南京理工大学C++课程设计.docx

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南京理工大学C++课程设计

C++课程设计实验报告

姓名陈国杭学号915104330113班级9151043301任课教师赵琦时间3月

选择题目矩阵转置及乘法运算难易级别A级

实验报告成绩

一、程序功能简介

该程序定义了一个向量类，里面的元素是模板形式，定义了有关向量类的各种属性、方法及运算符重载函数。

二、课程设计要求和目的

1.利用已知的向量类对象定义一个矩阵类，矩阵类的数据是向量子对象，同样定义矩阵类的各种属性、方法及运算符重载函数。

2.完善成员函数，使矩阵可以由文件输入，具体的输入格式自己规定。

3.完善矩阵的赋值、转置、乘法等运算，要求用整形矩阵和浮点型矩阵分别演算。

4.更改main函数结构，可由用户选择输入矩阵数据的方法，程序可以连续运行，知道选择退出为止。

三、课程设计中要解决的问题分析和调试

1.源程序只给出了菜单的样式，及函数类的格式。

2.运算符重载函数要重新熟练。

3.引用的头文件（输入输出流）（filestream）（数学常用库函数）（提供一些函数与符号常量）（string类）。

4.添加人性化界面，初始运行程序时加了一个友好的界面,并附带输出了自己的姓名和学号，选择退出时，亦有特别字样。

5.在主函数中调用read（）函数，通过read（）中读取外部文件，但会内存错误（已解决，行和列的未定义。

）。

5.在进行四种不同的运算时均会询问输入方式，main函数利用switch函数进行主菜单的编辑。

6.在矩阵输入中增加错误判断的功能，防止输入错误导致程序无法进行。

7.程序中若输入的矩阵无法求逆，或者无法进行乘法，会直接退出程序，亟待解决

四、源程序结构流程框图与说明

6、源程序代码以及草稿原件

#include

#include

#include

#include

#include

usingnamespacestd;

template//模板函数

classCMatrix

{

introw;

intcol;

T**a;

public:

CMatrix（）;//构造函数√

CMatrix（intr,intc）;

CMatrix（constCMatrix&src）;//拷贝构造函数√

~CMatrix（）;//析构函数√

CMatrix&operator=（constCMatrix&）;

CMatrixzhuanzhi（）;//转置函数√

CMatrixqiuni（）;//求逆矩阵√

CMatrixoperator*（constCMatrix&m）const;//矩阵的乘法√

CMatrixshucheng（doublenum）;//矩阵数乘√

CMatrixread（char*fileName）;//从文件输入√

voidinput（）;//从键盘输入√

voidshow（）;//显示矩阵√

};

template

CMatrix:

:

CMatrix（）

{

row=0;

col=0;

a=NULL;

}//构造函数

template

CMatrix:

:

CMatrix（intr,intc）

{

row=r;

col=c;

inti,j;

a=newT*[r];

for（i=0;i

a[i]=newT[c];

for（i=0;i

for（j=0;j

a[i][j]=0.0;

}//将数组归零

template

CMatrix:

:

CMatrix（constCMatrix&m）//拷贝

{

row=m.row;

col=m.col;

inti,j;

a=newT*[row];//动态建立二维数组

for（i=0;i

a[i]=newT[col];

for（i=0;i

for（j=0;j

a[i][j]=m.a[i][j];

}

template

CMatrix:

:

~CMatrix（）//析构

{

for（inti=0;i

delete[]a[i];

delete[]a;

}

template

CMatrix&CMatrix:

:

operator=（constCMatrix&m）//等于

{

for（inti=0;i

delete[]a[i];

delete[]a;

row=m.row;

col=m.col;

a=newC*[row];

for（inti=0;i

for（intj=0;j

a[i][j]=m.a[i][j];

return*this;

}

template

CMatrixCMatrix:

:

zhuanzhi（）//转置

{

CMatrixm（col,row）;

for（inti=0;i

for（intj=0;j

m.a[j][i]=a[i][j];

returnm;

}

template

CMatrixCMatrix:

:

qiuni（）

{

CMatrixs（1,1）;

s.a[0][0]=0;

if（row!

