BME Mérnökiformatikus alapszak 2021/2022 Programozás alapjai nagy házi, komlex számológép.

/* komplex számológép, svg file-ba írja a számsíkon ábrázoltakat. Beolvas és tárol komplex számokat, átalakít az alakjai között. Tudnia kell összeadni, szorozni, osztani, egész hatványozni, és valamint svg file-ban a számokat ábrázolni a komplex számsíkon. */

Egy komplex számológép, komplex számokat tárol, fogad, összead, kivon, összeszoroz, eloszt, és egész kitevőjű hatványra emel. Menüvezérelt program, ki lehet lépni a programból, számot beolvasni, valamint műveletet végezni a menüből, illetve az eltárolt számokat egy svg file-ba kimenteni, ezzel ábrázolva őket a komplex számsíkon. A program menüparancsra tudja elmenteni az aktuálisan tárolt komplex számokat egy txt file-ba.

A program futtatás után kiírja a főmenüt és opcióit (fent: beolvas, művelet, ábrázolás, számok mentése, kilépés). A beolvasás opciót választva kell kiválasztani, hogy algebrai vagy trigonometrikus alakban kívánja a felhasználó megadni a számot vagy txt-ből olvassa be (később). Ez után kell a számokat megadni szóközzel elválasztva, algebrai alak esetén valós rész, képzetes rész sorrendben (Re Im), trigonometrikus alak esetén hossz majd argumentum, azaz szög (fokban) sorrendben (r Φ), ez követően mindkettőt enter lenyomásával átadni a programnak. Ez után a program kiírja, hogy milyen néven (azonosító 16 számrendszerű számmal) mentette el a számot, így lehet később erre a számra hivatkozni. A menü újra megjelenik.

A műveletek: A műveletek menüpont kiválasztása után jelenik meg a műveletek almenü. Ezt az almenü is részletezi majd. A táblázat mutatja a műveletek adatait, szóközzel elválasztva várja a program (a nagybetű kisbetű mindegy). Az „1A2” és „1A3” a már memóriában eltárolt számokhoz rendelt azonosítók. A sorrend a kivonásnál és az osztásnál értelemszerűen először a kisebbítendő vagy osztandó majd a kivonandó vagy osztó. A kívánt alak pedig egy „T” (trigonometriai) vagy egy „A” (algebrai). A program ismer egy „ANS” operandust, amely mindig az utolsó kiszámolt értére mutat. A választást enterrel kell véglegesíteni.

Ez után a program kiírja az így kapott számot, és annak a betűazonosítóját, amelyet a program maga választ, ennek változtatására nincs lehetőség. Ábrázolás opció: a program az összes memóriában tárolt számot kiírja egy svg file-ba, ez a file-ba írás egyirányú, innen a program nem tud visszaolvasni. A program készít egy szamsik.svg file-t, és azt megnyitva tekinthető meg az ábrázolás. Számok mentése: A beolvasás elérhető a beolvasás menü alatt, ilyenkor megnyitja a szamok.txt nevű file-t és beolvassa a benne tárolt számokat. Majd eltárolja azokat. A számokat a főmenüben a mentés opcióval lehet menteni, ilyenkor az esetleg létező file-t felülírja. A számtárolás módja: alak (T/A), szóköz, betű azonosító, szóköz Re/r szóköz Im/Φ (szög fokban) új sor. Példa:

T 1A2 4 60 
A 1A3 3 5 

Ez például két számot tárol, az elsőt „1A2” azonosítóval, trigonometrikus alakban, melynek valós része 3 képzetes része pedig 5, majd egyet „1A3” azonosítóval algebrai alakban melynek hossza 4 és argumentumszöge 60°.

