數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)矩陣的運(yùn)算.doc

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1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 禪設(shè)計(jì)報(bào)告 題 目： 專(zhuān) 業(yè)： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 指導(dǎo)老師： 時(shí) 間: _、課程設(shè)計(jì)題目及所涉及知識(shí)點(diǎn) 設(shè)計(jì)題目是“矩陣的運(yùn)算”，所涉及的知識(shí)點(diǎn)主要是： 1、 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的對(duì)于結(jié)構(gòu)體的定義， 用typedef struct來(lái)實(shí)現(xiàn)，根據(jù)所設(shè)計(jì)的問(wèn)題 在結(jié)構(gòu)體里面定義數(shù)據(jù)類(lèi)型及其變量，用define定義數(shù)組的大小，然后利用 typedef來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于變童的未知類(lèi)型確定正確的類(lèi)型。 2、 利用數(shù)組的形式來(lái)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，在實(shí)現(xiàn)不同操作過(guò)程中，有的用一維結(jié)構(gòu)體數(shù)組（三 元組順序表）來(lái)存儲(chǔ)，有的用二維數(shù)組來(lái)儲(chǔ)存. 3、 轉(zhuǎn)迅的過(guò)程中利用的是快速轉(zhuǎn)置的方法

2、，附設(shè)了 num和cpot兩個(gè)輔助變童. 4、 矩陣的加法、減法、乘法、逆運(yùn)算的基本算法方式. 5、 通過(guò)調(diào)用每個(gè)函數(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)每個(gè)算法的功能. 二課程設(shè)計(jì)思路及算法描述 設(shè)計(jì)思路： 1、 首先是對(duì)于轉(zhuǎn)置的考慮，要運(yùn)用快速轉(zhuǎn)凰的方法實(shí)現(xiàn)，必須用三元組順序表來(lái) 儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，所以在第一個(gè)結(jié)構(gòu)體中存在int類(lèi)型的行數(shù)（mu）列數(shù)（nu）以及 非家元素的個(gè)數(shù)（tu）;然后第二個(gè)結(jié)構(gòu)體中分別有非零元素的行下標(biāo)（i ）、列 下標(biāo)（j）和元素?cái)?shù)值（e）,最后在第一個(gè)結(jié)構(gòu)體中實(shí)現(xiàn)對(duì)第二個(gè)結(jié)構(gòu)體成為數(shù) 組結(jié)構(gòu)體類(lèi)型。 2、 對(duì)于其余加法、減法、乘法和逆運(yùn)算則是運(yùn)用另一個(gè)結(jié)構(gòu)體來(lái)實(shí)現(xiàn)，里面只有 矩陣的行數(shù)

3、、列數(shù)和一個(gè)二維數(shù)紐（用門(mén)oat來(lái)定義類(lèi)型）. 3、 在main函數(shù)里面，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于數(shù)據(jù)的輸入操作，利用if語(yǔ)句進(jìn)行選擇來(lái)執(zhí)行 操作，利用do……while語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)功能的循環(huán)操作。 4、 分五個(gè)函數(shù)調(diào)用分別來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)置、加法、乘法、粗逆運(yùn)算，每個(gè)里面都有最終 輸出結(jié)果的方式. 算法1:矩陣的轉(zhuǎn)置 輸入：mu中存放矩陣的行數(shù)，tu存放矩陣的列數(shù)，i接收行下標(biāo)的數(shù)值，j接收列 下標(biāo)的數(shù)值，e來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù). 輸出：轉(zhuǎn)暹后的新矩陣. 輸入兩行兩列數(shù)據(jù)，在第二行第一列中有個(gè)數(shù)據(jù)為12,其余都為0,則輸出的結(jié)果 為第一行第二列數(shù)據(jù)為12,其余為0. 算法2:矩陣的加法運(yùn)算 輸入：i中存放矩陣

