数据结构课程设计稀疏矩阵.docx

1、数据结构课程设计稀疏矩阵数据结构课程设计报告 设计题目：稀疏矩阵专业：计算机科技院系：计算机学院姓名： xxxxxxx学号： xxxxxxxx时间：2013年9月22日一 需求分析- 3 1.问题描述- 32.基本要求- 33 实现提示- 3二 概要设计-3三 详细设计-4四 调试分析- 10五 用户手册-11一 需求分析1.【问题描述】 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。2.【基本要求】 以“带行逻辑链接信息”的三元组顺序表示稀疏矩阵，实现两个矩阵相加，相减和相乘的运算，稀疏矩阵的输入

2、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。3.【实现提示】（1）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匹配，可设矩阵的行数和列数均不超过20。（2）程序可以对三元组的输入顺序加以限制，例如，按行优先。（3）在用三元组表示稀疏矩阵时，相加或相减所得结果矩阵应该另生成，乘积矩阵也可用二维数组存放二 概要设计1. 设定数组的抽象数据类型定义：ADT SparseMatrix数据对象：D= m和n分别称为矩阵的行数和列数数据关系：R=Row，ColRow=|1=i=m，a=j=n-1 Col=|1=i=m-1，a=j=n 基本操作： Crea

3、teSMatrix(&M); 操作结果：创建稀疏矩阵M。 DestorySMatrix(&M); 初始条件：稀疏矩阵M存在。 操作结果：销毁稀疏矩阵M。 PrintSMatrix(M)； 初始条件：稀疏矩阵M存在。 操作结果: 输出稀疏矩阵M。 CopySMatrix(M,&T)； 初始条件：稀疏矩阵M存在。 操作结果：由稀疏矩阵M复制得到T。 AddSMatrix(M,N,&Q)； 初始条件：稀疏矩阵M与N的行数和列数对应相等。 操作结果：求稀疏矩阵的和Q=M+N。 SubtSMatrix(M,N,&Q); 初始条件：稀疏矩阵M与N的行数和列数对应相等。 操作结果：求稀疏矩阵的差Q=M-N。

4、 MultSMatrix(M,N,&Q); 初始条件：稀疏矩阵M的列数等于N的行数。 操作结果：求稀疏矩阵乘积Q=M*N。 TransposeSMatrix(M,&T); 初始条件：稀疏矩阵M 存在。 操作结果：求稀疏矩阵M的转置矩阵T。ADT SparseMatrix2本程序包含的模块（1）void main()初始化；do 接收命令；处理命令；while(命令！=退出)；（2）稀疏矩阵模块实现稀疏矩阵抽象数据类型。（3）稀疏矩阵求值模块实现稀疏矩阵求值抽象数据类型。 稀疏矩阵求值模块包括：矩阵相加模块AddRLSMatrix()；矩阵相减模块SubRLSMatrix()；相乘模块MulTS

5、Matrix()；三 详细设计#include#include#define MAXSIZE 20#define MAXRC 20typedef struct /稀疏矩阵的三元组顺序表存储表示 int i,j; /该非零元的行下标和列下标 int e;Triple;typedef struct Triple dataMAXSIZE+1; /非零元三元组表，data0未用 int rposMAXRC+1; /各行第一个非零元的位置表 int mu,nu,tu; /矩阵的行数列数和非零元的个数RLSMatrix;void CreateSMatrix(RLSMatrix *T) /输入创建稀疏矩阵

6、int k; printf( n 请输入矩阵行数、列数及非零元个数: ); scanf(%d%d%d,&T-mu,&T-nu,&T-tu); printf(n); if(T-tuMAXSIZE|T-mu21) printf( 非零个数超出定义范围！出错！); exit(0); for(k=1;ktu;k+) printf( 请输入第%d个非零元素的行数,列数及其值: ,k); scanf(%d%d%d,&T-datak.i,&T-datak.j,&T-datak.e); void AddRLSMatrix(RLSMatrix M,RLSMatrix N,RLSMatrix *Q) /稀疏矩阵相

7、加 int p,q,k=1; if(M.mu!=N.mu|M.nu!=N.nu) printf( 你的输入不满足矩阵相加的条件!n); exit(1); Q-mu=M.mu;Q-nu=M.nu; for(p=1,q=1;p=M.tu&qdatak.i=M.datap.i; Q-datak.j=M.datap.j; Q-datak.e=M.datap.e+N.dataq.e; p+;q+;k+; else if(M.datap.jdatak.i=M.datap.i; Q-datak.j=M.datap.j; Q-datak.e=M.datap.e; k+;p+; else if(M.datap.

