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稀疏矩阵的运算
专业课程设计I报告
(2011/2012学年第二学期)
题目稀疏矩阵的转换
专业软件工程
学生姓名张鹏宇
班级学号09003018
指导教师张卫丰
指导单位计算机学院软件工程系
日期2012年6月18号
指导教师成绩评定表
学生姓名
班级学号专业
评分内容
评分标准
优秀
良好
中等
差
平时成绩
认真对待课程设计,遵守实验室规定,上机不迟到早退,不做和设计无关的事
设计成果
设计的科学、合理性
功能丰富、符合题目要求
界面友好、外观漂亮、大方
程序功能执行的正确性
程序算法执行的效能
设计报告
设计报告正确合理、反映系统设计流程
文档内容详实程度
文档格式规范、排版美观
验收答辩
简练、准确阐述设计内容,能准确有条理回答各种问题,系统演示顺利。
评分等级
指导教师
简短评语
指导教师签名
日期
备注
评分等级有五种:
优秀、良好、中等、及格、不及格
附件:
稀疏矩阵的转换
一、课题内容和要求
1•问题描述
设计程序用十字链表实现稀疏矩阵的加、减、乘、转置。
2•需求分析
(1)设计函数建立稀疏矩阵,初始化值。
(2)设计函数输出稀疏矩阵的值。
(3)构造函数进行两个稀疏矩阵相加,输出最终的稀疏矩阵。
(4)构造函数进行两个稀疏矩阵相减,输出最终的稀疏矩阵。
(5)构造函数进行两个稀疏矩阵的相乘,输出最终的稀疏矩阵
(6)构造函数进行稀疏矩阵的转置,并输出结果。
(7)退出系统。
、设计思路分析
(1)设计函数建立稀疏矩阵,初始化值。
(2)设计函数输出稀疏矩阵的值。
(3)构造函数进行两个稀疏矩阵相加,输出最终的稀疏矩阵。
(4)构造函数进行两个稀疏矩阵相减,输出最终的稀疏矩阵。
(5)构造函数进行两个稀疏矩阵的相乘,输出最终的稀疏矩阵
(6)构造函数进行稀疏矩阵的转置,并输出结果。
(7)退出系统。
三、概要设计
为了实现以上功能,可以从3个方面着手设计。
1•主界面设计
为了实现对稀疏矩阵的多种算法功能的管理,首先设计一个含有多个菜单项的主
控菜单子程序以链接系统的各项子功能,方便用户交互式使用本系统。
本系统主
控菜单运行界面如图所示
虫上
秸疏拒阵药刖、咸、转、乘
加减转乘程的的的的用岸阵阵圧S.S.疏饶出-IT胡帀TTaF■*■*『、丄z34b
输入旻逬和旳坝目的编号二
2•存储结构设计本系统采用单链表结构存储稀疏矩阵的具体信息。
其中:
全部结点的信息用头结点为指针数组的单链表存储。
3•系统功能设计
本系统除了要完成稀疏矩阵的初始化功能外还设置了4个子功能菜单。
稀疏矩阵
的初始化由函数itypedefintElemType实现。
建立稀疏矩阵用voidCreat()
实现,依据读入的行数和列数以及非零元素的个数,分别设定每个非零元素的信息。
4个子功能的设计描述如下。
(1)稀疏矩阵的加法:
此功能由函数voidXiangjia()实现,当用户选择该功能,系统即提示用户初始化要进行加法的两个矩阵的信息。
然后进行加法,最后输出结果。
(2)稀疏矩阵的乘法:
此功能由函数voidXiangcheng()实现。
当用户选择该功能,系统提示输入要进行相乘的两个矩阵的详细信息。
然后进行相乘,最后得到结果。
(3)稀疏矩阵的转置:
此功能由函数voidZhuanzhi()实现。
当用户选择该功能,系统提示用户初始化一个矩阵,然后进行转置,最终输出结果。
(4)退出:
即退出稀疏矩阵的应用系统。
由函数5实现,但用户选择此功能时,系统会提示你是否确实想退出,如果是,则退出,否则继续。
模块设计
1.模块设计
本程序包含1个模块:
主程序模块加各功能实现模块
2•系统子程序及功能设计
本系统共设置7个子程序,各子程序的函数名及功能说明如下
//建立矩阵
//输出矩阵的信息
(2)voidCreat(TSMatrix&M)
(3)voidPrint_SMatrix(TSMatrixM)
以下编号(4)-(6)是稀疏矩阵的基本操作。
依次是:
相加,相乘,转置等。
(4)voidXiangjia(TSMatrixA,TSMatrixB,TSMatrix&C,intn)
//把A和B两个矩阵相加,结果是C
(5)voidXiangcheng(TSMatrixA,TSMatrixB,TSMatrix&Q)
//把A和B两个矩阵相乘,结果是Q
(6)voidZhuanzhi(TSMatrix*a,TSMatrix*b)
//把A转置
(7)voidmain()
//主函数。
设定界面的颜色,大小和窗口的标题,调用工作区模块函数
四、详细设计
#include
#include
#include
typedefintElemType;
typedefstruct
{
inti,j;//非零元的行下标和列下标
ElemTypee;//非零元的值
}Triple;
typedefstruct
{
Tripledata[MAXSIZE+1];
intrpos[MAXRC+1];//各行第一个非零元在三元组的位置表
inths,ls,fls;
}TSMatrix,*Matrix;
voidCreat(TSMatrix&M)
{
inti,k;
for(i=1;i<=MAXRC+1;i++)
M.rpos[i]=0;
