數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計矩陣的運算

1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計報告題 目：專 業(yè)：班 級：學(xué) 號：姓 名：指導(dǎo)老師：時 間：一、課程設(shè)計題目及所涉及知識點設(shè)計題目是“矩陣的運算” ，所涉及的知識點主要是：1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的對于結(jié)構(gòu)體的定義， 用 typedef struct 來實現(xiàn)，根據(jù)所設(shè)計的問題在 結(jié)構(gòu)體里面定義數(shù)據(jù)類型及其變量， 用 define 定義數(shù)組的大小，然后利用 typedef 來 實現(xiàn)對于變量的未知類型確定正確的類型。2、利用數(shù)組的形式來儲存數(shù)據(jù)，在實現(xiàn)不同操作過程中，有的用一維結(jié)構(gòu)體數(shù)組（三元 組順序表）來存儲，有的用二維數(shù)組來儲存。3、轉(zhuǎn)置的過程中利用的是快速轉(zhuǎn)置的方法，附設(shè)了 num和cpot兩個輔助變量。4、矩陣的

2、加法、減法、乘法、逆運算的基本算法方式。5、通過調(diào)用每個函數(shù)，來實現(xiàn)每個算法的功能。二、課程設(shè)計思路及算法描述設(shè)計思路：1、首先是對于轉(zhuǎn)置的考慮， 要運用快速轉(zhuǎn)置的方法實現(xiàn)， 必須用三元組順序表來儲存數(shù)據(jù)，所以在第一個結(jié)構(gòu)體中存在int類型的行數(shù)（mU列數(shù)（nu）以及非零 元素的個數(shù)（ tu ）；然后第二個結(jié)構(gòu)體中分別有非零元素的行下標（ i ）、列下標（j）和元素數(shù)值（e）,最后在第一個結(jié)構(gòu)體中實現(xiàn)對第二個結(jié)構(gòu)體成為數(shù)組結(jié) 構(gòu)體類型。2、對于其余加法、減法、乘法和逆運算則是運用另一個結(jié)構(gòu)體來實現(xiàn)，里面只有矩 陣的行數(shù)、列數(shù)和一個二維數(shù)組（用 float 來定義類型）。3、在 main 函數(shù)里

3、面， 來實現(xiàn)對于數(shù)據(jù)的輸入操作， 利用 if 語句進行選擇來執(zhí)行操作，利用dowhile語句來實現(xiàn)功能的循環(huán)操作。4、分五個函數(shù)調(diào)用分別來實現(xiàn)轉(zhuǎn)置、加法、乘法、和逆運算，每個里面都有最終輸 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接收行下標的數(shù)值，j接收列 下標的數(shù)值，e來存儲數(shù)據(jù)。輸出：轉(zhuǎn)置后的新矩陣。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中存放每個數(shù)據(jù)。 輸出：矩陣加完后的另一個新矩陣。

4、輸入兩個兩行三列的矩陣， 在第一個矩陣里面第一行第一列有個數(shù)據(jù) 20，其余為 0， 在第二個矩陣里面第一行第二列中有個數(shù)據(jù) 30，其余為 0，則輸出的結(jié)果為一個兩 行三列的矩陣，其中第一行第一列數(shù)據(jù)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中存放每個數(shù)據(jù)。 輸出：矩陣相減后的另一個新矩陣。輸入兩個兩行三列的矩陣， 在第一個矩陣里面第一行第一列有個數(shù)據(jù) 20，其余為 0， 在第二個矩陣里面第一行第一列中有個數(shù)據(jù) 30，其余為 0，則輸出的結(jié)果為一個兩 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

5、法 4：矩陣的乘法運算輸入：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中存放每個數(shù)據(jù)。 輸出：矩陣加完后的另一個新矩陣。輸入兩行兩列的矩陣，第一個矩陣里面第一行第一列有個數(shù)據(jù) 2 第二列有個數(shù)據(jù) 3， 其余為 0，在第二個矩陣里面第一行第一列有個數(shù)據(jù) 2第二列中有個數(shù)據(jù) 3，其余為 0，則輸出的結(jié)果為一個兩行兩列的矩陣，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中存放每個數(shù)據(jù)。 輸出：矩陣進行逆運算完后的另一個新矩陣。輸入三行三列的矩陣，第一個矩陣里面第一行第一列有個數(shù)據(jù)

6、 3 個數(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)計中遇到的難點及解決辦法1、在轉(zhuǎn)置的過程中，要求把轉(zhuǎn)置后的矩陣輸出出來，因為用的是三元組順序表的存儲 形式，所以不知道怎么去實現(xiàn)，然后通過進一步思考，運用先把一個矩陣存入零元素，然后 在對其進行更改，最后完成了此項的工作。2、就是對于矩陣的乘法運算和逆運算，掌握的不夠熟練，先是通過書籍對于矩陣的乘法和逆運算得到更深的了解，

