一、实验内容、实验任务和目的
制作一个菜单程序，运用函数的调用，实现下面功能：
- 输出所有水仙花数
- 输出斐波那契数列
- 输出n内素数
- 输出n内完数
二、实验步骤、过程、程序的数据结构和主要算法说明或流程
由于程序逻辑比较简单，可以直接按照程序的运行顺序开始写代码。
首先需要写的是登录页面，由于需要在3次错误后退出程序，故采用ACM常用的倒序循环计次方法while(n--)进行循环判断。
进入系统后可能需要多次接受输入并输出结果，所以利用了while(flag)进行功能模块的多次输入输出，flag表示系统的使用权限。
由于输入的命令格式可能奇奇怪怪，为了保证严谨性可以用string接收输入，为了保证兼容性可以用int接收输入，这里我使用了int。
由于退出系统之后需要返回登录界面，所以我将登录的循环与主体的循环放在同级并在外围加上一重while使其尽可能简单地回到登录界面。
由于菜单文字和欢迎文字比较长且多次引用，故定义为常量方便调用。
由于程序要求运用函数调用，故将功能部分模块化成函数进行调用。
三、程序的整体结构
由于flowchart无法正常显示，直接使用flow生成的图片
//flowchart代码，由于博客无法正常显示，故贴成代码方便后续修改
st=>start: main
out1=>operation: 输出欢迎界面
in1=>inputoutput: 输入密码
if1=>condition: =="123456"
if2=>condition: =="0"
if3=>condition: 次数超限
out2=>operation: 输出菜单界面
in2=>inputoutput: 输入命令
if4=>condition: <0 || >4|
if5=>condition: ==1
if6=>condition: ==2
if7=>condition: ==3
if8=>condition: ==4
if9=>condition: ==0
sub1=>subroutine: 输出所有水仙花数
sub2=>subroutine: 输出斐波那契数列
sub3=>subroutine: 输出n内素数
sub4=>subroutine: 输出n内完数
ed=>end: Return 0
st->out1->in1->if1
if1(yes)->out2->in2->if4
if1(no)->if2
if2(yes)->ed
if2(no)->if3
if3(yes)->ed
if3(no)->in1
if4(yes)->in2
if4(no)->if5
if5(yes)->sub1(right)->out2
if5(no)->if6
if6(yes)->sub2(right)->out2
if6(no)->if7
if7(yes)->sub3(right)->out2
if7(no)->if8
if8(yes)->sub4(right)->out2
if8(no)->if9
if9(yes)->out1四、程序的完整代码
#include<iostream>
#include<cmath>
using namespace std;
const string welcome = "\n\
----------------------------\n\
| |\n\
| 欢迎进入数列例题系统 |\n\
| |\n\
----------------------------\n\n";
const string menu = "\n\
****************************\n\
| |\n\
| 本系统提供以下功能： |\n\
| 1.输出所有水仙花数 |\n\
| 2.输出斐波那契数列 |\n\
| 3.输出n内素数 |\n\
| 4.输出n内完数 |\n\
| 0.返回主界面 |\n\
| |\n\
****************************\n\n";
void narcissisticNumber(){
for(int i = 1; i <= 9; i++){
for(int j = 0; j <= 9; j++){
for(int k = 0; k <= 9; k++){
if(i * i * i + j * j * j + k * k * k == i * 100 + j * 10 + k)
cout << i * 100 + j * 10 + k << "\t";
}
}
}
cout << endl;
}
void fibonacci(){
long long a = 1, b = 0, c;
for(int i = 1; i <= 92; i++){
c = a + b;
cout << c << "\t";
a = b;
b = c;
}
cout << endl;
}
void primeNumber(long long range){
for(long long i = 2; i <= range; i++){
bool flag = true;
for(long long j = 2; j <= sqrt(i); j++){
if(i % j == 0){
flag = false;
break;
}
}
if(flag)
cout << i << "\t";
}
cout << endl;
}
void perfectNumber(long long range){
for(long long i = 2; i <= range; i++){
long long sum = 1;
for(long long j = 2; j <= sqrt(i); j++){
if(i % j == 0){
sum += j;
if(j != i / j)
sum += i / j;
}
}
if(sum == i)
cout << i << "\t";
}
cout << endl;
}
int main(){
bool flag = false;
while(!flag){
cout << welcome;
cout << "退出系统请按0，进入系统请输入密码(3次机会)：";
int times = 3;
while(times--){
string password = "";
cin >> password;
if(password == "123456"){
flag = true;
system("cls");
break;
}
else if(password == "0"){
cout << "感谢使用！\n";
system("pause");
return 0;
}else if(times == 0){
cout << "密码错误三次退出系统。\n";
system("pause");
return 0;
}else
cout << "输入错误，请重新输入：";
}
while(flag){
cout << welcome;
cout << menu;
cout << "请输入功能序号(0-4)：";
int cmd = -1;
cin >> cmd;
while(cmd < 0 || cmd > 4){
cout << "功能序号无效，请重新输入：";
cin >> cmd;
}
if(cmd == 1){
narcissisticNumber();
system("pause");
system("cls");
}else if(cmd == 2){
fibonacci();
system("pause");
system("cls");
}else if(cmd == 3){
cout << "请输入n：";
int n = 0;
cin >> n;
primeNumber(n);
system("pause");
system("cls");
}else if(cmd == 4){
cout << "请输入n：";
int n = 0;
cin >> n;
perfectNumber(n);
system("pause");
system("cls");
}else if(cmd == 0){
system("cls");
flag = false;
}
}
}
return 0;
}五、测试结果
所有功能皆可正常实现，未发现明显bug。
六、分析与讨论
本次课程设计的主要难点可能在如何让菜单能无限次响应，而不是输出了结果就结束。本次课程设计感觉上是主要考察逻辑严谨性，所以我列出了流程图，方便寻找逻辑漏洞。
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