稀疏矩阵的运算课程设计.docx
- 文档编号:28859895
- 上传时间:2023-07-20
- 格式:DOCX
- 页数:20
- 大小:137.32KB
稀疏矩阵的运算课程设计.docx
《稀疏矩阵的运算课程设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《稀疏矩阵的运算课程设计.docx(20页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
稀疏矩阵的运算课程设计
数据结构
课程设计说明书
题目:
稀疏矩阵的运算
院系:
计算机科学与工程学院
专业班级:
计算机10-**班
学号:
201030****
学生姓名:
******
指导教师:
******
2011年12月28日
安徽理工大学课程设计(论文)任务书
计算机科学与工程学院
学号
201030****
学生姓名
***
专业(班级)
计10-**
设计题目
稀疏矩阵的运算
设
计
技
术
参
数
系统平台:
WindowsXP
开发工具:
MicrosoftVisualC++6.0
设
计
要
求
(1)存储结构选择三元组存储方式;
(2)实现一个稀疏矩阵的转置运算;
(3)实现两个稀疏矩阵的加法运算;
(4)实现两个稀疏矩阵的减法运算;
(5)实现两个稀疏矩阵的乘法运算。
工
作
量
课程设计报告要求不少于3000字。
源程序要求不少于300行
工
作
计
划
11月9日-11月22日查找相关资料
11月23日-11月26日DOS菜单界面设计
11月27日-12月5日设计算法
12月6日-12月20日编写代码
12月21日-12月28日撰写实验报告
参
考
资
料
[1]秦锋.数据结构(C语言版).北京:
清华大学出版社,2011
[2]温秀梅,丁学均.VisualC++面向对象程序设计.北京:
清华大学出版社,2009
[3]何钦铭,颜晖.C语言程序设计.北京:
高等教育出版社,2008
指导教师签字
教研室主任签字
2011年11月8日
学生姓名:
***学号:
201030****专业班级:
计10-**
课程设计题目:
稀疏矩阵的运算
指导教师评语:
成绩:
指导教师:
年月日
安徽理工大学课程设计(论文)成绩评定表
目 录
1问题描述1
2需求分析1
3总体设计2
3.1Matrix结构的定义2
3.2系统流程图3
4详细设计4
4.1“菜单”界面4
4.2建立矩阵4
4.3显示矩阵6
4.4矩阵的转置7
4.5矩阵的加法运算8
4.6矩阵的减法运算9
4.7矩阵的乘法运算9
5程序运行11
5.1输入矩阵11
5.2矩阵转置11
5.3矩阵加法12
5.4矩阵减法12
5.5矩阵乘法12
5.6退出及错误提示13
6总结13
参考文献14
1问题描述
(1)题目内容:
设计稀疏矩阵运算系统实现两个稀疏矩阵的加法、减法、乘法以及转置操作。
(2)基本要求:
1 存储结构选择三元组存储方式;
2 实现一个稀疏矩阵的转置运算;
3 实现两个稀疏矩阵的加法运算;
4 实现两个稀疏矩阵的减法运算;
5 实现两个稀疏矩阵的乘法运算。
(3)设计目的:
通过本次课程设计,了解稀疏矩阵的一些基本运算操作,并通过相关的程序代码实现。
2需求分析
经过本次的课程设计,我认为稀疏矩阵运算系统主要实现的功能如下:
(1)建立矩阵:
只有先建立了矩阵,才能够对矩阵进行运算操作,包括建立矩阵A和矩阵B;
(2)转置运算操作:
对矩阵A或者矩阵B进行转置运算,输出相应的转置矩阵;
(3)四则运算操作:
该步骤由两个矩阵同时参与,对其进行加法运算(A+B)、减法运算(A-B)以及乘法运算(A*B和B*A);
(4)退出:
当做完矩阵的运算操作之后,就可以点击它退出该界面。
在这次设计中用到了一些变量和函数,例如:
voidDisplay(MatrixM);intMax(inti,intj);MatrixZero(MatrixM)等,下面会做进一步详细的介绍。
3总体设计
3.1Matrix结构的定义
structMatrix{
intH;//矩阵的行数
intL;//矩阵的列数
intfly;//矩阵中的非零元个数
intzhi[Maxsize][Maxsize];//非零元值[所在行][所在列]
};
操作集合:
(1)MatrixEnter(MatrixM);//建立矩阵M
(2)voidDisplay(MatrixM);//显示矩阵M
(3)voidTranspose(MatrixM);//M矩阵的转置
