control
}

void CJIHEDlg::OnSysCommand(UINT nID，LPARAM lParam)
{
if ((nID & 0xFFF0) == IDM_ABOUTBOX)
{
CAboutDlg dlgAbout;
dlgAbout.DoModal();
}
else
{
CDialog::OnSysCommand(nID，lParam);
}
}

// If you add a minimize button to your dialog，you will need the code below
// to draw the icon. For MFC applications using the document/view model,
// this is automatically done for you by the framework.

void CJIHEDlg::OnPaint()
{
if (IsIconic())
{
CPaintDC dc(this)；// device context for painting

SendMessage(WM_ICONERASEBKGND，(WPARAM) dc.GetSafeHdc()，0);

// Center icon in client rectangle
int cxIcon = GetSystemMetrics(SM_CXICON);
int cyIcon = GetSystemMetrics(SM_CYICON);
CRect rect;
GetClientRect(&rect);
int x = (rect.Width() - cxIcon + 1) / 2;
int y = (rect.Height() - cyIcon + 1) / 2;

// Draw the icon
dc.DrawIcon(x，y，m_hIcon);
}
else
{
CDialog::OnPaint();
}
}

// The system calls this to obtain the cursor to display while the user drags
// the minimized window.
HCURSOR CJIHEDlg::OnQueryDragIcon()
{
return (HCURSOR) m_hIcon;
}

int CJIHEDlg::panduanCF()
{
UpdateData(1);
m_3.Empty();
CString m,n;
for (int i=0;i<=m_1.GetLength()/2;i++)
{
AfxExtractSubString(m，(LPCTSTR)m_1，i，' ');
for (int j=i+1;j<=m_1.GetLength()/2;j++)
{
AfxExtractSubString(n，(LPCTSTR)m_1，j，' ');

if(m==n) {AfxMessageBox("重复输入！");m_1="\0";m_2="\0";UpdateData(0);return 1;}
}
}

for ( i=0;i<=m_2.GetLength()/2;i++)
{
AfxExtractSubString(m，(LPCTSTR)m_2，i，' ');
for (int j=i+1;j<=m_2.GetLength()/2;j++)
{
AfxExtractSubString(n，(LPCTSTR)m_2，j，' ');

if(m==n) {AfxMessageBox("重复输入！");m_1="\0";m_2="\0";UpdateData(0);return 1;}
}
}
return 0;
}
5求相应集合运算代码
void CJIHEDlg::Onjiao()
{
UpdateData(1)；
m_3.Empty();
if(panduanCF()) return;

CString tem,dem;

if(m_1=="\0" && m_2=="\0") {AfxMessageBox("交集为空,请输入元素")；m_3="\0";return ;}
else {if(m_1=="\0"||m_2=="\0") m_3="空集";
else

for (int i=0;i<=m_1.GetLength()/2;i++)
{
for (int j=0;j<=m_2.GetLength()/2;j++)
{
AfxExtractSubString(tem，(LPCTSTR)m_1，i，' ');
AfxExtractSubString(dem，(LPCTSTR)m_2，j，' ');

if(tem==dem)
{
if(m_3.GetLength()==0)
m_3=tem;
else m_3=m_3+" "+tem;
}
}
}
}
if(m_3=="\0") m_3="空集";
UpdateData(0);
}

void CJIHEDlg::Onbing()
{

UpdateData(1)；
m_3.Empty();
UpdateData(0);
if(m_1=="\0" && m_2=="\0") {AfxMessageBox("并集为空,请输入元素")；return ;}
if(panduanCF()) return;

if(m_1=="\0" || m_2=="\0") {m_3=m_1+m_2;UpdateData(0);return;}

m_3=m_1;
CString tem;
CString dem;

for (int i=0;i<m_2.GetLength();i++)
{
AfxExtractSubString(tem，(LPCTSTR)m_2，i，' ');
int flag=0;//没有同样

for (int j=0;j<m_1.GetLength();j++)
{
AfxExtractSubString(dem，(LPCTSTR)m_1，j，' ');

if(tem==dem)
{flag=1;break;}

}
if(flag==0) m_3=m_3+" "+tem;

}

UpdateData(0);

}

void CJIHEDlg::Onbu()
{

UpdateData(1)；
m_3.Empty();
UpdateData(0);
if(m_1=="\0" && m_2=="\0") {AfxMessageBox("差集为空，请输入元素")；return ;}
if(panduanCF()) return;
if(m_2=="\0") {m_3=m_1;UpdateData(0);return;}
if(m_1=="\0") {m_3="空集";UpdateData(0);return;}

CString tem;
CString dem;

for (int i=0;i<=m_1.GetLength();i++)
{
int pd=1;
for (int j=0;j<=m_2.GetLength();j++)
{
AfxExtractSubString(tem，(LPCTSTR)m_1，i，' ');
AfxExtractSubString(dem，(LPCTSTR)m_2，j，' ');

if(tem==dem) {pd=0;break;}
}
if (pd==1) m_3=m_3+tem+" ";
}
UpdateData(0);

}

void CJIHEDlg::Oncha()
{
UpdateData(1)；
m_3.Empty();
UpdateData(0);
if(m_1=="\0" && m_2=="\0") {AfxMessageBox("差集为空，请输入元素")；return ;}
if(panduanCF()) return;
if(m_1=="\0") {m_3=m_2;UpdateData(0);return;}
if(m_2=="\0") {m_3="空集";UpdateData(0);return;}