4、的行數(shù)，j中存放矩陣的列數(shù)，二維數(shù)紐b中存放每個(gè)數(shù)據(jù). 輸出：矩陣加完后的另一個(gè)新矩陣. 輸入兩個(gè)兩行三列的矩陣，在第一個(gè)矩陣?yán)锩娴谝恍械谝涣杏袀€(gè)數(shù)據(jù)20,其余為 0,在第二個(gè)矩陣?yán)锩娴谝恍械诙兄杏袀€(gè)數(shù)據(jù)30,其余為0,則輸出的結(jié)果為一 個(gè)兩行三列的矩陣，其中第一行第一列數(shù)提為20,第一行第二列數(shù)據(jù)為30,其余 為0. 算法3:矩陣的減法運(yùn)算 輸入：i中存放矩陣的行數(shù)，j中存放矩陣的列數(shù)，二維數(shù)組b中存放每個(gè)數(shù)據(jù). 輸出：矩陣相減后的另一個(gè)新矩陣. 輸入兩個(gè)兩行三列的矩陣，在第一個(gè)矩陣?yán)锩娴谝恍械谝涣杏袀€(gè)數(shù)據(jù)20,其余為 0,在第二個(gè)矩陣?yán)锩娴谝恍械谝涣兄杏袀€(gè)數(shù)據(jù)30,其余為0,

5、則輸出的結(jié)果為一 個(gè)兩行三列的矩陣，其中第一行第一列數(shù)據(jù)為-10,其余為0. 算法4：矩陣的乘法運(yùn)算 輸入：i中存放矩陣的行數(shù)，j中存放矩陣的列數(shù)，二維數(shù)組b中存放每個(gè)數(shù)據(jù). 輸出：矩陣加完后的另一個(gè)新矩陣. 輸入兩行兩列的矩陣，第一個(gè)矩陣?yán)锩娴谝恍械谝涣杏袀€(gè)數(shù)據(jù)2第二列有個(gè)數(shù)據(jù) 3,其余為0,在第二個(gè)矩陣?yán)锩娴谝恍械谝涣杏袀€(gè)數(shù)據(jù)2第二列中有個(gè)數(shù)據(jù)3,其 余為0,則輸出的結(jié)果為一個(gè)兩行兩列的矩陣，其中第一行第一列數(shù)據(jù)為4,第二 列為6,第一行第二列數(shù)據(jù)為30,其余為0. 算法五：矩陣的逆運(yùn)算 輸入：i中存放矩陣的行數(shù)，j中存放矩陣的列數(shù)，二維數(shù)組b中存放每個(gè)數(shù)據(jù). 輸出：矩陣進(jìn)行

6、逆運(yùn)算完后的另一個(gè)新矩陣. 輸入三行三列的矩陣，第一個(gè)矩陣?yán)锩娴谝恍械谝涣杏袀€(gè)數(shù)據(jù)3個(gè)數(shù)據(jù)分別為 1, 2, 3;第二行的數(shù)據(jù)分別為2, 2, 1;第三行的暑假分別為3, 4, 3;則輸出的 結(jié)果為三行三列矩陣，其中第一行的數(shù)據(jù)為1, 3, -2;第二行的數(shù)據(jù)分別為- 1.5, -3, 2.5; 第三行的數(shù)據(jù)分別為1, 1, -1. 三、課程設(shè)計(jì)中遇到的難點(diǎn)及解決辦法 1、在轉(zhuǎn)理的過(guò)程中，要求把轉(zhuǎn)置后的矩陣輸出出來(lái)，因?yàn)橛玫氖侨M順序表的存儲(chǔ) 形式，所以不知道怎么去實(shí)現(xiàn)，然后通過(guò)進(jìn)一步思考，運(yùn)用先把一個(gè)矩陣存入家元素，然后 2 在對(duì)其進(jìn)行更改，最后完成了此項(xiàng)的工作. 2

