复数计算器（c++实训）

学了一个学期的c++，终于到了实战环节了，下面就是我的c++实训——复数计算器。

该计算器要实现的功能
1、能够进行复数的加减乘、自加、减以及比较复数模的大小。
2、有一个测试函数，计算器会随机出复数的加减乘的运算题给用户做，答对可以等分，做完所有题目，计算器会计算出用户最终的得分，还有平均得分。
3、用户的操作会记录在一个文件中，下次使用计算器会有相应的记录，用户可
以得到上次使用的记录。

该计算器所需要的知识点
1、运算符的重载（重载的目的是让运算符可以对复数进行操作，重点是<<和>>的重载).
2、文件的读写。
3、类和结构体。

写程序的思路
1、首先先定义好一个复数类。因为输入输出，加减乘的运算都是基于复数，因此可以把运算符重载的函数定义在类中。
2、定义一个结构体，存放用户的基本信息。
3、然后再根据我们所需要的功能，先把主函数写完。主函数可以大概分为三个部分，读文件、用户使用、写文件。写完主函数基本的程序框架就有了。
3、把运算符重载的函数补全。
4、把复数加减乘等函数补全完。

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#define EPS 1e-5 
using namespace std;
class CComplex
{
	private:
		double Real,Image;
	public:
		CComplex(double real=0,double image=0)
		{
			Real=real;Image=image;
		}
		friend istream &operator >>(istream &is,CComplex &com);
		friend ostream &operator <<(ostream &os,CComplex &com);
		CComplex operator +(CComplex &com);
		CComplex operator -(CComplex &com);
		CComplex operator *(CComplex &com);
		CComplex operator +=(CComplex &com);
		CComplex operator -=(CComplex &com);
		CComplex operator *=(CComplex &com);
		CComplex operator ++();
		CComplex operator --();
		double mod();
		int operator >(CComplex &com);//复数比较大小是没有意义的，所以我们比较模的大小 
		int operator <(CComplex &com);
		int operator !=(CComplex &com);
		int operator ==(CComplex &com);
};
struct User//定义一个用户的结构体，存放用户的各项信息 
{
	char name[20];//用户名 
	int time;//用户使用次数 
	double dlave;
	int test;//测试次数 
	int add;//加法次数 
	int sub;//减法次数 
	int mul;//乘法次数 
	double socre[3];
}user;
CComplex CComplex::operator ++()
{
	Real++;
	Image++;
	return *this;	
}
CComplex CComplex::operator --()
{
	Real--;
	Image--;
	return *this;
}
CComplex CComplex::operator +=(CComplex &com)
{
	Real=Real+com.Real;
	Image=Image-com.Image;
	return *this;
}
CComplex CComplex::operator -=(CComplex &com)
{
	Real=Real-com.Real;
	Image=Image-com.Image;
	return *this; 
}
CComplex CComplex::operator *=(CComplex &com)
{
	double nReal=Real*com.Real-Image*com.Image;
	double nImage=Image*com.Real+Image*com.Image;
	Real=nReal;
	Image=nImage;
	return *this;
}
int CComplex::operator ==(CComplex &com)
{
	if(Real==com.Real&&Image==com.Image)
		return 1;
	else
		return 0;
}
int CComplex::operator !=(CComplex &com)
{
	if(*this!=com)
		return 1;
	else
		return 0;
}
double CComplex::mod()//用来比较复数模的大小 
{
	return Real*Real+Image*Image; 
}
int CComplex::operator >(CComplex &com)
{
	if(mod()>com.mod())
		return 1;
	else 
		return 0;
}
int CComplex::operator <(CComplex &com)
{
	if(mod()<com.mod())
		return true;
	else
		return false;
}
istream &operator >>(istream &is,CComplex &com)//重载输入流函数，使用户规范性输入数字 
{
	
