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

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，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)、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dowhile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,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、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)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 <stdio.h># define max 100# define maxsize 100typedef float elemtype;typedef struct float bmax 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)elemtype 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 num100, copt 100;s2. mu=sl mu; s2 nu=sl nu; s2 tu=sl tu;if(s2. tu>0) for (col=l; col<=sl nu;+col) num col =0;for (t9=l; t9<=sl. tu; +t9)+numsl. 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=coptcol-l+numcol-l;for (p=l; p<=sL tu; +p) col=sl- data p. j;q=copt col;s2data q i=sldataq j; s2 data q j=sldataq i; s2. data q. e=sl. data q. e; +copt col;12. bs2. 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. mu; bl+)printf C%10. 3f 12.bal bl);printf ("tR);printf (Rn");)printf(Rprintf ("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.bt tl=14.bt tl+15.bt 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. 3f16.bt2 t3);printf("tR);)printf ("n");printf ，void jianfa (tsmatrix 14, tsmatrix 15) /矩陣的減法tsmatrix 16;for (int t=0; t<14i;t+) for (int tl=0; tl<14. j; tl+)16.bt tl=14.bt tl-15.bt tl; printf C矩陣相減后的結(jié)果:nH);printffor (int t2=0; t2<14. i; t2+) for (int t3=0; t3<14. j; t3+)printf (n%10. 3f 16.bt2 t3);printf("t");printf ("nR);printf(Rnn); ,void chengfa (tsmatrix 14, tsmatrix 15) /矩陣的乘法 tsmatrix 16;for (int t=0; t<14. i; t+)4for (int 11=0; tl<15. j; 11+) 16. bt tl=0;for (int k=0; k<14. j; k+)16. bt tl+=14. bt k*15. bk tl; printf (*矩陣乘完后的結(jié)果:nn);pr intffor (int t2=0; t2<14. i; t2+) for (int t3=0; t3<15. j; t3+) printf C%10. 3f16.bt2 t3);printf (RtR);)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<s. i; i+)for(j=0; j<(2*s. i); j+) if (j<s. i) si. bi j=s. bi j; else if (j=s. i+i) si. bi j=L 0; else si. bi j=0. 0;for (i=0; i<s. i; i+) for (k=0; k<s. i; k+)if (k! = i) t=sl. bk i/sl. b(i i; for(j=0; j<(2*s. i); j+) x=sl. b訂j"t;si. bk j=sl. bk (j-x;)for (i=0; i<s. i; i+) t=sl. bi訂;for (j=0; j<(2*s. i); j+)si. bi j=sl. bi (j/t;float y=l 0;for (i=0; i<s. i; i+) y=y*sl. b訂訂; if (y=0 0)printf("對(duì)不起，您榆入的矩陣沒(méi)有逆矩陣”); else for (i=0; i<s. i; i+) for(j=0; j<s. i; j+)s. bi j=sl. bi j+s. i;printf C矩陣逆運(yùn)算后的結(jié)果:nM);for (i=0; i<s. 1； i+) for (j=0; j<s. i; j+)printf (%10. 3fs.bi j);printf (Hnn);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ln矩陣的加法運(yùn)算詔按2n矩陣的乘法運(yùn)算請(qǐng)按3n 矩陣的減法運(yùn)算請(qǐng)按4n矩陣的逆運(yùn)算請(qǐng)按5n結(jié)束請(qǐng)按0: nn);printf (R<x>*>>*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nnn);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=l; t4<=s. tu; t4+)scanf (w%d&t5);scanf ("%dn,&t6);s. data t4 i=t5; s. data t4 j=t6;scanf&s.datat4.e);for (t7-l; t7<=s. nu; t7+) for (t8=l; t8<=s. mu; t8+)ll.bt7 t8=0. 