误差理论与测量平差课程设计实验报告讲解.docx
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误差理论与测量平差课程设计实验报告讲解
误差理论与测量平差
课程设计报告
●课程名称：
误差理论与测量平差
●课程题目：
平差计算器
●姓名：
江记洲
●专业：
测绘工程
●学号：
20104166
●学院：
土木与水利工程学院
●学校：
合肥工业大学
●指导老师：
陶庭叶
一、实验目的与要求
1）实验目的：
此次的课程设计可以用任何一种计算机语言来编写，这样给我们每个人很多的选择。
同时这样也是为了练习同学们对于一门语言的掌握和运用，大大的提高了我们的编程能力。
同时，通过对测量数据的误差处理，增强学生对《误差理论与测量平差基础》课程的理解，使学生牢固掌握测量数据处理的基本原理和公式，熟悉测量数据处理的基本技能和计算方法。
要求学生综合运用测绘知识、测量平差知识、数学知识和计算机知识，设计数学模型和程序算法，编制程序实现测量数据的自动化处理。
2）实验要求：
要求每位同学独立完成给定测量数据处理的数学模型和算法的设计，编写程序，调测程序，并编写程序设计文档。
要求数学模型和算法正确、程序运行正确、设计文档完备。
二、课程设计主要内容
课程设计的主要内容主要有：
1.新建一个基于单文档的MFC应用程序。
这只是基本的框架结构，里面包含了几个已知的类，在这些类的基础上，可以增加对象和变量。
然后是增加一个操作矩阵的类CMatrix的实现文件，Matrix.cpp和Matrix.h文件是从网上下载的，然后添加工程，创建了一个类，进行矩阵的计算。
通过运算符的重载，可以进行加减乘除计算，还可以进行矩阵的转置和求逆等运算。
现将该程序的Matrix.cpp文件附录如下：
//Matrix.cpp
#include"StdAfx.h"
#include"Matrix.h"
#ifdef_DEBUG
#undefTHIS_FILE
staticcharTHIS_FILE[]=__FILE__;
#definenewDEBUG_NEW
#endif
//Construction/Destruction
//基本构造函数
CMatrix:
:
CMatrix（）
{
m_nNumColumns=1;
m_nNumRows=1;
m_pData=NULL;
BOOLbSuccess=Init（m_nNumRows,m_nNumColumns）;
ASSERT（bSuccess）;
}
//指定行列构造函数
//参数：
//1.intnRows-指定的矩阵行数
//2.intnCols-指定的矩阵列数
CMatrix:
:
CMatrix（intnRows,intnCols）
{
m_nNumRows=nRows;
m_nNumColumns=nCols;
m_pData=NULL;
BOOLbSuccess=Init（m_nNumRows,m_nNumColumns）;
ASSERT（bSuccess）;
}
//初始化函数
//参数：
//1.intnRows-指定的矩阵行数
//2.intnCols-指定的矩阵列数
//
//返回值：
BOOL型，初始化是否成功
BOOLCMatrix:
:
Init（intnRows,intnCols）
{
if（m_pData）
{
delete[]m_pData;
m_pData=NULL;
}
m_nNumRows=nRows;
m_nNumColumns=nCols;
intnSize=nCols*nRows;
if（nSize<0）
returnFALSE;
//分配内存
m_pData=newdouble[nSize];
if（m_pData==NULL）
returnFALSE;//内存分配失败
if（IsBadReadPtr（m_pData,sizeof（double）*nSize））
returnFALSE;
//将各元素值置0
memset（m_pData,0,sizeof（double）*nSize）;
returnTRUE;
}
//指定值构造函数
//参数：
//1.intnRows-指定的矩阵行数
//2.intnCols-指定的矩阵列数
//3.doublevalue[]-一维数组，长度为nRows*nCols，存储矩阵各元素的值
CMatrix:
:
CMatrix（intnRows,intnCols,doublevalue[]）
{
m_nNumRows=nRows;
m_nNumColumns=nCols;
m_pData=NULL;
BOOLbSuccess=Init（m_nNumRows,m_nNumColumns）;
ASSERT（bSuccess）;
SetData（value）;
}
//设置矩阵各元素的值
//参数：
//1.doublevalue[]-一维数组，长度为m_nNumColumns*m_nNumRows，存储
//矩阵各元素的值
//返回值：
无
voidCMatrix:
:
SetData（doublevalue[]）
{
//emptythememory
memset（m_pData,0,sizeof（double）*m_nNumColumns*m_nNumRows）;
//copydata
memcpy（m_pData,value,sizeof（double）*m_nNumColumns*m_nNumRows）;
}
//方阵构造函数
//参数：
//1.intnSize-方阵行列数
CMatrix:
:
CMatrix（intnSize）
{
m_nNumRows=nSize;
m_nNumColumns=nSize;
m_pData=NULL;
BOOLbSuccess=Init（nSize,nSize）;
ASSERT（bSuccess）;
}
//方阵构造函数
//参数：
//1.intnSize-方阵行列数
//2.doublevalue[]-一维数组，长度为nRows*nRows，存储方阵各元素的值
CMatrix:
:
CMatrix（intnSize,doublevalue[]）
{
m_nNumRows=nSize;
m_nNumColumns=nSize;
m_pData=NULL;
BOOLbSuccess=Init（nSize,nSize）;
ASSERT（bSuccess）;
SetData（value）;
}
//拷贝构造函数
//参数：
//1.constCMatrix&other-源矩阵
CMatrix:
:
CMatrix（constCMatrix&other）
{
m_nNumColumns=other.GetNumColumns（）;
m_nNumRows=other.GetNumRows（）;
m_pData=NULL;
BOOLbSuccess=Init（m_nNumRows,m_nNumColumns）;
ASSERT（bSuccess）;
//copythepointer
memcpy（m_pData,other.m_pData,sizeof（double）*m_nNumColumns*m_nNumRows）;
}
//析构函数
CMatrix:
:
~CMatrix（）
{
if（m_pData）
{
delete[]m_pData;
m_pData=NULL;
}
}
//将方阵初始化为单位矩阵
//参数：
//1.intnSize-方阵行列数
//返回值：
BOOL型，初始化是否成功
BOOLCMatrix:
:
MakeUnitMatrix（intnSize）
{
if（!