8、jN.dataq.j) Q-datak.i=N.dataq.i; Q-datak.j=N.dataq.j; Q-datak.e=N.dataq.e; k+;p+; else if(M.datap.idatak.i=M.datap.i; Q-datak.j=M.datap.j; Q-datak.e=M.datap.e; k+;p+; else if(M.datap.iN.dataq.i) Q-datak.i=N.dataq.i; Q-datak.j=N.dataq.j; Q-datak.e=N.dataq.e; k+;q+; if(p!=M.tu+1) for(;pdatak.i=M.datap

9、.i; Q-datak.j=M.datap.j; Q-datak.e=M.datap.e; k+; if(q!=N.tu+1) for(;qdatak.i=N.dataq.i; Q-datak.j=N.dataq.j; Q-datak.e=N.dataq.e; k+; void SubRLSMatrix(RLSMatrix M,RLSMatrix N,RLSMatrix *Q) /稀疏矩阵相减 int p,q,k=1; if(M.mu!=N.mu|M.nu!=N.nu) printf( 你的输入不满足矩阵相减的条件!n); exit(1); Q-mu=M.mu;Q-nu=M.nu; for(p

10、=1,q=1;p=M.tu&qdatak.i=M.datap.i; Q-datak.j=M.datap.j; Q-datak.e=M.datap.e-N.dataq.e; p+;q+;k+; else if(M.datap.jdatak.i=M.datap.i; Q-datak.j=M.datap.j; Q-datak.e=M.datap.e; k+;p+; else if(M.datap.jN.dataq.j) Q-datak.i=N.dataq.i; Q-datak.j=N.dataq.j; Q-datak.e=-N.dataq.e; k+;p+; else if(M.datap.idat

11、ak.i=M.datap.i; Q-datak.j=M.datap.j; Q-datak.e=M.datap.e; k+;p+; else if(M.datap.iN.dataq.i) Q-datak.i=N.dataq.i; Q-datak.j=N.dataq.j; Q-datak.e=-N.dataq.e; k+;q+; if(p!=M.tu+1) for(;pdatak.i=M.datap.i; Q-datak.j=M.datap.j; Q-datak.e=M.datap.e; k+; if(q!=N.tu+1) for(;qdatak.i=N.dataq.i; Q-datak.j=N.

12、dataq.j; Q-datak.e=-N.dataq.e; k+; int MulTSMatrix(RLSMatrix M,RLSMatrix N,RLSMatrix *Q) /稀疏矩阵相乘 int ccol=0,tp,brow,t,arow,p,q,i; int ctempMAXSIZE+1; if(M.nu!=N.mu) printf( 你的输入不满足矩阵相乘的条件!n); return 0; Q-mu=M.mu; Q-nu=N.nu; Q-tu=0; if(M.tu*N.tu!=0) for(arow=1;arow=M.mu;+arow) for(i=1;irposarow=Q-tu+

13、1; if(arowM.mu) tp=M.rposarow+1; else tp=M.tu+1; for(p=M.rposarow;ptp;+p) brow=M.datap.j; if(browN.mu) t=N.rposbrow+1; else t=N.tu+1; for(q=N.rposbrow;qt;+q) ccol=N.dataq.j; ctempccol+=M.datap.e*N.dataq.e; for(ccol=1;ccolnu;+ccol) if(ctempccol) if(+Q-tuMAXSIZE) return 0; Q-dataQ-tu.i=arow; Q-dataQ-t

14、u.j=ccol; Q-dataQ-tu.e=ctempccol; return 1; void PrintSMatrix(RLSMatrix Q) /输出稀疏矩阵 int k=1,row,line; printf(n运算结果: ); if(Q.tu=0) printf(0); else for(row=1;row=Q.mu;row+) for(line=1;line 请选择功能(1-4): ); scanf(%d,&i); if(i=4) goto end; else printf(n 请输入第一个矩阵M:n); CreateSMatrix(&M); printf(n 请输入第二个矩阵N:n

15、); CreateSMatrix(&N); switch(i) case 1:AddRLSMatrix(M,N,&Q);break; case 2:SubRLSMatrix(M,N,&Q);break; case 3:MulTSMatrix(M,N,&Q);break; default:break; PrintSMatrix(Q); getchar(); getchar(); end: ; while(i!=4);四调试分析（1）问题：运行过程中发现加法减法能正常运行，而乘法却在存储数据步骤就出现问题。解决：经检查发现，由于在创建稀疏矩阵时没有输入矩阵相应的各行第一非零元的位置，所以在进行乘法运算时找不到矩阵的rpos值。将rpos补上，乘法函数即可正常运行。（2）问题：当加减结果为零矩阵时，输出结果是一个由0构成的矩阵，而不是数值0。解决：经检查发现，加减法函数过程中没有判断Q-tu的值，导致在输出函数里没有执行针对该情况的if判断语句。在加减函数里，每增加一个非零元，Q-tu加一。（3）问题：输出矩阵时，输出界面不整齐，非标准矩阵形式。解决：利用n t及空格号使界面比较美观。五、用户手册1本程序的运行环境为WIN7操作系统，执行文件为：phonesystem.exe。2进入演示程序后的界面：(1)主界面(2)矩阵相加(3)矩阵相减(4)矩阵相乘