0;zhuanzhi (s, 11);if (ml =2)Iprintf (*您選擇進(jìn)行的操作是矩陣的加法運(yùn)算nnn);printf (*請(qǐng)輸入矩陣的行數(shù)和列數(shù):nn)；scanf&n);scanf ("%dn, &m);1. i=n;1.13. i=n;13.仙；printfprintf (n請(qǐng)輸入第一個(gè)%d#%d列的矩陣n 1. i, 1. j); for (t=0; t<l. i; t+)for (nl=0; nl<l. j; nl+)scanf &1. bt nl);)printf(*拿拿拿拿拿拿拿拿拿拿拿拿拿拿拿拿拿*n");pr intf(hnn);printf ("請(qǐng)輸入第二個(gè)%d #%d 列的矩陣n13. i, 13. j);for (n4=0; n4<l 3. i;n4+) for (n5=0; n5<13. j; n5+)scanfbn4 n5);printf(Rnn);jiafa (1, 13);if (ml=3)Iprintf (R您選擇進(jìn)行的操作是矩陣的乘法運(yùn)算n (只有當(dāng)?shù)谝粋€(gè)矩陣的列數(shù)等于第二個(gè) 矩陣的行數(shù)方可進(jìn)行計(jì)算)nnM);printf C請(qǐng)輸入第一個(gè)矩陣的行數(shù)和列數(shù):nn);scanf &n);scanf (n%d &m);I. i=n;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<l. i; t+)for (nl=0; nl<l. j; nl+)scanf ("%f",&L bt nl);)printf(用拿拿拿拿拿拿拿拿*n");printfnn);printf ("請(qǐng)輸入第二個(gè)矩陣的行數(shù)和列數(shù):n");scanf ("%d", &nl);scanf (%(!", &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. bn4 n5);printfnw);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nnw);printf (冃請(qǐng)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<l. i; t+)for (nl=0; nl<I. j; nl+)scanf (n%f&L bt nl);pr intf(Rnn);pr intf(RnM)Jprintf ("請(qǐng)輸入第二個(gè)%d行%(1列的矩陣n13. i,13. j);for (n4=0; n4<13. i;n4+) for(1)5=0; n5<13. j; n5+)scanf &13. bn4 n5);)pr intf(nnn); 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nnn); 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;printfnn)j printf (n請(qǐng)輸入%d e%d列的矩陣岸，1. i, L j); for (t=0; t<I. i; t+)for (nl=0; nl<L j; nl+)scanf&I. bt nl);printf(Rnn)Jniyunsuan(l); whi le (ml !=0);2、運(yùn)行結(jié)果(如下圖)：(1) 、執(zhí)行的首界面：8"GAjSSsSXMicrosoft Visual StudioCommonMSDev98BinDebugsfd.exe*o 釦 &(2) .矩陣的轉(zhuǎn)置運(yùn)算:弋:8虛結(jié)均Microsoft Visual StudioCommonMSDev98BinDebugsfd.exe*4*T2 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vlYA/VAZv-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】開(kāi)始由左至右由上到下及其數(shù)據(jù) 穆翳的數(shù)據(jù)是：0000000032.0000.000(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:JtiMicrosoft Visual StudioCommonMSDev98BinDebugsfd.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21 2請(qǐng)輸入第二個(gè)2行2列的矩陣1 31 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0.000-1.0000.000-1.000(5).矩陣的乘法m 2 3 4 "1枝琴5W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 32 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 22 2P 1MXMMXKMMMXMMXXMMMXXMXMXMMXMMMM矩陣乘完后的結(jié)果，14.00W9mw20.00014.000(6).矩陣的逆運(yùn)算:2 3 415 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：SSI3M icrosoft Visual StudioCommonMSDev98BinDebugsfd.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 32 2 13 4 3矩陣逆運(yùn)算后的結(jié)果：1.0003.000-2.00(1-1.500-3.0002.5001.0081.000-1.000(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?3Microsoft Visual StudioComfnonMSDev98BinDebugsfd.exe*請(qǐng)輸入你要進(jìn)行的握作:2 3 4 115 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)