数据结构课程设计(矩阵的运算).docx
数据结构课程设计报告题 目：专 业：班 级：学 号：姓 名： 指导教师： 时 间：一、课程设计题目及所涉及学问点设计题目是“矩阵的运算”，所涉及的学问点主要是：1、数据构造中的对于构造体的定义， 用 typedef struct 来实现，依据所设计的问题在构造体里面定义数据类型及其变量，用define 定义数组的大小，然后利用typedef 来实现对于变量的未知类型确定正确的类型。2、利用数组的形式来储存数据，在实现不同操作过程中，有的用一维构造体数组三元组挨次表来存储，有的用二维数组来储存。3、转置的过程中利用的是快速转置的方法，附设了 num 和 cpot 两个关心变量。4、矩阵的加法、减法、乘法、逆运算的根本算法方式。5、通过调用每个函数，来实现每个算法的功能。二、课程设计思路及算法描述设计思路：1、 首先是对于转置的考虑，要运用快速转置的方法实现，必需用三元组挨次表来储存数据，所以在第一个构造体中存在 int 类型的行数mu列数nu以及非零元素的个数 tu；然后其次个构造体中分别有非零元素的行下标 i、列下标j和元素数值e，最终在第一个构造体中实现对其次个构造体成为数组构造体类型。2、 对于其余加法、减法、乘法和逆运算则是运用另一个构造体来实现，里面只有矩阵的行数、列数和一个二维数组用 float 来定义类型。3、 在 main 函数里面，来实现对于数据的输入操作，利用 if 语句进展选择来执行操作，利用 dowhile 语句来实现功能的循环操作。4、 分五个函数调用分别来实现转置、加法、乘法、和逆运算，每个里面都有最终输出结果的方式。10算法 1：矩阵的转置输入：mu 中存放矩阵的行数，tu 存放矩阵的列数，i 接收行下标的数值，j 接收列下标的数值，e 来存储数据。输出：转置后的矩阵。输入两行两列数据，在其次行第一列中有个数据为 12，其余都为 0，则输出的结果为第一行其次列数据为 12，其余为 0。算法 2：矩阵的加法运算输入：i 中存放矩阵的行数，j 中存放矩阵的列数，二维数组 b 中存放每个数据。输出：矩阵加完后的另一个矩阵。输入两个两行三列的矩阵，在第一个矩阵里面第一行第一列有个数据 20，其余为 0， 在其次个矩阵里面第一行其次列中有个数据 30，其余为 0，则输出的结果为一个两行三列的矩阵，其中第一行第一列数据为 20，第一行其次列数据为 30，其余为 0。算法 3：矩阵的减法运算输入：i 中存放矩阵的行数，j 中存放矩阵的列数，二维数组 b 中存放每个数据。输出：矩阵相减后的另一个矩阵。输入两个两行三列的矩阵，在第一个矩阵里面第一行第一列有个数据 20，其余为 0， 在其次个矩阵里面第一行第一列中有个数据 30，其余为 0，则输出的结果为一个两行三列的矩阵，其中第一行第一列数据为-10，其余为 0。算法 4：矩阵的乘法运算输入：i 中存放矩阵的行数，j 中存放矩阵的列数，二维数组 b 中存放每个数据。输出：矩阵加完后的另一个矩阵。输入两行两列的矩阵，第一个矩阵里面第一行第一列有个数据 2 其次列有个数据 3， 其余为 0，在其次个矩阵里面第一行第一列有个数据 2 其次列中有个数据 3，其余为 0，则输出的结果为一个两行两列的矩阵，其中第一行第一列数据为 4，其次列为 6，第一行其次列数据为 30，其余为 0。算法五：矩阵的逆运算输入：i 中存放矩阵的行数，j 中存放矩阵的列数，二维数组 b 中存放每个数据。输出：矩阵进展逆运算完后的另一个矩阵。输入三行三列的矩阵，第一个矩阵里面第一行第一列有个数据 3 个数据分别为 1，2， 3；其次行的数据分别为 2，2，1；第三行的暑假分别为 3，4，3；则输出的结果为三行三列矩阵，其中第一行的数据为 1，3，-2；其次行的数据分别为-1.5，-3，2.5； 第三行的数据分别为 1，1，-1。三、课程设计中遇到的难点及解决方法1、在转置的过程中，要求把转置后的矩阵输出出来，由于用的是三元组挨次表的存储形式，所以不知道怎么去实现，然后通过进一步思考，运用先把一个矩阵存入零元素，然后在对其进展更改，最终完成了此项的工作。2、就是对于矩阵的乘法运算和逆运算，把握的不够娴熟，先是通过书籍对于矩阵的乘法和逆运算得到更深的了解，然后通过一步步写程序最终实现了矩阵的乘法运算和逆运算。四、总结通过此次课程设计，让我对于编程有了更深的生疏，教师的细心指导让我学会到了很多， 不仅仅是代码，最主要的让我的思维开阔了很多，在这个过程中，通过不断的尝试，不断的修改，最终抑制了困难，完成了自己的任务，心里有种无比的喜悦，但同时又感觉到了自己的学问面的狭隘，还有好多学问的海洋还没有畅游，等待自己将是一回更大的考验。