=col）

{

cout<<"输入的矩阵没有逆矩阵。

\n"<

returns;

}

;

CMatrixt（row,col）;

CMatrixn（row,col）;

inti,j,k;

floatmax,temp;

for（i=0;i

{

for（j=0;j

{

t.a[i][j]=a[i][j];

}

}

for（i=0;i

{

for（j=0;j

{

n.a[i][j]=（i==j）?

1:

0;

}

}

for（i=0;i

{

max=t.a[i][i];

k=i;

for（j=i+1;j

{

if（fabs（t.a[j][i]）>fabs（max））

{

max=t.a[j][i];

k=j;

}

}

if（k!

=i）

{

for（j=0;j

{

temp=t.a[i][j];

t.a[i][j]=t.a[k][j];

t.a[k][j]=temp;

temp=n.a[i][j];

n.a[i][j]=n.a[k][j];

n.a[k][j]=temp;

}

}

if（t.a[i][i]==0）

{

cout<<"输入的矩阵没有逆矩阵。

\n";

returns;

}

temp=t.a[i][i];

for（j=0;j

{

t.a[i][j]=t.a[i][j]/temp;

n.a[i][j]=n.a[i][j]/temp;

}

for（j=0;j

{

if（j!

=i）

{

temp=t.a[j][i];

for（k=0;k

{

t.a[j][k]=t.a[j][k]-t.a[i][k]*temp;

n.a[j][k]=n.a[j][k]-n.a[i][k]*temp;

}

}

}

}

returnn;

}

template

CMatrixCMatrix:

:

operator*（constCMatrix&m）const//重载乘法

{

CMatrixs（1,1）;

s.a[0][0]=0;

CMatrixn（row,m.col）;

if（col!

=m.row）

{

returns;

}

for（inti=0;i

for（intj=0;j

{

for（intk=0;k

{

n.a[i][j]+=a[i][k]*m.a[k][j];

}

}//题目所给的矩阵乘法算法

returnn;

}

template

CMatrixCMatrix:

:

shucheng（doublenum）//数乘

{

CMatrixb（row,col）;

for（inti=0;i

for（intj=0;j

b.a[i][j]=a[i][j]*num;

returnb;

}

template

CMatrixCMatrix:

:

read（char*fileName）//从文件输入

{

ifstreaminfile;

infile.open（fileName）;

Loop:

if（!

infile）

{

infile.close（）;

cout<<"不能打开该文件"<

cout<<"再次输入文件名:

";

cin>>fileName;

infile.clear（）;

infile.open（fileName）;gotoLoop;//防止多次输错

}

introw;intcol;

infile>>row>>col;

CMatrixm（row,col）;//通过文件前两个数字作为行、列

doublez;

inti=0,j=0;

while（infile>>z）

{

m.a[i][j]=z;

if（（j+1）%col==0）

{

j=0;

i+=1;

}//定义何时换行

elsej+=1;

}

infile.close（）;

returnm;

}

template

voidCMatrix:

:

input（）//键盘输入矩阵

{

for（inti=0;i

for（intj=0;j

cin>>a[i][j];

}

template

voidCMatrix:

:

show（）//显示矩阵

{

for（inti=0;i

{

for（intj=0;j

{

cout<

}

cout<

}

}

intmain（）

{

intx,y;

cout<<"*********************欢迎使用矩阵计算器*********************"<

cout<<"制作者：

陈国杭学号：

915104330113"<

cout<<"主菜单"<

cout<<"1.计算矩阵的转置"<

cout<<"2.计算矩阵的逆"<

cout<<"3.计算矩阵的乘法"<

cout<<"4.计算矩阵的数乘"<

cout<<"5.退出菜单"<

cout<

qing:

cout<<"请选择一种正确的运算:

";

while（cin>>x）

{

if（x==5）{cout<<"欢迎再次使用"<

elseif（x>5||x<1）{cout<<"输入错误，请重新输入！

"<

cout<

cout<<"1.文件输入"<

cout<<"2.键盘输入"<

cout<

yxiu:

cout<<"请选择正确的输入方式:

";

cin>>y;

if（y!

=1&&y!