7、、就是對(duì)于矩陣的乘法運(yùn)算和逆運(yùn)算，掌握的不夠熟練，先是通過(guò)書(shū)籍對(duì)于矩陣的乘 法和逆運(yùn)算得到更深的了解，然后通過(guò)一步步寫(xiě)程序最后實(shí)現(xiàn)了矩陣的乘法運(yùn)算和逆運(yùn)算. 四、 總結(jié) 通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)，讓我對(duì)于編程有了更深的認(rèn)識(shí)，老師的精心指導(dǎo)讓我學(xué)會(huì)到了很 多，不僅僅是代碼，最主要的讓我的思維開(kāi)闔了很多，在這個(gè)過(guò)程中，通過(guò)不斷的嘗試，不 斷的修改，最終克服了困難，完成了自己的任務(wù)，心里有種無(wú)比的喜悅，但同時(shí)又感覺(jué)到了 自己的知識(shí)面的狹隘，還有好多知識(shí)的海洋還沒(méi)有暢游，等待自己將是一回更大的考臉. 對(duì)于現(xiàn)在的自己，對(duì)學(xué)習(xí)程序還是有很大的興趣，它讓我體驗(yàn)到了很多的快樂(lè)，我要 進(jìn)步跟進(jìn)現(xiàn)在的課程，努力去發(fā)

8、展自己，按照老師說(shuō)的最主要的是具有了編程的思想，則具 有了編程的能力，我想我可以成功完成自己的目標(biāo)。 五、 附錄一主要源程序代碼及運(yùn)行結(jié)果 1、主要源程序代碼： # include # define max 100 # define maxsize 100 typedef float elemtype; typedef struct { float b[max] [max]; int i;〃矩陣的行數(shù) int j;//矩陣的列數(shù) } tsmatrix; typedef struct { int i, j;//該非家元的行下標(biāo)和列下標(biāo) elemty

9、pe e; }triple; typedef struct { triple data [maxsize+1]; //非零元三元組,data [0]未用 int mu, nu, tu; //矩陣的行數(shù)、列數(shù)和非零元個(gè)數(shù) }sqlist ; void zhuanzhi (sql ist si, tsmatrix 412) //矩陣的轉(zhuǎn)置 { sql ist s2; int col, t9, p, q, al, bl; int num[100], copt [100]; s2. mu=sl? mu; s2? nu=sl? nu; s2? tu=sl? tu; if(s2. tu>

10、0) { for (col=l; col<=sl ?nu;++col) num [col] =0; for (t9=l; t9<=sl. tu; ++t9) ++num[sl. data [t9]. j]; //求si中每一列含非零元個(gè)數(shù) copt [1]=1; //求第col列中第一個(gè)非零元在s2. data中序號(hào) for (col=2; col<=sl? nu; ++col) copt [col]=copt[col-l]+num[col-l]; for (p=l; p<=sL tu; ++p) { col=sl- data [p]. j; q=copt [col];

11、s2?data [q]? i=sl?data[q]? j; s2? data [q]? j=sl?data[q]? i; s2. data [q]. e=sl. data [q]. e; ++copt [col]; 12. b[s2. data [q]? i] [s2. data [q]. j]=s2. data [q)? e;} printf ("轉(zhuǎn)置后的數(shù)據(jù)是:\nn); pr intf (R????????#?>???????????????????????????\nn); for (al=l; al<=sl. nu; al++) { for (b 1=1; bl<=sl. m

12、u; bl++) {printf C%10. 3f\ 12.b[al] [bl]); printf ("\tR);} printf (R\n"); ) printf(R???????????????????????????????????? printf ("\n"); } } void jiafa (tsmatrix 14, tsmatrix 15) //矩陣的加法 (tsmatrix 16; for (int t=0; t<14. i; t++) { for (int 11=0; tl<14. j; tl++) 16.b[t] [tl]=14.b[t] [tl]+

13、15.b[t] [tl];} printf ("矩陣加完后的結(jié)果：\nw); printf(*拿拿拿拿??拿■拿??■拿拿拿拿拿*************\n"); for (int t2=0; t2<14. i; t2++) { for (int t3=0; t3<14. j; t3++) {printf ("%10. 3f\16.b[t2] [t3]); printf("\tR);) printf ("\n");} printf } ， void jianfa (tsmatrix 14, tsmatrix 15) //矩陣的減法 {tsmatrix 16; for

14、(int t=0; t<14?i;t++) { for (int tl=0; tl<14. j; tl++) 16.b[t] [tl]=14.b[t] [tl]-15.b[t] [tl];} printf C矩陣相減后的結(jié)果:\nH); printf for (int t2=0; t2<14. i; t2++) { for (int t3=0; t3<14. j; t3++) {printf (n%10. 3f\ 16.b[t2] [t3]); printf("\t");} printf ("\nR);} printf(R???????????????????????????