对于现在的自己，对学习程序还是有很大的兴趣，它让我体验到了很多的欢快，我要进步跟进现在的课程，努力去进展自己，依据教师说的最主要的是具有了编程的思想，则具有了编程的力量，我想我可以成功完成自己的目标。五、附录主要源程序代码及运行结果1、主要源程序代码:# include <stdio.h> # definemax 100# definemaxsize 100 typedef floatelemtype; typedef structfloat bmaxmax; int i;/矩阵的行数int j;/ 矩阵的列数 tsmatrix; typedef struct int i,j;/该非零元的行下标和列下标elemtype e;triple; typedef struct triple datamaxsize+1;/非零元三元组,data0未用intmu,nu,tu;/矩阵的行数、列数和非零元个数sqlist ;void zhuanzhi(sqlist s1,tsmatrix &l2)/矩阵的转置sqlist s2;int col,t9,p,q,a1,b1;int num100,copt100; s2.mu=s1.mu;s2.nu=s1.nu;s2.tu=s1.tu;if(s2.tu>0) for(col=1;col<=s1.nu;+col) numcol=0;for(t9=1;t9<=s1.tu;+t9)+nums1.datat9.j;/求 s1 中每一列含非零元个数copt1=1;/求第 col 列中第一个非零元在 s2.data 中序号for(col=2;col<=s1.nu;+col) coptcol=coptcol-1+numcol-1; for(p=1;p<=s1.tu;+p)col=s1.datap.j; q=coptcol;s2.dataq.i=s1.dataq.j; s2.dataq.j=s1.dataq.i; s2.dataq.e=s1.dataq.e;+coptcol; l2.bs2.dataq.is2.dataq.j=s2.dataq.e;printf(“转置后的数据是:n“); printf(“*n“); for(a1=1;a1<=s1.nu;a1+) for(b1=1;b1<=s1.mu;b1+)printf(“%10.3f“,l2.ba1b1); printf(“t“);printf(“n“);printf(“*“); printf(“n“);void jiafa(tsmatrix l4, tsmatrix l5)/矩阵的加法tsmatrix l6;for(int t=0; t<l4.i;t+) for(int t1=0;t1<l4.j;t1+) l6.btt1=l4.btt1+l5.btt1; printf(“矩阵加完后的结果:n“);printf(“*n“); for(int t2=0; t2<l4.i;t2+) for(int t3=0;t3<l4.j;t3+)printf(“%10.3f“,l6.bt2t3); printf(“t“);printf(“n“); printf(“*n“);void jianfa(tsmatrix l4, tsmatrix l5)/矩阵的减法tsmatrix l6;for(int t=0; t<l4.i;t+) for(int t1=0;t1<l4.j;t1+) l6.btt1=l4.btt1-l5.btt1; printf(“矩阵相减后的结果:n“);printf(“*n“); for(int t2=0; t2<l4.i;t2+) for(int t3=0;t3<l4.j;t3+)printf(“%10.3f“,l6.bt2t3);printf(“t“);printf(“n“); printf(“*n“);void chengfa(tsmatrix l4, tsmatrix l5)/矩阵的乘法 tsmatrix l6;for(int t=0;t<l4.i;t+) for(int t1=0;t1<l5.j;t1+) l6.btt1=0;for(int k=0;k<l4.j;k+) l6.btt1+=l4.btk*l5.bkt1; printf(“矩阵乘完后的结果:n“);printf(“*n“); for(int t2=0; t2<l4.i;t2+) for(int t3=0;t3<l5.j;t3+)printf(“%10.3f“,l6.bt2t3); printf(“t“);printf(“n“); printf(“*n“);void niyunsuan( tsmatrix s)/矩阵的逆运算tsmatrix s1;float t,x;int k,i,j;for(i=0;i<s.i;i+) for(j=0;j<(2*s.i);j+)if(j<s.i) s1.bij=s.bij;else if(j=s.i+i) s1.bij=1.0; elses1.bij=0.0;for(i=0;i<s.i;i+) for(k=0;k<s.i;k+)if(k!