CString tem;
CString dem;

for (int i=0;i<=m_2.GetLength();i++)
{
int pd=1;
for (int j=0;j<=m_1.GetLength();j++)
{
AfxExtractSubString(tem，(LPCTSTR)m_2，i，' ');
AfxExtractSubString(dem，(LPCTSTR)m_1，j，' ');

if(tem==dem) {pd=0;break;}
}
if (pd==1) m_3=m_3+tem+" ";
}
UpdateData(0);
}

void CJIHEDlg::Onduichencha()
{
UpdateData(1)；
m_3.Empty();
UpdateData(0);
if(m_1=="\0" && m_2=="\0") {AfxMessageBox("对称差为空，请输入元素")；return;}
if(panduanCF()) return;
if(m_1=="\0") {m_3=m_2;UpdateData(0);return;}
if(m_2=="\0") {m_3=m_1;UpdateData(0);return;}

CString tem;
CString dem;

for (int i=0;i<=m_1.GetLength();i++)
{
int pd=1;
for (int j=0;j<=m_2.GetLength();j++)
{
AfxExtractSubString(tem，(LPCTSTR)m_1，i，' ');
AfxExtractSubString(dem，(LPCTSTR)m_2，j，' ');

if(tem==dem) {pd=0;break;}
}
if (pd==1) m_3=m_3+tem+" ";
}

for (i=0;i<=m_2.GetLength();i++)
{
int pd=1;
for (int j=0;j<=m_1.GetLength();j++)
{
AfxExtractSubString(tem，(LPCTSTR)m_2，i，' ');
AfxExtractSubString(dem，(LPCTSTR)m_1，j，' ');

if(tem==dem) {pd=0;break;}
}
if (pd==1) m_3=m_3+tem+" ";
}

UpdateData(0);

}

void CJIHEDlg::Onbaohan()
{
UpdateData(1);
m_3.Empty();

if(m_1=="\0"&&m_2=="\0") {AfxMessageBox("A B为空集");return;}

if(panduanCF()) return;

if(m_1=="\0") {AfxMessageBox("A为空集,B包括A");return;}

if(m_2=="\0") {AfxMessageBox("B为空集,A包括B");return;}

if(m_1==m_2) {AfxMessageBox("A B相等");return;}
//////////////////////////////
CString m_4,tem,dem;//交

for (int i=0;i<=m_1.GetLength()/2;i++)
{
AfxExtractSubString(tem，(LPCTSTR)m_1，i，' ');

for (int j=0;j<=m_2.GetLength()/2;j++)
{
AfxExtractSubString(dem，(LPCTSTR)m_2，j，' ');

if(tem==dem)
{
if(m_4=="\0") m_4=tem;
else {m_4=m_4+" "+tem;
break;}
}
}
}

if(m_4.GetLength()==0) {AfxMessageBox("A B互斥");return;}

if(m_4.GetLength()/2==m_1.GetLength()/2) {AfxMessageBox("B包括A");return;}

if(m_4.GetLength()/2==m_2.GetLength()/2) {AfxMessageBox("A包括B")；return;}

else {AfxMessageBox("A B相交");return;}
}
6.2 程序测试
运营程序后，一方面浮现界面如图8所示。

图8 程序初始运营界面
输入集合A,B，如图9所示

图9 读入数据后界面
单击交，并，差按钮显示出所求成果，如图10所示。

图10集合运算后界面
6.3 MFC程序编写总结
MFC程序与DOS界面程序编写最大不同是程序员需要将编程精力放在图形界面设计、图形界面输入输出以及界面元素和代码相应转换等问题上，而这些问题在DOS界面程序中是不存在，因而，初学MFC编程者会对此感到困难，然而，当你编写出一种基于Windows界面程序时，所获得满足限度远远不不大于简朴DOS界面程序，况且基于Windows图形界面程序设计已成为主流，作为程序员而言，是非学会不可。
本次课程设计作为编写Windows程序初步尝试，可以实现程序重要功能，可以说是获得了成功，然而好程序绝不但仅是只有功能性这一种指标，本此编写MFC程序虽然能实现所需功能，但从面向对象程序设计理念和图形界面设计规定来说，尚存在局限性，重要涉及如下几种方面。
（1）使用全局变量存储矩阵系数、方程组右端向量和解向量自身有悖面向对象程序设计理念，需要将其改进，运用局部变量和其他方式实现存储，作者以为最抱负方式是使用文献。
（2）将类定义与实现放在同一种头文献Linequ.h中也违背了面向对象程序设计理念，需要将两者分开成定义文献和实现文献。
（3）图10所示界面中对解显示没有格式化，导致界面看起来不够规范，需要对解输出进行小数点固定位数显示。
7 参照文献
[1]Bjarne Stroustrup.C++程序设计语言。特别版。裘宗燕译。北京：机械工业出版社
[2]郑莉,董渊,张瑞丰. C++语言程序设计(第3版). 北京:清华大学出版社,
[3]钱能. C++程序设计教程(第二版). 北京:清华大学出版社,
[4]陈志泊,王春玲. 面向对象程序设计语言—C++. 北京:人民邮电出版社,
[5]李庆扬,王能超,易大义. 数值分析. 湖北:华中理工大学出版社,1986
【6】张俊，张彦铎。C++面向对象程序设计。北京：中华人民共和国铁道出版社，