	char s[80];//我们要输入i和运算符所以会考虑用字符串存放 
	is>>s; 
	int len=strlen(s);
	int n=0,sign=1;//sign的作用是用来判断所输入的是正数还是负数 
	com.Image=com.Real=0;
	for(int k=0;k<len;k++)
	{
		if((s[k]<'0'||s[k]>'9')&&(s[k]!='+'&&s[k]!='-'&&s[k]!='i'))
		{
			cout<<"输入错误！"<<endl;
			return is;
		}
	}
	for(int k=0;k<len;)
	{
		if(n!=0&&s[k]=='-'||s[k]=='+')
		{
			com.Real=sign*n;
			n=0;
		}
		if(s[k]=='-')
		{
			sign=-1;k++;
		}
		if(s[k]=='+')
		{
			sign=1;k++;
		}
		if(s[k]=='i')
		{
			if(k!=len-1)
				cout<<"输入错误！\n";
			else
			{
				if(n==0)
					n=1;
				com.Image=sign*n;
			}
			break;
		}
		while(s[k]>='0'&&s[k]<='9')
		{
			n=n*10+s[k]-'0';
			k++;
		}
	}
	if(s[len-1]!='i'&&n!=0)
		com.Real=n*sign;
	return is;
}
ostream &operator<<(ostream &os,CComplex &com)//重载输出运算符，使程序可以直接输出一个复数类 
{
	if(fabs(com.Image)<EPS)
		os<<com.Real;
	else if(fabs(com.Real)<EPS)
		os<<com.Image<<"i";
	else if(com.Image>0)
		os<<com.Real<<"+"<<com.Image<<"i";
	else
		os<<com.Real<<com.Image<<"i";
	return os;	
}
CComplex CComplex::operator +(CComplex &com)
{
	CComplex sum;
	sum.Real=this->Real+com.Real;
	sum.Image=this->Image+com.Image;
	return sum;
}
CComplex CComplex::operator -(CComplex &com)
{
	CComplex sub;
	sub.Real=Real-com.Real;
	sub.Image=Image-com.Image;
	return sub;
}
CComplex CComplex::operator *(CComplex &com)
{
	CComplex mul;
	mul.Real=Real*com.Real-Image*com.Image;
	mul.Image=Image*com.Real+Real*com.Image;
	return mul;
}
void test()
{
	user.test++;
	system("cls");
	cout<<"共10道题，每道题10分，满分100分\n";
	double real1,real2,image1,image2,real3,real4,image3,image4;
	CComplex answer,tmp;
	int score=0;
	char op;
	for(int i=0;i<=9;i++)
	{
		real1=rand()%200-100;
		image1=rand()%200-100;
		real2=rand()%200-100;
		image2=rand()%200-100;
		CComplex a(real1,image1),b(real2,image2);
		real3=rand()%20-10;
		image3=rand()%20-10;
		real4=rand()%20-10;
		image4=rand()%20-10;
		CComplex c(real3,image3),d(real4,image4);
		op=rand()%3;
		switch(op)
		{
			case 0:
				answer=a+b;
				cout<<"("<<a<<")+( "<<b<<")=";
				break;
			case 1:
				answer=a-b;
				cout<<"("<<a<<")-("<<b<<")=";
				break; 
			case 2:
				answer=a*b;
				cout<<"("<<a<<")*("<<b<<")=";
				break;		
		}
		cin>>tmp;
		if(answer==tmp)
		{
			score=score+10;
		}
		else
		{
			cout<<"这题做错了！";
			cout<<"这题的答案为："<<answer<<endl;
		}
	}
	cout<<"你最后的得分是："<<score<<endl;
	if(user.test<=3)
	{
		user.dlave=0;
