数据结构课程设计报告矩阵的运算.docx
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数据结构课程设计报告矩阵的运算
数据结构
课程设计报告
题目:
专业:
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姓名:
指导老师:
时间:
一、课程设计题目及所涉及知识点
设计题目就是“矩阵的运算”;
所涉及的知识点主要就是:
1、利用数组的形式来储存数据,在main函数里面,实现对于数据的输入操作,利用switch语句进行选择来执行操作,利用for语句与do……while语句来实现功能的循环操作。
2、矩阵的加法、减法、乘法、数乘、转置的基本算法方式。
3、通过switch语句进行选择来执行操作,来实现每个算法的功能。
二、课程设计思路及算法描述
设计思路:
用程序实现矩阵能够完成矩阵的转置运算;矩阵的数乘运算;矩阵的加法运算;矩阵的减法运算;矩阵的乘法运算;这几种矩阵的简单的运算。
用数组把将要运算的矩阵储存起来,然后实现矩阵的这几种运算。
在main函数里面,来实现对于数据的输入操作,利用switch语句进行选择来执行操作,利用for语句来实现功能的循环操作。
算法:
算法1:
矩阵的转置运算;
首先就是把将要运算的矩阵存放在数组中,矩阵的转置运算,就就是把您将要进行运算的A矩阵的行ar与列ac,把A矩阵的行ar作为B矩阵的bc,A矩阵的列ac作为B矩阵的br,这样得到的新矩阵B的行br与列bc就就是矩阵A的转置。
算法如下:
for(i=0;ifor(j=0;jB[j][i]=A[i][j];
算法2:
矩阵的数乘运算;
首先就是把将要运算的矩阵存放在数组中,矩阵的数乘运算,就就是实现用一个实数k去A矩阵。
实数k去乘矩阵的每一行与每一列,得到的一个新的矩阵B,这样就解决了矩阵的数乘运算。
算法如下:
for(i=0;ifor(j=0;jB[i][j]=k*A[i][j];
算法3:
矩阵的加法运算;
首先就是把将要运算的矩阵存放在数组中,矩阵的加法运算,就就是要实现A矩阵与B矩阵进行加法运算。
事实上就就是A矩阵的每一行ar与B矩阵的每一行br进行加法运算,而得到的一个新的矩阵C的每一行cr就就是A矩阵的ar行与B矩阵的br行的与;A矩阵的每一列ac与B矩阵的每一列bc进行加法运算,而得到的一个新的矩阵C的每一列cc就就是A矩阵的ac列与B矩阵的bc列的与。
这样就实现了A矩阵与B矩阵的加法运算。
算法如下:
ar=br;ac=bc;
for(i=0;ifor(j=0;jC[i][j]=A[i][j]+B[i][j];
算法4:
矩阵的减法运算;
首先就是把将要运算的矩阵存放在数组中,矩阵的减法运算,就就是要实现A矩阵与B矩阵进行减法运算。
事实上就就是A矩阵的每一行ar与B矩阵的每一行br进行减法运算,而得到的一个新的矩阵C的每一行cr就就是A矩阵的ar行与B矩阵的br行的差;A矩阵的每一列ac与B矩阵的每一列bc进行减法运算,而得到的一个新的矩阵C的每一列cc就就是A矩阵的ac列与B矩阵的bc列的差。
这样就实现了A矩阵与B矩阵的减法运算。
算法如下:
ar=br;ac=bc;
for(i=0;ifor(j=0;jC[i][j]=A[i][j]-B[i][j];
算法5:
矩阵的乘法运算;
首先就是把将要运算的矩阵存放在数组中,矩阵的乘法运算,就就是要实现A矩阵与B矩阵进行乘法运算。
只有当进行运算的A矩阵的列ac等于B矩阵的行br时,两个矩阵才能进行运算,而得到的结果C矩阵要等于A矩阵的行ar与B矩阵的列bc。
这样就实现了两个矩阵的乘法运算。
算法如下:
cr=ar;cc=bc;
for(i=0;ifor(j=0;jfor(k=0;kC[i][j]+=A[i][k]*B[k][j];
三、课程设计中遇到的难点及解决办法
遇到的难点:
如何实现两个矩阵进行乘法运算;
解决办法:
(1)通过分析代码的运行过程,然后与同学一起交流,通过在网上查找的资料,来解决遇到的问题,然后在进行运行。
(2)就就是对于矩阵的乘法运算,因为掌握的知识不就是很熟练,通过查阅书籍相关的算法,再结合手中的资料,认真的分析,然后进行实现,多次试验后解决了该问题。