7、然后通過一步步寫程序最后實現(xiàn)了矩陣的乘法運算和逆運算四、總結(jié)通過此次課程設(shè)計， 讓我對于編程有了更深的認識， 老師的精心指導(dǎo)讓我學(xué)會到了很多， 不僅僅是代碼，最主要的讓我的思維開闊了很多，在這個過程中，通過不斷的嘗試，不斷的 修改，最終克服了困難，完成了自己的任務(wù)，心里有種無比的喜悅，但同時又感覺到了自己 的知識面的狹隘，還有好多知識的海洋還沒有暢游，等待自己將是一回更大的考驗。對于現(xiàn)在的自己，對學(xué)習(xí)程序還是有很大的興趣，它讓我體驗到了很多的快樂，我要進 步跟進現(xiàn)在的課程，努力去發(fā)展自己，按照老師說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。五、附錄主要源

8、程序代碼及運行結(jié)果1、主要源程序代碼 :# include <stdio.h># define max 100# define maxsize 100typedef float elemtype;typedef struct float bmaxmax;int i;/ 矩陣的行數(shù)int j;/ 矩陣的列數(shù) tsmatrix;typedef struct int i,j;/ 該非零元的行下標和列下標elemtype e;triple;typedef struct triple datamaxsize+1;/ 非零元三元組 ,data0 未用int mu,nu,tu;/ 矩陣的行數(shù)、列

9、數(shù)和非零元個數(shù)sqlist ;void zhuanzhi(sqlist s1,tsmatrix &l2)/ 矩陣的轉(zhuǎn)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 中每一列含非零元個數(shù)copt1=1;/ 求第 col 列中第一個非零元在 s2.data 中序號

10、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（" 轉(zhuǎn)置后的數(shù)據(jù)是 :n"）;printf("*for(a1=1;a1<=s1.nu;a1+) for(b1=1;

11、b1<=s1.mu;b1+) printf("%10.3f",l2.ba1b1); printf("t"); printf("n");矩陣的加法printf("printf("n");void jiafa(tsmatrix l4, tsmatrix l5)/ 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(" 矩陣加完后的結(jié)果 :n"

12、;);printf("f*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("f*n");void jianfa(tsmatrix l4, tsmatrix l5)/ tsmatrix l6;for(int t=0; t<l4.i;t+)矩陣的減法 for(int t1=0;t1<l4.j;t1+

13、)l6.btt1=l4.btt1-l5.btt1; printf(" 矩陣相減后的結(jié)果 :n");printf("f*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("f*n");void chengfa(tsmatrix l4, tsmatrix l5)/矩陣的乘法 tsmatrix l

14、6;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(" 矩陣乘完后的結(jié)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("

15、n"); printf("*n");矩陣的逆運算void niyunsuan( tsmatrix s)/ 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;else s1.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.

16、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(" 對不起，您輸入的矩陣沒有逆矩陣 "); else for(i=0;i<s.i;i+)for(j=0;j<s.i;j+)s.bij=s1.bij+s.i; printf(" 矩陣逆運算后的結(jié)果 :n");for(i

17、=0;i<s.i;i+) for(j=0;j<s.i;j+) printf("%10.3f",s.bij); printf("n");void main() tsmatrix l,l1,l3; sqlist s;int m,n,m1,n1,n4,n5,t,t1,t2,t3,t4,t5,t6,t7,t8;do printf(" 請輸入你要進行的操作： n");printf("f*n");8printf(" 矩陣轉(zhuǎn)置運算請按 1n 矩陣的加法運算請按 2n 矩陣的乘法運算請按 3n矩陣的減法運算請

18、按 4n 矩陣的逆運算請按 5n 結(jié)束請按 0:n");scanf("%d",&m1);if(m1=1) printf(" 您選擇進行的操作是矩陣的轉(zhuǎn)置運算 nn"); printf(" 請輸入你要轉(zhuǎn)置矩陣的行數(shù)、列數(shù)和非零元的個數(shù) n"); scanf("%d",&t1);scanf("%d",&t2);scanf("%d",&t3);s.mu=t1;s.nu=t2;s.tu=t3;printf(" 請輸入你要轉(zhuǎn)置矩陣非零

19、元的行下標、列下標 ( 從 11 開始由左至右由上到 下)及其數(shù)據(jù) (按行逐個輸入 )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(