Init（nSize,nSize））
returnFALSE;
for（inti=0;ifor（intj=0;jif（i==j）
SetElement（i,j,1）;
returnTRUE;
}
//将字符串转化为矩阵的值
//参数：
//1.CStrings-数字和分隔符构成的字符串
//2.constCString&sDelim-数字之间的分隔符，默认为空格
//3.BOOLbLineBreak-行与行之间是否有回车换行符，默认为真（有换行符）
//当该参数为FALSE时，所有元素值都在一行中输入，字符串的第一个
//数值应为矩阵的行数，第二个数值应为矩阵的列数
//返回值：
BOOL型，转换是否成功
BOOLCMatrix:
:
FromString（CStrings,constCString&sDelim/*=""*/,BOOLbLineBreak/*=TRUE*/）
{
if（s.IsEmpty（））
returnFALSE;
//分行处理
if（bLineBreak）
{
CTokenizertk（s,"\r\n"）;
CStringListListRow;
CStringsRow;
while（tk.Next（sRow））
{
sRow.TrimLeft（）;
sRow.TrimRight（）;
if（sRow.IsEmpty（））
break;
ListRow.AddTail（sRow）;
}
//行数
m_nNumRows=ListRow.GetCount（）;
sRow=ListRow.GetHead（）;
CTokenizertkRow（sRow,sDelim）;
CStringsElement;
//列数
m_nNumColumns=0;
while（tkRow.Next（sElement））
{
m_nNumColumns++;
}
//初始化矩阵
if（!
Init（m_nNumRows,m_nNumColumns））
returnFALSE;
//设置值
POSITIONpos=ListRow.GetHeadPosition（）;
for（inti=0;i{
sRow=ListRow.GetNext（pos）;
intj=0;
CTokenizertkRow（sRow,sDelim）;
while（tkRow.Next（sElement））
{
sElement.TrimLeft（）;
sElement.TrimRight（）;
doublev=atof（sElement）;
SetElement（i,j++,v）;
}
}
returnTRUE;
}
//不分行（单行）处理
CTokenizertk（s,sDelim）;
CStringsElement;
//行数
tk.Next（sElement）;
sElement.TrimLeft（）;
sElement.TrimRight（）;
m_nNumRows=atoi（sElement）;
//列数
tk.Next（sElement）;
sElement.TrimLeft（）;
sElement.TrimRight（）;
m_nNumColumns=atoi（sElement）;
//初始化矩阵
if（!
Init（m_nNumRows,m_nNumColumns））
returnFALSE;
//设置值
inti=0,j=0;
while（tk.Next（sElement））
{
sElement.TrimLeft（）;
sElement.TrimRight（）;
doublev=atof（sElement）;
SetElement（i,j++,v）;
if（j==m_nNumColumns）
{
j=0;
i++;
if（i==m_nNumRows）
break;
}
}
returnTRUE;
}
//将矩阵各元素的值转化为字符串
//
//参数：
//1.constCString&sDelim-数字之间的分隔符，默认为空格
//2BOOLbLineBreak-行与行之间是否有回车换行符，默认为真（有换行符）
//
//返回值：
CString型，转换得到的字符串
CStringCMatrix:
:
ToString（constCString&sDelim/*=""*/,BOOLbLineBreak/*=TRUE*/）const
{
CStrings="";
for（inti=0;i{
for（intj=0;j{
CStringss;
ss.Format（"%f",GetElement（i,j））;
s+=ss;
if（bLineBreak）
{
if（j!
=m_nNumColumns-1）
s+=sDelim;
}
else
{
if（i!
=m_nNumRows-1||j!
=m_nNumColumns-1）
s+=sDelim;
}
}
if（bLineBreak）
if（i!