四、总结
通过这次的课程设计,发现了自己有很多不足的地方,更加深了对数组的存储以及相关的算法的实现,更加认识到要努力自己解决问题,无论就是通过书籍还就是网络资料,自己动手实践,这样更能加深印象,加强记忆,也能认识到自己的不足,促使自己不得不去提高自己的编程水平,每一次的实践都就是对自己的能力的检测,都就是一次宝贵的经验,这也就是学习的一种有效方式。
在不断实验中提高了自己独立思考的能力与独立自主的动手能力;还有在不断学习中,让我认识到实践的重要性,老师的精心指导让我学会到了很多,不仅仅就是代码,最主要的让我的思维开阔了很多,在这个过程中,通过不断的尝试,不断的修改,最终克服了困难,完成了自己的任务。
我还了解了必须不断地虚心请教与不断地从各个途径学习了解知识,才能不断充实自己,提高自己。
五、附录—主要源程序代码及运行结果
源代码:
#include
floatA[20][20];
floatB[20][20];
floatC[20][20];
floaty=1、0;
voidmain()
{intar=0,ac=0,br=0,bc=0,cr=0,cc=0;
intx,i=0,j=0,k=0;
do{
printf("*******************************************************\n");
printf("1、表示矩阵转置:
\n");
printf("2、表示数乘矩阵:
\n");
printf("3、表示矩阵的加法:
\n");
printf("4、表示矩阵的减法:
\n");
printf("5、表示矩阵的乘法:
\n");
printf("6、表示退出:
\n");
printf("*******************************************************\n");
printf("请选择您需要的运算:
\n");
scanf("%d",&x);
switch(x)
{
case1:
{
printf("请输入您要进行运算的矩阵A的行数与列数以逗号隔开:
\n");
scanf("%d,%d",&ar,&ac);
printf("请输入矩阵A用空格隔开:
\n");
for(i=0;ifor(j=0;jscanf("%f",&A[i][j]);
printf("输出矩阵A:
\n");
for(i=0;ifor(j=0;j{printf("%10、2f",A[i][j]);
if((j+1)%ac==0)
printf("\n");}
for(i=0;ifor(j=0;jB[j][i]=A[i][j];
printf("输出矩阵A的转置矩阵:
\n");
for(j=0;jfor(i=0;i{printf("%10、2f",B[j][i]);
if((i+1)%ar==0)
printf("\n");}
};break;
case2:
{floatk;
printf("请输入您要进行运算的矩阵A的行数与列数以逗号隔开:
\n");
scanf("%d,%d",&ar,&ac);
printf("请输入矩阵A用空格隔开:
\n");
for(i=0;ifor(j=0;jscanf("%f",&A[i][j]);
printf("输出矩阵A\n");
for(i=0;ifor(j=0;j{printf("%10、2f",A[i][j]);
if((j+1)%ac==0)
printf("\n");}
printf("请输入一个实数:
\n");
scanf("%f",&k);
for(i=0;ifor(j=0;jB[i][j]=k*A[i][j];
printf("输出k乘矩阵A的结果\n");
for(i=0;ifor(j=0;j{printf("%10、2f",B[i][j]);
if((j+1)%ac==0)
printf("\n");}
};break;
case3:
{
printf("请输入您要进行运算的矩阵A的行数与列数以逗号隔开:
");
scanf("%d,%d",&ar,&ac);
printf("请输入您要进行运算的矩阵B的行数与列数以逗号隔开:
");
scanf("%d,%d",&br,&bc);
if(ar!