=i) t=s1.bki/s1.bii; for(j=0;j<(2*s.i);j+)x=s1.bij*t; s1.bkj=s1.bkj-x;for(i=0;i<s.i;i+)t=s1.bii;for(j=0;j<(2*s.i);j+) s1.bij=s1.bij/t;float y=1.0;for(i=0;i<s.i;i+)y=y*s1.bii;if(y=0.0)printf(“对不起，您输入的矩阵没有逆矩阵“); else for(i=0;i<s.i;i+)for(j=0;j<s.i;j+) s.bij=s1.bij+s.i;printf(“矩阵逆运算后的结果:n“); for(i=0;i<s.i;i+)for(j=0;j<s.i;j+) printf(“%10.3f“,s.bij); printf(“n“);void maintsmatrix l,l1,l3; sqlist s;int m,n,m1,n1,n4,n5,t,t1,t2,t3,t4,t5,t6,t7,t8; do printf(“请输入你要进展的操作：n“);printf(“*n“);printf(“矩阵转置运算请按 1n 矩阵的加法运算请按 2n 矩阵的乘法运算请按 3n 矩阵的减法运算请按 4n 矩阵的逆运算请按 5n 完毕请按 0:n“);printf(“*n“); scanf(“%d“,&m1);if(m1=1)printf(“您选择进展的操作是矩阵的转置运算nn“);printf(“请输入你要转置矩阵的行数、列数和非零元的个数n“);scanf(“%d“,&t1);scanf(“%d“,&t2);scanf(“%d“,&t3); s.mu=t1;s.nu=t2;s.tu=t3;printf(“请输入你要转置矩阵非零元的行下标、列下标(从11开头由左至右由上到下) 及其数据(按行逐个输入)n“);for(t4=1;t4<=s.tu;t4+)scanf(“%d“,&t5);scanf(“%d“,&t6); s.datat4.i=t5;s.datat4.j=t6;scanf(“%f“,&s.datat4.e); for(t7=1;t7<=s.nu;t7+) for(t8=1;t8<=s.mu;t8+) l1.bt7t8=0.0;zhuanzhi(s,l1);if(m1=2)printf(“您选择进展的操作是矩阵的加法运算nn“); printf(“请输入矩阵的行数和列数:n“); scanf(“%d“,&n);scanf(“%d“,&m);l.i=n;l.j=m; l3.i=n; l3.j=m;printf(“*n“);printf(“请输入第一个%d 行%d 列的矩阵n“,l.i,l.j);for(t=0;t<l.i;t+)for(n1=0;n1<l.j;n1+) scanf(“%f“,&l.btn1);printf(“*n“); printf(“*n“);printf(“请输入其次个%d 行%d 列的矩阵n“,l3.i,l3.j); for(n4=0;n4<l3.i;n4+)for(n5=0;n5<l3.j;n5+) scanf(“%f“,&l3.bn4n5); printf(“*n“); jiafa(l,l3);if(m1=3)printf(“您选择进展的操作是矩阵的乘法运算n(只有当第一个矩阵的列数等于其次个矩阵的行数方可进展计算)nn“);printf(“请输入第一个矩阵的行数和列数:n“); scanf(“%d“,&n);scanf(“%d“,&m); l.i=n;l.j=m; printf(“*n“); printf(“请输入第一个%d 行%d 列的矩阵n“,l.i,l.j);for(t=0;t<l.i;t+) for(n1=0;n1<l.j;n1+) scanf(“%f“,&l.btn1);printf(“*n“); printf(“*n“);printf(“请输入其次个矩阵的行数和列数:n“); scanf(“%d“,&n1);scanf(“%d“,&m1); l3.i=n1;l3.j=m1; printf(“*n“);printf(“请输入其次个%d 行%d 列的矩阵n“,l3.i,l3.j); for(n4=0;n4<l3.i;n4+)for(n5=0;n5<l3.j;n5+)