15、???\nn); } , void chengfa (tsmatrix 14, tsmatrix 15) //矩陣的乘法 { tsmatrix 16; for (int t=0; t<14. i; t++) 4 for (int 11=0; tl<15. j; 11++) { 16. b[t] [tl]=0; for (int k=0; k<14. j; k++) 16. b[t] [tl]+=14. b[t] [k]*15. b[k] [tl];} printf (*?矩陣乘完后的結(jié)果:\nn); pr intf for (int t2=0; t2<14. i; t

16、2++) { for (int t3=0; t3<15. j; t3++) {printf C%10. 3f\16.b[t2] [t3]); printf (R\tR);) printf ("\n");} printf } , void niyunsuan( tsmatrix s)〃矩陣的逆運(yùn)算 { tsmatrix si; float t, x; int k, i, j; for (i=0; i

17、 i+i) si. b[i] [j]=L 0; else si. b[i] [j]=0. 0; } for (i=0; i

18、si. b[i] [j]=sl. b[i] (j]/t;} float y=l? 0; for (i=0; i

19、\s.b[i] [j]); printf (H\nn); }}} void main0 { tsmatrix 1, 11, 13; sql ist s; int m,n,ml,nl,n4,n5, t, tl, t2, t3, t4, t5, t6, t7, t8; do{ printf(n請(qǐng)輸入你要進(jìn)行的操作：\nw)； printf(w>?>>###???????????????????????\nw); printf(R矩陣轉(zhuǎn)置運(yùn)算請(qǐng)按l\n矩陣的加法運(yùn)算詔按2\n矩陣的乘法運(yùn)算請(qǐng)按3\n 矩陣的減法運(yùn)算請(qǐng)按4\n矩陣的逆運(yùn)算請(qǐng)按5\n結(jié)束請(qǐng)按0: \nn); print

20、f (R**>>**********************\nn); scanf (n%dH, &ml); if (ml=l) { printf 0您選擇進(jìn)行的操作是矩陣的轉(zhuǎn)置運(yùn)算\n\nn); printf("請(qǐng)輸入你要轉(zhuǎn)置矩陣的行數(shù)、列數(shù)和非家元的個(gè)數(shù)\nn); scanf C%d-,&tl); scanf ("%d\&t2); scanf C%d\&t3); s. mu=tl; s. nu=t2; s. tu=t3; printf C請(qǐng)輸入你要轉(zhuǎn)置矩陣非零元的行下標(biāo)、列下標(biāo)(從【1]【1]開(kāi)始由左至右由上 到下)及其數(shù)據(jù)(按行逐個(gè)輸入)\十); for (t4

21、=l; t4<=s. tu; t4++) {scanf (w%d\&t5); scanf ("%dn,&t6); s. data [t4] ? i=t5; s. data [t4]? j=t6; scanf&s.data[t4].e);} for (t7-l; t7<=s. nu; t7++) { for (t8=l; t8<=s. mu; t8++) ll.b[t7] [t8]=0. 0; } zhuanzhi (s, 11); } if (ml =2) I printf (*?您選擇進(jìn)行的操作是矩陣的加法運(yùn)算\n\nn); printf (*請(qǐng)輸入矩陣的行數(shù)和列

22、數(shù):\nn)； scanf &n); scanf ("%dn, &m); 1. i=n; 1. 13. i=n; 13.仙； printf printf (n請(qǐng)輸入第一個(gè)%d#%d列的矩陣\n〔 1. i, 1. j); { for (t=0; t