Ez egy komplex számológép, komplex számokat lehet tárolni, és azokkal számolni, a be és kimeneten mindkét alakban akár. A főmenüben jelenleg 4 opció létezik, beolvasás, műveletvégzés, a számok elmentése, valamint a kilépés. A menüket a felsorolt betűkkel lehet elérni (a nagy és a kisbetű mindegy) majd enter. Minden a programnak beadni kívánt adatot enterrel kell véglegesíteni, kivéve a műveleteknél. Az beolvasás menü az I alatt van, itt egy újabb menü fogad, ahol ki lehet választani, hogy egy létező file-ból (szamok.txt) vagy az ablakba szeretnénk beírni, ha az ablakba akkor milyen alakban. A file-ból a beolvasás parancsra automatikusan működik, az alak kiválasztása után pedig meg kell adni valós részt és képzetes részt, illetve a szám hosszát majd argumentumszögét. A műveletek menüben (az O vagy az M betű megnyomására) a program kiírja a lehetséges opciókat, először a művelet hárombetűs rövidítése a kettő kért érték, a szám azonosítója, kitevő (egész szám) vagy kívánt alak. Enter nyomására a program kiírja az új szám azonosítóját, majd a szám hosszát és argumentumszögét, ha a kért alak az algebrai alak akkor a valós részt majd a képzetes részt. Az S betű hatására a program a szamok.txt-t felülírja és elmenti az aktuálisan tárolt számokat, ennek sikerességéről tájékoztat. A Q betű után a program kilép.

A program 4 forrásfáljból dolgozik (main.c, beolvasas.c, muveletek.c, filekezeles.c) . A programnak egy fordítóra (compiler, elsősorban gcc) a szabványos könyvrakra (stdio.h, math.h, stdlib.h, string.h, stdbool.h) és a saját forrásfáljaira van szüksége. A fordítás gcc-vel parancssorból:

gcc -c main.c -o main.o 
gcc -c beolvasas.c -o beolvasas.o 
gcc -c muveletek.c -o muveletek.o 
gcc -c filekezeles.c -o filekezeles.o 
gcc main.o beolvasas.o muveletek.o filekezeles.o -o szamologep.exe 

Ezután futtatható a szamologep.exe. A file-ok tartalma és szerepe: 4 egységre van bontva a főprogram ez csak a főmenüt tartalmazza, a beolvasás ez a beolvasás menüt, az ahhoz tartozó függvényeket és a láncolt lista kezeléséhez szükséges függvényeket tartalmazza, ezek közül valamelyiket más programrész is használ. A műveletek a műveletek menüjét és a hozzátartozó matematikai függvényeket tartalmazza, más programrészek is használhatnak innen is párat. Filekezelés, a számokmenésére és beolvasására (txt) használatos 2 függvény, csak külső meghívásra.

main.c:

Ez a főprogram. A számokat dinamikusan láncolt listában tárolja a program a lista elejét (fej, az első elemre mutató pointer) a program itt hozza létre, kezdetben NULL. A kilépés funkció (Q) a ciklus kilépési felétele, emiatt amig nem akarunk kilépni a menü újra meg újra lefut. A ciklus után (ha ki akarunk lépni) van a lista felszabadítása (fv: beolvasás)