		user.socre[user.test-1]=score;
		for(int i=0;i<user.test;i++)
			user.dlave+=user.socre[i];
		user.dlave=user.dlave/user.test;
	}
	else
	{
		user.socre[0]=user.socre[1];
		user.socre[1]=user.socre[2];
		user.socre[2]=score;
		user.dlave=0;
		for(int i=0;i<3;i++)
			user.dlave+=user.socre[i];
		user.dlave=user.dlave/3;
	}
	cout<<"请按任意键继续\n";
	cout.flush();
	cin.get();
	cin.get();
}
void add()
{
	user.add++;
	CComplex num1,num2,sum,zero(0,0);
	cout<<"加法计算\n"<<"请输入至少两个复数，并且以0结束"<<endl;
	cout<<"请输入第1个复数：";
	cin>>num1;
	cout<<"请输入第2个复数：";
	cin>>num2;
	sum=num1+num2;
	cout<<"请输入第3个复数：";
	cin>>num1;
	int i=4;
	while(!(num1==zero))
	{
		sum=sum+num1;
		cout<<"请输入第"<<i<<"个复数：";
		cin>>num1; 
		i++;
	}
	cout<<"加法计算的结果："<<sum<<endl;
	cout<<"按任意键继续"<<endl;
	cout.flush();
	cin.get();
	cin.get();
}
void sub()
{
	user.sub++;
	CComplex num1,num2,sub,zero(0,0);
	cout<<"减法计算\n请至少输入两个复数，并且以零结束\n";
	cout<<"请输入第1个复数：";
	cin>>num1;
	cout<<"请输入第2个复数：";
	cin>>num2;
	sub=num1-num2;
	cout<<"请输入第3个复数：";
	cin>>num1;
	int i=4;
	while(!(num1==zero))
	{
		sub=sub-num1;
		cout<<"请输入入第"<<i<<"个复数：";
		cin>>num1;
		i++;
	}
	cout<<"减法运算的结果是："<<sub<<endl;
	cout<<"请按任意键继续\n";
	cin.get();
	cin.get();
}
void mul()
{
	user.mul++;
	CComplex num1,num2,mul,zero(0,0);
	cout<<"乘法计算\n请输入至少两个复数，并且以零结束"<<endl;
	cout<<"请输入第1个复数：";
	cin>>num1;
	cout<<"请输入第2的复数：";
	cin>>num2;
	mul=num1*num2;
	cout<<"请输入第3个复数：";
	cin>>num1;
	int i=4;
	while(!(num1==zero))
	{
		mul=mul*num1;
		cout<<"请输入第"<<i<<"个复数：";
		cin>>num1;
		i++;
	}
	cout<<"乘法计算的结果是："<<mul<<endl;
	cout<<"请按任意键继续"<<endl;
	cin.get();
	cin.get(); 
}
void add1()
{
	user.add++;
	CComplex num1;
	cout<<"请输入一个复数：";
	cin>>num1;
	num1=num1+num1;
	cout<<"自加的结果为："<<num1<<endl;
	cout<<"请按任意键继续"<<endl;
	cout.flush();//强制写文件，避免数据被缓存可能引起的数据丢失
	cin.get();
	cin.get();	
}
void sub1()
{
	user.sub++;
	CComplex num1;
	cout<<"请输入一个复数：";
	cin>>num1;
	num1=num1-num1;
	cout<<"自减结果为："<<num1<<endl;
	cout<<"请按任意键继续"<<endl;
	cout.flush();
	cin.get();
	cin.get();
}
void compare()
{
	CComplex num1,num2;
	cout<<"输入两个复数"<<endl;
	cout<<"请输入第一个复数：";
	cin>>num1;
	cout<<"请输入第二个复数："; 
	cin>>num2;
	if(num1==num2)
		cout<<"\n这两个复数相等"<<endl;
	else if(num1>num2)
		cout<<num1<<"的模大于"<<num2<<"的模"<<endl;
	else if(num1<num2)
		cout<<num1<<"的模小于"<<num2<<"的模"<<endl;
	else
		cout<<"这两个复数的模相等"<<endl;
	cout<<"请按任意键继续"<<endl;
	cin.get();
	cin.get();
	