23、"請(qǐng)輸入第二個(gè)%d #%d 列的矩陣\n\13. i, 13. j); for (n4=0; n4

24、 1? j=m； printf(*拿■拿■拿■拿■拿■拿■?*****************\n"); printf (-請(qǐng)輸入第一個(gè)%d行%d列的矩陣\nw, 1. i, 1. j); { for (t=0; t

25、(!", &ml); 13. i=nl; 13. j=ml； printf(用■拿拿????????????■?*************\n"); printf ("請(qǐng)輸入第二個(gè)%d行%宀列的矩陣\n[ 13. i,13. j); for (n4=0; n4<13. i; n4++) { for (n5=0; n5<13. j; n5++) scanf (r%f", &13. b[n4] [n5]);} printf\nw); chengfa (I, 13); } if (ml=4) printf J您選擇進(jìn)行的操作是矩陣的減法運(yùn)算\n\nw); printf (冃請(qǐng)

26、輸入矩陣的行數(shù)和列數(shù):\nn); scanf C%cT, &n); scanf (R%dn,&m); 1. i=n; 1. j=m； 13. i=n; 13. j=m; pr intf(用■拿■拿拿拿拿拿拿拿拿拿拿拿拿拿拿*************\n"); printfC請(qǐng)輸入第一個(gè)%d行%d列的矩陣\十,1. i, 1. j); { for (t=0; t

27、??????????????\nM)J printf ("請(qǐng)輸入第二個(gè)%d行%(1列的矩陣\n\13. i,13. j); for (n4=0; n4<13. i;n4++) { for(1)5=0; n5<13. j; n5++) scanf &13. b[n4] [n5]);) pr intf(n\nn); jianfa (1, 13); } if (ml=5) { printf C您選擇進(jìn)行的操作是矩陣的逆運(yùn)算\n\nn); printf 0請(qǐng)輸入矩陣的維數(shù)(即行和列相等的矩陣)：\nn); scanf ("%d", &n); 1. i=n; 1. j=n; pr

28、intf\nn)j printf (n請(qǐng)輸入%d e%d列的矩陣\岸，1. i, L j); { for (t=0; t

29、 (2) .矩陣的轉(zhuǎn)置運(yùn)算: ■弋:\8虛結(jié)均\Microsoft Visual Studio\Common\MSDev98\Bin\Debug\sfd.exe* 4 * * T 2 3 4 七 1按按按5 按WOI円青枝 - 尚 - 算運(yùn)運(yùn)-務(wù)畀十 運(yùn)法法法運(yùn)e:1 置黑醤按十 齧的的的請(qǐng)一 邁電距矩題田Q亠 b-t丿vl^Y^A/V^AZv-t?-T4 請(qǐng)輸入你要轉(zhuǎn)置矩陣的行數(shù).列數(shù)和非零元的個(gè)數(shù) *囂和以養(yǎng)賈更矩陣非零元的行下標(biāo)、列下標(biāo)〈從［1】⑴開(kāi)始由左至右由上到下〉及其數(shù)據(jù)＜ 穆翳的數(shù)

30、據(jù)是： 0?000 0?000 32.000 0.000 (3) .矩陣的加法運(yùn)算: t-- * 旳* 2 3 4 操 I 1S 対*安青青青安 AFkk4nT 1 s 1 > T 4XJ 行" 進(jìn)I篦運(yùn)運(yùn)賈 要“運(yùn)法法法運(yùn)0: 你“1加乘減逆按 入3轉(zhuǎn)的的的的請(qǐng) 覚束 餐選擇進(jìn)行的操作是矩陣的加法運(yùn)算 請(qǐng)輸入矩陣的行數(shù)和列數(shù)： 2 2 請(qǐng)輸入第一個(gè)2行2列的矩陣 -憐禱■<* 青輸入第二個(gè)2行2列的矩陣 矩陣加完后的結(jié)果: (4) .矩陣的減法運(yùn)算： 0 ?G:\Jti^\Microsoft Visual Studio\Common\MSDev98\Bin\