beolvasas.c

A beolvasas.h tartalmazza a struktúrákat. 3 struktúra, egy algebrai alak és kettő trigonometrikus alakhoz, az egyik listát épít a másik csak a szám adatait tárolja. Minden szám rendelkezik egy azonosítóval (egész szám) ez mindegyik struktúrában megtalálható. A listában a számolás 0x1a1-től azaz 417-től kezdődik, és mindenhol hexadecimálisan írja ki a program a könnyű megkülönböztethetőség érdekében. Az algebrai tárolja a szám valós és egészrészét (komplex_algebrai: az, Re, Im), a komplex, ami nem épít listát az a szám hosszát és argumentumszögét (komplex_trig: az, r, fi) és ami listát épít az trigonometriai alakban tárolja valamint a következő elem pointerét (komplex: az, r, fi, kov). A beolvasás menü, amit a főprogram hív meg, valamint a többi függvény a beolvasáshoz és a listakezeléshez. A több program számára is elérhető függvények: beolvasás (maga a menü a főprogram hívja meg), felszabadítás, hozzáfűzés (a kistához), valamint a teljes lista vagy az utolsó elem kiírása. Ez az összes függvény a modulban. beolvasas: visszatérési értéke void paramétere: a lista fejére mutató pointer. Kiírja a beolvasás menüt, lekezeli a 3 opciót (algebrai, trigonometrikus, file) és ha kell átalakít majd meghívja a hozzafuz függvényt hogy a lista végére fűzze a számot. File-ból való beolvasásra meghívja a megfelelő függvényt, majd kiírja mindig a teljes új listát. felszabait: visszatérési érték: void, paraméter: a lista feje (nem módosítja azt) Egyesével végigmegy a lista elemin és felszabadítja azokat. kiir és kiirutolso: visszatérési érték: void, paraméter: lista feje (nem módosítja azt). mindkettő végigmegy a listán a kiir minden elemet kiír a kiirutolso csak az utolso elemet, mindkettő trigonometrikus alakban. hozzafuz: visszatérési érték: komplex pointer, azaz a fej, ami lehetséges, hogy változott, paraméterei: a fej (visszatérve változtatja, ha kell), a szám hossza (r, valós szám), a szám argumentumszöge (fi, valós szám). Lefoglal egy új komplex számnak memóriában helyet, majd hossza fűzi a listához, ha a fej NULL (nincs lista) azt módosítja és adja vissza.

muveletek.c

Tartalmazza a muvelet menüfüggvényt, a műveletek menüjét, a számolófüggvényeket két átalakító függvényt, és egy nagybetűbe függvényt. A menüfüggvény, a két átalakító függvény és a nagybetűbe függvényt más programrészek is használják. muvelet: visszatérési érték: void, paraméter a lista elejére (fej) mutató pointer. Kiírja és kezeli a műveletek menüjét. Átalakítja a művelet parancs után kapott 2 paramétert számmá, ha kell, és meghívja a műveleti függvényeket, az új számot hozzáírja a listához, és kiírja az új számot. nagybetube: visszatérési érték: void de a paraméterként cím szerint kapott karaktert, ha kisbetű nagybetűssé tesszi és felülírja, ha kisbetű hagyja úgy. Átalakítófüggvények: Trigonometrikusból algebraiba és vissza. Trigonometrikusból algebraiba: trig_to_alg: visszatérési érték: komplex_trig (nem listaelem), paraméter egy algebrai alakben megadott szám. Algebraiból trigonometrikusba: algebrai_to_trig: visszatérési érték: komplex_algebrai, paraméter: egy komplex számra mutató pointer (lista elem). Műveleti függvények: Mindegyik visszatérési értéke komplex_trig azaz nem listaelem de trigonometriai alak. A paraméter két komplex listaelem, kivéve a hatványozásnál és az átalakításnál, ezeknél rendre egy egész szám (hatványkitevő) illetve a kívánt alak, karaktertömb. A matematikai műveleteket a program mindig a legegyszerűbb alakban végzi, ezért az összeadásnál és a kivonásnál átalakít elvégzi a műveletet visszaalakít majd visszatér, a többit trigonometria alakban végzi el.

filekezeles.c

Két függvényt tartalmaz, mindkettő elérhető más programrészek számára, a filebaírás ás a fileból beolvasás. A filebaírás visszatérési értéke logikai változó, jelzi a sikerességet, paraméterként átveszi a lista fejét, végigfut és kiír mindent egyesével a szamok.txt file-ba. Az alakot nem változóként írja, hanem csak egy T betűt mert minden számot trigonometriai alakban tárol. A beolvasás kezeli a két alakot külön. beolvasas: visszatérési értél: logikai, a függvény sikerességéről. Paraméter a fejre mutató pointer, mert lehetséges, hogy kell változtatni. A függvény soronként beolvas, és kiértékel, ha kell (vagyis a szám algebrai alakban van) átalakít, és egyesével hozzáfűzi az elemeket a listához.