printf("请输入矩阵的行数、列数和非零元个数(以空格隔开):
");
scanf("%d%d%d",&M.hs,&M.ls,&M.fls);
for(i=1;i<=M.fls;i++)
{
printf("请用三元组形式输入矩阵的元素(行列非零元素):
");
scanf("%d%d%d",&M.data[i].i,&M.data[i].j,&M.data[i].e);
}
for(i=1,k=1;i<=M.hs;i++)
{
M.rpos[i]=k;
while(M.data[k].i<=i&&k<=M.fls)
k++;
}
}voidXiangjia(TSMatrixA,TSMatrixB,TSMatrix&C,intn){
inta,b,temp,l;
C.hs=A.hs;
C.ls=A.ls;
a=b=l=1;
while(a<=A.fls&&b<=B.fls)
if(A.data[a].i==B.data[b].i)
C.data[l++]=A.data[a++];
elseif(A.data[a].j>B.data[b].j)
{C.data[l]=B.data[b];C.data[l++].e=n*B.data[b++].e;}else{
temp=A.data[a].e+n*B.data[b].e;
if(temp)
{
C.data[l]=A.data[a];
C.data[l].e=temp;
l++;
}
a++;b++;
}
}
elseif(A.data[a].i C.data[l++]=A.data[a++]; else{C.data[l]=B.data[b];C.data[l++].e=n*B.data[b++].e;} } while(a<=A.fls) while(b<=B.fls) {C.data[l]=B.data[b];C.data[l++].e=n*B.data[b++].e;} C.fls=l-1; } intXiangcheng(TSMatrixA,TSMatrixB,TSMatrix&Q) { intarow,brow,ccol,tp,p,q,t; intctemp[MAXRC+1]; if(A.ls! =B.hs)return0; Q.hs=A.hs;Q.ls=B.ls;Q.fls=O; if(A.fls*B.fls) { for(arow=1;arow<=A.hs;arow++) { for(ccol=1;ccol<=Q.ls;ccol++) ctemp[ccol]=0; Q.rpos[arow]=Q.fls+1; if(arowvA.hs)tp=A.rpos[arow+1]; elsetp=A.fls+1; for(p=A.rpos[arow];p if(browvB.hs)t=B.rpos[brow+1]; elset=B.fls+1; for(q=B.rpos[brow];q { ccol=B.data[q].j;ctemp[ccol]+=A.data[p].e*B.data[q].e; } } for(ccol=1;ccol<=Q.ls;ccol++) { if(ctemp[ccol]){ if(++Q.fls>MAXSIZE)return0; Q.data[Q.fls].i=arow; Q.data[Q.fls].j=ccol; Q.data[Q.fls].e=ctemp[ccol]; } } } return1; voidPrint_SMatrix(TSMatrixM) { intk,l,n; Matrixp; p=&M; for(k=1,n=1;k<=p->hs;k++) { for(l=1;l<=p->ls;l++) { if(p->data[n].i==k&&p->data[n].j==l) { printf("%5d",p->data[n].e); n++; } else printf("%5d",0); printf("\n"); } voidZhuanzhi(TSMatrix*a,TSMatrix*b) { intq,col,p; b->hs=a->ls; b->ls=a->hs; b->fls=a->fls; if(b->fls) { q=1; for(col=1;col<=a->ls;col++) for(p=1;pv=a->fls;p++) if(a->data[p].j==col) { b->data[q].i=a->data[p].j; b->data[q].j=a->data[p].i; b->data[q].e=a->data[p].e; ++q; voidDestory_SMatrix(TSMatrix&M) { M.hs=M.ls=M.fls=O; } voidmain() { TSMatrixA,B,C; TSMatrix*p=&A,*q=&B; intflag,n; while (1) { system("cls"); printf("\n\n\n"); printf("\ti 1\n"); printf("\tI***稀疏矩阵的加、减、转、乘 I\n"); printf("\t| printf("\t
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- 稀疏 矩阵 运算