}
void userprint()
{
	cout<<"用户姓名："<<user.name<<"\t使用次数为："<<user.time<<endl;
	cout<<"加法次数："<<user.add<<"\t减法次数；"<<user.sub<<endl;
	cout<<"乘法次数："<<user.mul<<"\t测试次数："<<user.test<<endl;
	cout<<"平均成绩："<<user.dlave<<endl;
}
void login()//读文件 
{
	char name[20];
	cout<<"请输入您的姓名：";
	cin.getline(name,20);
	User user1;
	ifstream infile;
	infile.open("user.dat",ios::binary|ios::in);
	int ch;
	infile.seekg(0,ios::beg);
	ch=infile.tellg();
	if(ch==-1)//新文件 
	{
		cout<<"没有原始记录文件，您是第一位用户！\n";
		strcpy(user.name,name);
		user.time++;
		infile.close();
		cin.get();
		ofstream file("user.dat",ios::binary);
		return;
	}
	infile.read((char*)&user1,sizeof(User));
	while(!infile.eof())//旧文件 
	{
		if(strcmp(user1.name,name)==0)//旧文件旧用户 
		{
		
			user=user1;
			user.time++;
			cout<<"欢迎您再次使用Sveinn的复数计算器"<<endl;
			userprint();
			cin.get();
			infile.close();
			return;
		}
		infile.read((char*)&user1,sizeof(User));
	}
	cout<<"欢迎您使用Sveinn的复数计算器！"<<endl;//旧文件新用户 
	cin.get();
	strcpy(user.name,name);
	user.time++;
	infile.close();
	return;	
}
void savefile()
{
	userprint();
	fstream file;
	User user1;
	file.open("user.dat",ios::binary|ios::out|ios::in);
	if(!file)
	{
		cout<<"文件打开失败！"<<endl;
		return;
	}
	file.seekp(0,ios::beg);//把文件定义到文件头 
	while(!file.eof())
	{
		file.read((char*)&user1,sizeof(User));//旧用户 
		if(strcmp(user1.name,user.name)==0)
		{
			file.seekp(-80,ios::cur);
			file.write((char*)&user,sizeof(User));
			file.close();
			return;
		}
	 } 
	 file.close();
	 fstream outfile;//新用户 
	 outfile.open("user.dat",ios::binary|ios::out|ios::in);
	 cout<<user.name;
	 outfile.seekp(0,ios::end);
	 outfile.write((char*)&user,sizeof(User));
	 outfile.close();
	 return;
}
int main()
{
	srand(time(NULL));
	login();//调用文件写入函数 
	char choice[20];
	do
	{
		system("cls");
		cout<<"========================================="<<endl;
		cout<<"======欢迎使用Sveinn的复数计算器========="<<endl;
		cout<<"======实现以下功能请按对应键（1-7）======"<<endl;
		cout<<"=========================================\n\n"<<endl; 
		cout<<"==================菜单==================="<<endl;
		cout<<"1、加法计算\t2、减法计算\n";
		cout<<"3、乘法计算\t4、测试\n";
		cout<<"5、自加计算\t6、自减计算\n";
		cout<<"7、比较复数大小\t0、退出"<<endl;
		cout<<"========================================="<<endl;
		cin>>choice;
		if(strcmp(choice,"1")==0)
			add();
		else if(strcmp(choice,"2")==0)
			sub();
		else if(strcmp(choice,"3")==0)
			mul();
		else if(strcmp(choice,"4")==0)
			test();
		else if(strcmp(choice,"5")==0)
			add1();
		else if(strcmp(choice,"6")==0)
			sub1();
		else if(strcmp(choice,"7")==0)
			compare();
		else if(strcmp(choice,"0")==0)
		{
			cout<<"\n\n欢迎下次继续使用Sveinn计算器！\n\n";
			break;
		}
		else
		{
			cout<<"\n输入错误，请按任意键后重新输入！\n";
			cin.get();
			cin.get();
		}
	}while(strcmp(choice,"0"));
	savefile();
	return 0; 
}