20、" 您選擇進行的操作是矩陣的加法運算 nn"); printf(" 請輸入矩陣的行數(shù)和列數(shù) :n");scanf("%d",&n);scanf("%d",&m);l.i=n;l.j=m;l3.i=n;l3.j=m;printf("*n");printf(”請輸入第一個出亍(列的矩陣n",l.i,l.j); for(t=0;t<l.i;t+)for(n1=0;n1<l.j;n1+)scanf("%f",&l.btn1);printf

21、("*n");printf("*n");printf("請輸入第二個出亍4列的矩陣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(" 您選擇進亍的操作是矩陣的乘法運算 n( 只有當?shù)谝粋€矩陣的列數(shù)等于第二個 矩陣的亍數(shù)方可進亍計算 )nn");printf("

22、 請輸入第一個矩陣的亍數(shù)和列數(shù) :n");scanf("%d",&n); scanf("%d",&m);l.i=n;l.j=m;printf("*n");printf("請輸入第一個出亍(列的矩陣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(&qu

23、ot; 請輸入第二個矩陣的亍數(shù)和列數(shù) :n"); scanf("%d",&n1);scanf("%d",&m1);l3.i=n1;l3.j=m1; printf("*n");printf("請輸入第二個出亍4列的矩陣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");chengfa(l,l3);

24、if(m1=4)printf(" 您選擇進亍的操作是矩陣的減法運算 nn"); printf(" 請輸入矩陣的亍數(shù)和列數(shù) :n");scanf("%d",&n); scanf("%d",&m);l.i=n;l.j=m; l3.i=n;l3.j=m; printf("*n");printf(”請輸入第一個出亍(列的矩陣n",l.i,l.j); for(t=0;t<l.i;t+)for(n1=0;n1<l.j;n1+) scanf("%f",

25、&l.btn1); printf("*n"); printf("*n");printf("請輸入第二個出亍4列的矩陣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");jianfa(l,l3);if(m1=5)printf(" printf("您選擇進亍的操作是矩陣的逆運算 nn"）; 請輸入矩陣的維數(shù)

26、（即亍和列相等的矩陣 ）:n"）;scanf("%d",&n);l.i=n;l.j=n;printf("*n");printf（" 請輸入出亍（列的矩陣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");niyunsuan(l);while（m1!=0）;2、運亍結(jié)果（如下圖） ：（1）、執(zhí)亍的首界面："G:oft Visual Stu

27、dioCommonMSDev9SBinDebug5fdrexepi=i回*&.冃士冃主冃閔 ffiwlai詈 算運運運"昇 運屢法運0: 置加乘減逆按 番的SS請束ff-5-6_H-l;l£-p9(2) 、矩陣的轉(zhuǎn)置運算:I ' *G：謂l掲結(jié)羈Mkrsoft 甘i$ual Stud i oCom mo nM Dev98 Bi rXDebugVd .exe"CZI口2 3 4-5 按請請請按 請slB用 St運運運"畀 運法法法運0! 置加癇欝拯 書的的的請束您選擇進行的操作是矩陣的轉(zhuǎn)置迂算請輸入你要轉(zhuǎn)置矩陣的行數(shù)、列數(shù)和非零元的個數(shù)巒入

28、擁寰轉(zhuǎn)置矩陽淒元的行下標、列下標(從1H11開始由左至右由上到下及苴數(shù)據(jù) 彳亍逐儲入2 32置后的數(shù)據(jù)是：B.0000.000(3) 、矩陣的加法運算:I 'G邈揭結(jié)扇制icrosoft Visual StudioComnnorM SDevS8EinDebugsfd.exe"= 同 S32 3 4 1按按按- 按朗朗圍按i 請ffissis 算運運運算 運法法法運0: 置加乘減逆按 的的的請 -pH-pH-H_41n-11(4) 、矩陣的減法運算: *6；徵據(jù)結(jié)斑Micro5oft Visual StudioComnnonM5Dev986inDebugsfd.axam請輸入你

29、要進行的請請按 請»>&用 "昇運運運"畀 話法法法運0: 置加乘誠逆按的的的請-EE-E-o-Edr-rT4勒選擇進行的操作杲矩陣的減注運算 k輸入矩陣的行數(shù)和列數(shù)：B 2情輸入第一個2行2列的矩陣1 21 2請輸入第二個2行?列的矩陣1 3£ 3矩陣相減后的結(jié)果:(5) 、矩陣的乘法S3二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 *2 3 4 按請請請按 請»»詈 "畀運運運"畀 運法法法運0: 置加乘誠逆按 的的的請 5一一P6一一p-pTh-rr 刃刃刃- -15聲練矩陣的行數(shù)方可進行計算幘輸入