=br||ac!
=bc)
printf("您输入的两个矩阵不能相加,请重新输入!
\n");
elseprintf("请输入矩阵A用空格隔开:
\n");
for(i=0;ifor(j=0;jscanf("%f",&A[i][j]);
printf("输出矩阵A:
\n");
for(i=0;ifor(j=0;j{printf("%10、2f",A[i][j]);
if((j+1)%ac==0)
printf("\n");}
printf("请输入矩阵B用空格隔开:
\n");
for(i=0;i
for(j=0;jscanf("%f",&B[i][j]);
printf("输出矩阵B:
\n");
for(i=0;i
for(j=0;j{printf("%10、2f",B[i][j]);
if((j+1)%bc==0)
printf("\n");}
printf("矩阵A+矩阵B等于:
\n");
ar=br;ac=bc;
for(i=0;ifor(j=0;jC[i][j]=A[i][j]+B[i][j];
for(i=0;ifor(j=0;j{printf("%10、2f",C[i][j]);
if((j+1)%ac==0)
printf("\n");}
};break;
case4:
{
printf("请输入您要进行运算的矩阵A的行数与列数以逗号隔开:
\n");
scanf("%d,%d",&ar,&ac);
printf("请输入您要进行运算的矩阵B的行数与列数以逗号隔开:
\n");
scanf("%d,%d",&br,&bc);
if(ar!
=br||ac!
=bc)
printf("您输入的两个矩阵不能相减,请重新输入!
\n");
elseprintf("请输入矩阵A用空格隔开:
\n");
for(i=0;ifor(j=0;jscanf("%f",&A[i][j]);
printf("输出矩阵A:
\n");
for(i=0;ifor(j=0;j{printf("%10、2f",A[i][j]);
if((j+1)%ac==0)
printf("\n");}
printf("请输入矩阵B用空格隔开:
\n");
for(i=0;i
for(j=0;jscanf("%f",&B[i][j]);
printf("输出矩阵B:
\n");
for(i=0;i
for(j=0;j{printf("%10、2f",B[i][j]);
if((j+1)%bc==0)
printf("\n");
}
printf("矩阵A-矩阵B等于:
\n");
ar=br;ac=bc;
for(i=0;ifor(j=0;jC[i][j]=A[i][j]-B[i][j];
for(i=0;ifor(j=0;j{printf("%10、2f",C[i][j]);
if((j+1)%ac==0)
printf("\n");}
};break;
case5:
{
printf("请输入您要进行运算的矩阵A的行数与列数以逗号隔开:
\n");
scanf("%d,%d",&ar,&ac);
printf("请输入您要进行运算的矩阵B的行数与列数以逗号隔开:
\n");
scanf("%d,%d",&br,&bc);
if(ac!
=br)
printf("您输入的两个矩阵不能相乘,请重新输入!
\n");
elseprintf("请输入矩阵A用空格隔开:
\n");
for(i=0;ifor(j=0;jscanf("%f",&A[i][j]);
printf("输出矩阵A:
\n");
for(i=0;ifor(j=0;j{printf("%10、2f",A[i][j]);
if((j+1)%ac==0)
printf("\n");}
printf("请输入矩阵B用空格隔开:
\n");
for(i=0;i
for(j=0;jscanf("%f",&B[i][j]);
printf("输出矩阵B:
\n");
for(i=0;i
for(j=0;j{printf("%10、2f",B[i][j]);
if((j+1)%bc==0)
printf("\n");}
printf("矩阵A*矩阵B等于:
\n");
cr=ar;cc=bc;
for(i=0;ifor(j=0;jfor(k=0;kC[i][j]+=A[i][k]*B[k][j];
for(i=0;ifor(j=0;j{printf("%10、2f",C[i][j]);
if((j+1)%cc==0)
printf("\n");}
};break;
case6:
;break;
default:
printf("*******************************************************\n");
}
}while(x!
=6);
}
运行的结果如下:
六、指导老师评语及成绩