数据结构----稀疏矩阵运算器课程设计.doc
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数据结构----稀疏矩阵运算器课程设计
目 录
3.1 函数说明 6
3.2 设计步骤 7
第四章 设计理论分析方法 20
4.1 算法一:矩阵转置 20
4.2 算法二:矩阵加法 20
4.3 算法三:矩阵乘法 21
第五章 程序调试 23
第六章 心得体会 25
参考文献 26
第一章 需求分析
稀疏矩阵是指那些多数元素为零的矩阵。利用“稀疏”特点进行存储和计算可以大大节省存储空间,提高计算效率。实现一个能进行稀疏矩阵基本运算的运算器。
以“带行逻辑链接信息”的三元组顺序表表示稀疏矩阵,实现矩阵转置,求逆,实现两个矩阵相加、相减和相乘的运算。稀疏矩阵的输入形式采用三元组表示,而运算结果的矩阵则以通常的阵列形式列出。
演示程序以用户和计算机的对话方式执行,数组的建立方式为边输入边建立。
由题目要求可知:首先应输入矩阵的行数和列数,并判别给出的两个矩阵的行、列数对于所要求作的运算是否相匹配。
程序可以对三元组的输入顺序不加以限制;根据对矩阵的行列,三元组作直接插入排序,从而进行运算时,不会产生错误。
在用三元组表示稀疏矩阵时,相加、乘积和相减所得结果矩阵应该另生成;矩阵求逆时,为了算法方便,使用二维数组存放。
程序在VC6.0环境下设计。
程序执行的命令为:1.稀疏矩阵转置; 2.稀疏矩阵加法; ;3. 稀疏矩阵乘法; 4.退出
的工作。
i=1,2,…,m; j=1,2,…,n;
aij∈ElemSet, m和n分别为矩阵的行数和列数}
数据关系:R={Row,Col }
Row={﹤ai,j, ai,j+1﹥| 1≤i≤m, 1≤j≤n-1}
Col = {﹤ai,j, ai+1,j﹥| 1≤i≤m-1, 1≤j≤n}
基本操作:
create(TSMatrix TM)
操作结果:创建稀疏矩阵矩阵TM
LocateELem(TSMatrix M,int i,int j,int e)
初始条件:稀疏矩阵M存在
操作结果:稀疏矩阵中是否存在非零元素A[i][j],若存在返回e
disp(TSMatrix TM)
初始条件:稀疏矩阵TM存在
操作结果:通常形式输出稀疏矩阵
InsertSortMatrix(TSMatrix TM)
初始条件:稀疏矩阵TM存在
操作结果:根据对矩阵的行列,三元组TM作直接插入排序
TransposeSMatrix(TSMatrix M,TSMatrix T)
初始条件:稀疏矩阵M和T存在
操作结果:求稀疏矩阵M转置的稀疏矩阵T
AddTSM(TSMatrix A,TSMatrix B,TSMatrix C)
初始条件:稀疏矩阵A,B和C存在
操作结果:稀疏矩阵的加法运算:C=A+B
SubTSM(TSMatrix A,TSMatrix B,TSMatrix C)
初始条件:稀疏矩阵A,B和C存在
操作结果:稀疏矩阵的减法运算:C=A-B
MultSMatrix(TSMatrix A,TSMatrix B,TSMatrix C)
初始条件:稀疏矩阵A,B和C存在
操作结果:稀疏矩阵的乘法运算:C=A×B
NiMatrix(TSMatrix TM)
初始条件:稀疏矩阵TM存在
操作结果:稀疏矩阵求逆
}ADT SparseMatrix;
2. 主程序:
void main( )
{初始化;
do {
接受命令;
选择处理命令;
}while(命令!=“退出”)
}
3. 本程序有四个模块,调用关系如下:
图2.1
4 本程序的流程图
图2.2
设计步骤
3.1函数说明
稀疏矩阵的三元组顺序表存储表示:
typedef struct // 定义三元组的元素
{
int i,j;
int v;
}Triple;
class tripletable
{ //设计类来描述稀疏矩阵及其操作
public:
aaa *pdata;
triple data[maxsize];
int rpos[maxsize]; tripletable();
~tripletable();
void con
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