=2）{cout<<"输入错误，请重新输入！

"<

cout<

switch（x）

{

case1:

{

if（y==1）

{

charfilename[256];

cout<<"请输入文件名：

";

cin>>filename;

cout<

CMatrixm1;

CMatrixm2=m1.read（filename）;

CMatrixm3=m2.zhuanzhi（）;

cout<<"原矩阵的转置矩阵为：

\n";

m3.show（）;

}

if（y==2）

{

inth,l;

cout<<"请输入矩阵的行:

";

cin>>h;

cout<<"请输入矩阵的列:

";

cin>>l;

cout<<"请依次输入矩阵的值：

";

CMatrixm1（h,l）;

m1.input（）;

CMatrixm2=m1.zhuanzhi（）;

cout<

cout<<"原矩阵的转置矩阵为：

\n";

m2.show（）;

}

};

break;

case2:

{

if（y==1）

{

charfilename[256];

cout<<"请输入文件名：

";

cin>>filename;

cout<

CMatrixm1;

CMatrixm2=m1.read（filename）;

CMatrixm3=m2.qiuni（）;

cout<<"原矩阵的逆矩阵为：

\n";

m3.show（）;

}

if（y==2）

{

inth,l;

cout<<"请输入矩阵的行:

";

cin>>h;

cout<<"请输入矩阵的列:

";

cin>>l;

cout<<"请依次输入矩阵的值：

";

CMatrixm1（h,l）;

m1.input（）;

CMatrixm2=m1.qiuni（）;

cout<

cout<<"原矩阵的逆矩阵为：

\n";

m2.show（）;

}

};

break;

case3:

{

if（y==1）

{

charfilename1[256];

cout<<"请输入文件名:

";

cout<<"第一个矩阵\t";

cin>>filename1;

cout<

CMatrixm1;

CMatrixm2=m1.read（filename1）;

cout<

charfilename2[256];

cout<<"请输入文件名:

";

cout<<"第二个矩阵\t";

cin>>filename2;

cout<

CMatrixm3;

CMatrixm4=m3.read（filename2）;

cout<

CMatrixm5=m2*m4;

cout<<"两个矩阵相乘结果为：

\n";

m5.show（）;

}

if（y==2）

{

inth1,l1,h2,l2;

cout<

cout<<"请输入第一个矩阵的行:

";

cin>>h1;

cout<<"请输入第一个矩阵的列:

";

cin>>l1;

cout<<"请依次输入第一个矩阵的值：

";

CMatrixm1（h1,l1）;

m1.input（）;

cout<

cout<<"请输入第二个矩阵的行:

";

cin>>h2;

cout<<"请输入第二个矩阵的列:

";

cin>>l2;

if（l1!

=h2）{cout<<"两矩阵不能相乘。

\n"<

cout<<"请依次输入第二个矩阵的值：

";

CMatrixm2（h2,l2）;

m2.input（）;

CMatrixm3=m1*m2;

cout<

cout<<"两个矩阵相乘结果为：

\n";

m3.show（）;

}

};

break;

case4:

{

if（y==1）

{

ints;

charfilename[256];

cout<<"请输入文件名：

";

cin>>filename;

cout<

CMatrixm1;

CMatrixm2=m1.read（filename）;

cout<<"请输入要乘的实数：

";

cin>>s;

CMatrixm3=m2.shucheng（s）;

cout<<"输入矩阵与实数相乘结果为：

\n";

m3.show（）;

}

if（y==2）

{

inth,l,s;

cout<<"请输入矩阵的行:

";

cin>>h;

cout<<"请输入矩阵的列:

";

cin>>l;

cout<<"请依次输入矩阵的值：

";

CMatrixm1（h,l）;

m1.input（）;

cout<

cout<<"请输入要乘的实数：

";

cin>>s;

CMatrixm2=m1.shucheng（s）;

cout<

cout<<"输入矩阵与实数相乘结果为：

\n";

m2.show（）;

}

};

break;

}

cout<

cout<<"---------------------------------------------------------"<

cout<

cout<<"主菜单"<

cout<<"1.计算矩阵的转置"<

cout<<"2.计算矩阵的逆"<

cout<<"3.计算矩阵的乘法"<

cout<<"4.计算矩阵的数乘"<

cout<<"5.退出菜单"<

cout<

cout<<"请选择一种运算:

";

}

return0;

}

七、课程设计的心得体会

此课程设计颇有意思，虽难度系数为A，比较有挑战性，但是认真尽力去做会有很大的成就感，也是从这次的课程设计中，我对C++有了一个更好的认识，也更加喜欢上编程。

然后，对于程序中发现的两个bug，我很是头痛，一直没有找到解决办法，不知该如何是好。