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安徽理工大学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:Windows XP开发工具:Microsoft Visual C+ 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,20112温秀梅,丁学均.Visual C+面向对象程序设计.北京:清华大学出版社,20093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12 需求分析13 总体设计23.1 Matrix结构的定义23.2 系统流程图34 详细设计44.1 “菜单”界面44.2 建立矩阵44.3 显示矩阵64.4 矩阵的转置74.5 矩阵的加法运算84.6 矩阵的减法运算94.7 矩阵的乘法运算95 程序运行115.1 输入矩阵115.2 矩阵转置115.3 矩阵加法125.4 矩阵减法125.5 矩阵乘法125.6 退出及错误提示136 总结13参考文献141 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: 存储结构选择三元组存储方式; 实现一个稀疏矩阵的转置运算; 实现两个稀疏矩阵的加法运算; 实现两个稀疏矩阵的减法运算; 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:void Display(Matrix M);int Max(int i,int j);Matrix Zero(Matrix M)等,下面会做进一步详细的介绍。3 总体设计3.1 Matrix结构的定义struct Matrixint H;/矩阵的行数int L;/矩阵的列数int fly;/矩阵中的非零元个数int zhiMaxsizeMaxsize;/非零元值所在行所在列; 操作集合:(1) Matrix Enter(Matrix M);/建立矩阵M(2) void Display(Matrix M);/显示矩阵M(3) void Transpose(Matrix M);/M矩阵的转置(4) void Add(Matrix M,Matrix N);/求和运算 A+B(5) void Sub(Matrix M,Matrix N);/求差运算 A-B(5) void Multi(Matrix M,Matrix N);/求积运算 A*B(6) int Max(int i,int j);/求最大值(7) Matrix Zero(Matrix M);/矩阵所有元素赋值为03.2 系统流程图 该运算系统的系统流程图如图1所示: 稀疏矩阵运算系统输入矩阵A输入矩阵B矩阵A的转置A + B矩阵B的转置ABA * BB *A退 出图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:Matrix Enter(Matrix M)/建立矩阵coutM.HM.L;coutM.fly;cout(M.H*M.L)cout非零元个数多于矩阵元素总数,请重新输入!endl;coutM.fly;M=Zero(M);int h;int l;for(int n=1;n=M.fly;n+)/输入非零元所在的行、列和值cout请输入第nhl;if(hM.H|lM.L)/行列输入错误提示cout行列输入错误,请重新输入:endl;cout请重新输入第nhl;coutM.zhihl;coutendl;return M;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:Matrix Zero(Matrix M)/矩阵所有元素赋值为0for(int i=1;i=M.H;i+)for(int j=1;j=M.L;j+)M.zhiij=0;return M;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:void Display(Matrix M)/显示矩阵int count=0;cout矩阵为:endl;for(int i=1;i=M.H;i+)for(int j=1;j=M.L;j+)printf(%-4d,M.zhiij);count+;if(count=M.L)coutendl;count=0;coutendl;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:void Transpose(Matrix M)/矩阵转置C.H=M.L;C.L=M.H;cout原来的;Display(M);for(int i=1;i=M.L;i+)for(int j=1;j=M.H;j+)C.zhiij=M.zhiji;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:void Add(Matrix M,Matrix N)/A+Bint n1=Max(M.H,N.H);int n2=Max(M.L,N.L);C.H=n1;C.L=n2;C=Zero(C);for(int i=1;i=n1;i+)for(int j=1;j=n2;j+)C.zhiij=M.zhiij+N.zhiij;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AB,其代码如下:void Sub(Matrix M,Matrix N)/A-Bint n1=Max(M.H,N.H);int n2=Max(M.L,N.L);C.H=n1;C.L=n2;C=Zero(C);for(int i=1;i=n1;i+)for(int j=1;j=n2;j+)C.zhiij=M.zhiij-N.zhiij;cout A-B 的运算结果;Display(C);4.
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