(4)voidAdd(MatrixM,MatrixN);//求和运算A+B
(5)voidSub(MatrixM,MatrixN);//求差运算A-B
(5)voidMulti(MatrixM,MatrixN);//求积运算A*B
(6)intMax(inti,intj);//求最大值
(7)MatrixZero(MatrixM);//矩阵所有元素赋值为0
3.2系统流程图
该运算系统的系统流程图如图1所示:
图1系统流程图
4详细设计
4.1“菜单”界面
进入稀疏矩阵运算系统后的“菜单”界面如图2所示。
图2“菜单”界面
4.2建立矩阵
矩阵在建立之后才能够进行运算操作,建立矩阵A和矩阵B,调用函数Enter(M),首先根据所输入的矩阵M的行数H和列数L,建立H*L的矩阵M,并且调用函数Zero(M)将其所有元素均赋值为0;其次再根据所输入矩阵M的非零元个数fly做循环控制变量,按提示输入非零元所在的行h和列l以及非零元的值,如果输入的行h或者列l大于矩阵M的行H或列L,则提示输入错误;最后将非零元的值保存在矩阵M中的相应位置。
程序如下:
MatrixEnter(MatrixM)//建立矩阵
{
cout<<"请输入矩阵的行数和列数:
";
cin>>M.H>>M.L;
cout<<"请输入矩阵的非零元个数:
";
cin>>M.fly;
cout< if(M.fly>(M.H*M.L)) { cout<<"非零元个数多于矩阵元素总数,请重新输入! "< cout<<"请重新输入矩阵的非零元个数: "; cin>>M.fly; } M=Zero(M); inth; intl; for(intn=1;n<=M.fly;n++)//输入非零元所在的行、列和值 { cout<<"请输入第"< "; cin>>h>>l; if(h>M.H||l>M.L)//行列输入错误提示 { cout<<"行列输入错误,请重新输入: "< cout<<"请重新输入第"< "; cin>>h>>l; } cout<<"请输入该非零元的值: "; cin>>M.zhi[h][l]; cout< } returnM; } 注: 该函数中调用的Zero()函数的功能为将矩阵M根据行数H和列数L把所有的元素赋值为0,代码如下: MatrixZero(MatrixM)//矩阵所有元素赋值为0 { for(inti=1;i<=M.H;i++) for(intj=1;j<=M.L;j++) M.zhi[i][j]=0; returnM; } 4.3显示矩阵 建立好矩阵以后,为了验证所建立的矩阵是否成功,以及在后期运算时矩阵的显示,设计该函数,能更直观的看到输入以及输出的矩阵,代码如下: voidDisplay(MatrixM)//显示矩阵 { intcount=0; cout<<"矩阵为: "< for(inti=1;i<=M.H;i++) for(intj=1;j<=M.L;j++) { printf("%-4d",M.zhi[i][j]); count++; if(count==M.L) { cout< count=0; } } cout< } 4.4矩阵的转置 该函数实现的是矩阵A或矩阵B的转置操作,通过对矩阵的行和列进行调换,利用for()循环语句实现对矩阵A或矩阵B的转置,其代码如下: voidTranspose(MatrixM)//矩阵转置 { C.H=M.L; C.L=M.H; cout<<"原来的"; Display(M); for(inti=1;i<=M.L;i++) for(intj=1;j<=M.H;j++) { C.zhi[i][j]=M.zhi[j][i]; } cout<<"转置后的"; Display(C); } 4.5矩阵的加法运算 实现两个矩阵之间的加法运算,即A+B,其代码如下: voidAdd(MatrixM,MatrixN)//A+B { intn1=Max(M.H,N.H); intn2=Max(M.L,N.L); C.H=n1; C.L=n2; C=Zero(C); for(inti=1;i<=n1;i++) for(intj=1;j<=n2;j++) { C.zhi[i][j]=M.zhi[i][j]+N.zhi[i][j]; } cout<<"A+B的运算结果"; Display(C); } 4.6矩阵的减法运算 实现两个矩阵之间的减法运算,即A-B,其代码如下: voidSub(MatrixM,MatrixN)//A-B { intn1=Max(M.H,N.H); intn2=Max(M.L,N.L); C.H=n1; C.L=n2; C=Zero(C); for(inti=1;i<=n1;i++) for(intj=1;j<=n2;j++) { C.zhi[i][j]=M.zhi[i][j]-N.zhi[i][j]; } cout<<"A-B的运算结果"; Display(C); } 4.7矩阵的乘法运算 实现两个矩阵之间的乘法运算,即A*B,如果矩阵A的列数和矩阵B的行数不相同,则无法进行乘法运算,系统会提示错误,其代码如下: voidMulti(MatrixM,MatrixN)//A*B { if(M.L! =N.H) { cout<<"矩阵A的列数和矩阵B的行数不相同,无法进行乘法运算! \n"; } else if(M.L==N.H) { C.H=M.H; C.L=N.L; C=Zero(C); for(inti=1;i<=Maxsize;i++) for(intj=1;j<=Maxsize;j++) for(intk=1;k<=Maxsize;k++) { C.zhi[i][j]+=M.zhi[i][k]*N.zhi[k][j]; } cout<<"运算结果"; Display(C); } } 5程序运行 5.1输入矩阵 运行该运算系统,进入“菜单”选项以后,输入“1”,选择“输入矩阵A”,运算结果如图3所示;输入“2”,选择“输入矩阵B”,运算结果如图4所示: 图3输入矩阵A图4输入矩阵B 5.2矩阵转置 输入矩阵A和矩阵B以后,在“菜单”提示下,输入“3”,进行矩阵A的转置,运算结果如图5所示;输入“4”,进行矩阵B的转置,运算结果如图6所示: 图5矩阵A的转置图6矩阵B的转置 5.3矩阵加法 在“菜单”提示下,输入“5”,进行两个矩阵的加法运算,即A+B,运算结果如图7所示: 图7矩阵加法 5.4矩阵减法 在“菜单”提示下,输入“6”,进行两个矩阵的加法运算,即A-B,运算结果如图8所示: 图8矩阵减法 5.5矩阵乘法 在“菜单”提示下,输入“7”,进行两个矩阵的第一种乘法运算,即A*B,运算结果如图9所示;输入“8”,进行两个矩阵的第二种乘法运算,即B*A,运算结果如图10所示: 图9矩阵乘法1(A*B)图10矩阵乘法2(B*A) 5.6退出及错误提示 算法在运行时还有退出及错误提示功能,在“菜单”提示下,输入“0”则退出系统,如图11所示;若输入0-8以外的数字,则会出现错误提示,如图12所示: 图11退出图12错误提示 6总结 通过对数据结构这门课的学习,我了解到: “数据结构”在计算机科学中是一门综合性的专业基础课。 而我们现在所学的数据结构是C语言版的,是建立在C语言基础之上的,若是C语言基础知识不牢固,要想学好数据结构这门课程是有一定的困难的。 所以在学习数据结构这门课程的时候,也顺便复习了C语言的相关内容,加深了我对C语言的理解和应用,并且也深深体会到了数据结构这门课程的重要性。 在本次课程设计过程中,我体会到自己所学的东西太少了,很多都不知道,也遇到了不少实际问题,使我发现了在学习过程中的不足。 这次课程设计,我本来打算做的是MFC可视化的人机友好界面,但是由于在程序设计以及运行时出现了太多目前无法解决的问题,只好退而求其次,应用了DOS界面来完成本次课程设计。 在代码设计时,也出现了一些基本的C语言语法错误,如函数的嵌套定义等,在老师和同学的帮助下都一一解决了,这也反映了我C语言基础知识的不扎实,以后应在学习过程中加强这方面的学习。 通过本次课程设计,我对数据结构这门课有了进一步的理解。 数据结构这门课最主要的内容在于算法思想,而程序编写次之。 在编写程序时,如果算法思想 是正确的,那么这个程序就已经成功了一多半。 算法思想在数据结构中占有重要地位,如果说C语言是数据结构这座程序大厦的根基的话,那么算法思想就是构成大厦的一砖一瓦,再好的根基离了砖瓦也构不成大厦。 所以,要想学好数据结构这门课程,平时不只要加强程序的编写,更要多思考算法思想,加强对算法思想的锻炼和理解。 本次课程设计得到了老师和很多同学的帮助,在此一并表示感谢。 参考文献 [1]秦锋.数据结构(C语言版).北京: 清华大学出版社,2011 [2]温秀梅,丁学均.VisualC++面向对象程序设计.北京: 清华大学出版社,2009 [3]何钦铭,颜晖.C语言程序设计.北京: 高等教育出版社,2008
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 稀疏 矩阵 运算 课程设计