31、Debug\sfd.exe" fl 2 3 4He 1H5 卄 的*按請(qǐng)請(qǐng)請(qǐng)按卄 行卄請(qǐng)宴B詈卄 進(jìn)卄尊運(yùn)運(yùn)運(yùn)算卄 要卄運(yùn)法法法運(yùn)0:卄 你卄W紮減專(zhuān)卄 A卄轉(zhuǎn)的的的的請(qǐng)卄 <卄^&^^&束十 胥 咲矩矩矩矩 " 您選擇進(jìn)行的操作是矩陳的減法運(yùn)算 請(qǐng)輸入柜陳的行數(shù)和列數(shù)： 2 2 青輸入第一個(gè)2行2列的矩陣 ?2 1 2 請(qǐng)輸入第二個(gè)2行2列的矩陣 1 3 1 3 矩陸相減后的結(jié)果： F?*呉*礙■禪■昨昨忙?舟懷舅■怖賀■耳■襖* 怔員■悴怪禎?* 昨植?*禪■祈■覺(jué)慨 0.000 -1.000 0.000 -1.000 (5

32、).矩陣的乘法 m 2 3 4 "1枝琴5 W璽里冃土口亦 “請(qǐng)篡B善 *茸運(yùn)運(yùn)運(yùn)算 F -套法法運(yùn)0: -置加乘減零 “書(shū)的的的請(qǐng) MM辭“:;1斗鋒薛一出 *反叵叵叵乍=o 鶴矩陣的行詼可進(jìn)行計(jì)鄭 b輸入第一個(gè)矩陣的行數(shù)和列數(shù): 2 3 請(qǐng)輸入第一個(gè)2行3列的矩陣 12 3 2 3 4 ■ ■舅開(kāi)資 禪 H.HII舅餐 ■舅”開(kāi)貝耳 修輸入第二個(gè)矩陣的行數(shù)和列數(shù)： 3 2 情輸入第二個(gè)3行2列的矩陣 1 2 2 2 P 1 MXMMXKMMMXMMXXMMMXXMXMXMMXMMMM 矩陣乘完后的結(jié)果， 14.00W 9?mw 20.000 14

33、.000 (6).矩陣的逆運(yùn)算: 2 3 4 15 按至冃壬冃請(qǐng)按 請(qǐng)liBiMi請(qǐng) 算運(yùn)運(yùn)運(yùn)算 運(yùn)峯袪運(yùn)0: 技 吐晞的的的請(qǐng) 拒拒矩拒jg 口 您選擇進(jìn)行的操作是矩陣的逆運(yùn)算 *G：\S^SI3\M icrosoft Visual Studio\Common\MSDev98\Bin\Debug\sfd.exe* 請(qǐng)輸入矩陣的維數(shù)〈即行和列相等的矩陣〉: 3 請(qǐng)輸入3行3列的矩陣 1 2 3 2 2 1 3 4 3 矩陣逆運(yùn)算后的結(jié)果： 1.000 3.000 -2.00(1 -1.500 -3.000 2.500 1.008 1.000 -1.000 (

34、7).矩陣可以循環(huán)運(yùn)算: 13 漸入矩脖的維姝即行和列相尊的矩陣” 選擇進(jìn)行的撫作是矩陣的逆運(yùn)算 >G：\J?S?8?3\Microsoft Visual Studio\Comfnon\MSDev98\Bin\Debug\sfd.exe* 請(qǐng)輸入你要進(jìn)行的握作: 2 3 4 11^5 按請(qǐng)請(qǐng)請(qǐng)按 B運(yùn)運(yùn)運(yùn)誦和 運(yùn)法法法運(yùn)0:KK InM-K- 番的的的請(qǐng)“ 束-M-M -n 二n = n = n = n-bFTM- f 8 2 3 4 操 3 lts5 的*安請(qǐng)請(qǐng) 行咲適11S.掛 進(jìn)MM"昇運(yùn)運(yùn)運(yùn)茸 要“運(yùn)法法法運(yùn)0: 你I直加乘按 入W轉(zhuǎn)的的的的譴 輸“&束 六、指導(dǎo)老師評(píng)語(yǔ)及成績(jī)