=m_nNumRows-1）
s+="\r\n";
}
returns;
}
//将矩阵指定行中各元素的值转化为字符串
//参数：
//1.intnRow-指定的矩阵行，nRow=0表示第一行
//2.constCString&sDelim-数字之间的分隔符，默认为空格
//返回值：
CString型，转换得到的字符串
CStringCMatrix:
:
RowToString（intnRow,constCString&sDelim/*=""*/）const
{
CStrings="";
if（nRow>=m_nNumRows）
returns;
for（intj=0;j{
CStringss;
ss.Format（"%f",GetElement（nRow,j））;
s+=ss;
if（j!
=m_nNumColumns-1）
s+=sDelim;
}
returns;
}
//将矩阵指定列中各元素的值转化为字符串
//参数：
//1.intnCol-指定的矩阵行，nCol=0表示第一列
//2.constCString&sDelim-数字之间的分隔符，默认为空格
//返回值：
CString型，转换得到的字符串
CStringCMatrix:
:
ColToString（intnCol,constCString&sDelim/*=""*/）const
{
CStrings="";
if（nCol>=m_nNumColumns）
returns;
for（inti=0;i{
CStringss;
ss.Format（"%f",GetElement（i,nCol））;
s+=ss;
if（i!
=m_nNumRows-1）
s+=sDelim;
}
returns;
}
//设置指定元素的值
//参数：
//1.intnRows-指定的矩阵行数
//2.intnCols-指定的矩阵列数
//3.doublevalue-指定元素的值
//返回值：
BOOL型，说明设置是否成功
BOOLCMatrix:
:
SetElement（intnRow,intnCol,doublevalue）
{
if（nCol<0||nCol>=m_nNumColumns||nRow<0||nRow>=m_nNumRows）
returnFALSE;//arrayboundserror
if（m_pData==NULL）
returnFALSE;//badpointererror
m_pData[nCol+nRow*m_nNumColumns]=value;
returnTRUE;
}
//设置指定元素的值
//参数：
//1.intnRows-指定的矩阵行数
//2.intnCols-指定的矩阵列数
//返回值：
double型，指定元素的值
doubleCMatrix:
:
GetElement（intnRow,intnCol）const
{
ASSERT（nCol>=0&&nCol=0&&nRowASSERT（m_pData）;//badpointererror
returnm_pData[nCol+nRow*m_nNumColumns];
}
//获取矩阵的列数
//参数：
无
//返回值：
int型，矩阵的列数
intCMatrix:
:
GetNumColumns（）const
{
returnm_nNumColumns;
}
//获取矩阵的行数
//参数：
无
//返回值：
int型，矩阵的行数
intCMatrix:
:
GetNumRows（）const
{
returnm_nNumRows;
}
//获取矩阵的数据
//参数：
无
//返回值：
double型指针，指向矩阵各元素的数据缓冲区
double*CMatrix:
:
GetData（）const
{
returnm_pData;
}
//获取指定行的向量
//参数：
//1.intnRows-指定的矩阵行数
//2.double*pVector-指向向量中各元素的缓冲区
//返回值：
int型，向量中元素的个数，即矩阵的列数
intCMatrix:
:
GetRowVector（intnRow,double*pVector）const
{
if（pVector==NULL）
deletepVector;
pVector=newdouble[m_nNumColumns];
ASSERT（pVector!
=NULL）;
for（intj=0;jpVector[j]=GetElement（nRow,j）;
returnm_nNumColumns;
}
//获取指定列的向量
//参数：
//1.intnCols-指定的矩阵列数
//2.double*pVector-指向向量中各元素的缓冲区
//返回值：
int型，向量中元素的个数，即矩阵的行数
intCMatrix:
:
GetColVector（intnCol,double*pVector）const
{
if（pVector==NULL）
deletepVector;
pVector=newdouble[m_nNumRows];
ASSERT（pVector!
=NULL）;
for（inti=0;ipVector[i]=GetElement（i,nCol）;
returnm_nNumRows;
}
//重载运算符=，给矩阵赋值
//参数：
//1.constCMatrix&other-用于给矩阵赋值的源矩阵
//返回值：
CMatrix型的引用，所引用的矩阵与other相等
CMatrix&CMatrix:
:
operator=（constCMatrix&other）
{
if（&other!
=this）
{
BOOLbSuccess=Init（other.GetNumRows（）,other.GetNumColumns（））;
ASSERT（bSuccess）;
//copythepointer
memcpy（m_pData,other.m_pData,sizeof（double）*m_nNumColumns*m_nNumRows）;
}
//finallyreturnareferencetoourselves
return*this;
}
//重载运算符==，判断矩阵是否相等
//参数：
//1.constCMatrix&other-用于比较的矩阵
//返回值：
BOOL型，两个矩阵相等则为TRUE，否则为FALSE
BOOLCMatrix:
:
operator==（constCMatrix&other）const
{
//首先检查行列数是否相等
if（m_nNumColumns!
=other.GetNumColumns（）||m_nNumRows!
=other.GetNumRows（））
returnFALSE;
for（inti=0;i{
for（intj=0;j
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