《数据结构课程设计》——课程设计报告模板

数据结构课程设计数据结构课程设计 课程设计报告模板课程设计报告模板 中国石油大学 北京 远程教育学院 数据结构 课程设计报告课 程设计题目名学生姓名号学号级专业班级2019年月题目要求设计一 个稀疏矩阵计算器 实现两个稀疏矩阵的加法 减法 乘法以及矩 阵的转置运算 采用菜单为应用程序的界面 用户通过对菜单进行选择 分别实现 矩阵的相加 相减 相乘以及矩阵转速运算 1需求分析1 稀疏矩阵是指稀疏因子小于等于0 5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 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 以及两个矩阵的加 减 乘的运算 稀疏矩阵的输入形式采用三元组表示 运算结果以阵列形式列出 3 演示程序以用户和计算机的对话方式进行 数组的建立方式为边 输入边建立 首先输入矩阵的行数和列数 并判别给出的两个矩阵的行列数是否 与所要求的运算相匹配 4 程序可以对三元组的输入属性不加以限制 根据对矩阵的行列 三元组作之间插入排序 从而进行运算时 不会产生错误 5 在用三元组表示稀疏矩阵时 相加 相减和相乘所产生的结果矩 阵另外生成 6 运行环境VC6 0 2概要设计稀疏矩阵元素用三元组表示typedef struct int i 非零元的行下标int j 非零元的列下标int e 矩阵非零元 Triple 稀疏矩阵采用三元组顺序表存储 define MSXSIZE12500 假设非零元个数的最大值为200 define MAXRC10 假定矩阵的最大行数为10typedef struct int mu 矩阵的行数int nu 矩阵的列数int tu 矩阵的非零元素个数Triple data MAXSIZE 1 非零元三元组表 data 0 没有用int rpos MAXRC 1 各行第一个非零元素的位置表 Tabletype 系统主 要函数及功能如下Menu 主控菜单 接收用户的选项 Input Matri x 输入矩阵 Print matrix 输出矩阵 Cal matrix 计算矩阵每 行第一个非零元在三元组中的位序号 TransposeMatrix 矩阵转置 Add Matrix 矩阵加法运算 Sub Matrix 矩阵减法运算 Multi Matrix 矩阵乘法运算 模块的调用关系如图1所示 图1程序调用模块示意图3详细设计1 主函数设计 矩阵运算主函数 主函数中 实现用户菜单菜单的打 印 并根据用户的选项执行相应的功能 主函数力求简洁 清晰 void main num Menu 打印主菜单while num switch num case1 Multi Matrix 矩阵相乘break case2 TransposeMatrix 矩 阵转置break case3 Add Matrix 矩阵加法break Multi Matrix mainAdd Matrix Sub Matrix TransposeMatrixCal Matrix Input Matrix Print Matrix case4 Sub Matrix 矩阵减法case0 break switch num Menu while 2 主菜单设计主控菜单是用来输出提示信息 和处理输入 此函数返回用户的选项 提供给main函数中的switch 语句 对于不符合要求的选项 提示输入错误并要求用户重新输入 将此函数与main函数合在一起 编译运行程序 即可检查并验证菜 单选项是否正确 主菜单如下 打 印主控菜单函数 i nt menu printf n主菜单 printf n printf n1 矩阵乘法 printf n2 矩阵转置 printf n3 矩阵加法 printf n4 矩阵减法 printf n0 退出 printf n scanf d while num4 输入非法 重新输入scanf d return num 3 矩阵乘法运算函数 矩阵乘法运算算法 Status Multi Matrix Input Matrix 输入矩阵a Input Matrix 输入矩阵b Cal matrix 计算矩阵a每行第一个非零元的位序号Cal matri x 计算矩阵b每行第一个非零元的位序号if a nu b mu 不 符合矩阵乘法条件 不能相乘return ERROR c mu a mu 对矩阵c初始化c nu b nu c tu 0 if a tu b t u 0 for arow 1 arow a mu arow 处理矩阵a的每一行 fo r p 1 pMAXSIZE exit 1 c tu c data c tu i arow c data c tu j ol c data c t u e ctemp ol end if for arrow if Print matrix a Print matrix b Print matrix c 4 矩阵转置算法 矩阵转置算法 void TransposeMatrix Input Matrix 输入矩阵a b mu a nu b nu a mu b tu a tu if b tu q 1 b data的下标 for col 1 col a nu col 对a的每一列for p 1 p a tu p p为a的下标 if a data p j col 寻找矩阵a中列为col的非 零元b data q i a data p j b data q j a data p i b data q e a data p e q if p if b tu Print matrix b 输出a的转置矩阵 5 矩阵加法算法 矩阵加法运算函数 c a b Status Add Matrix Input Matrix 输入矩阵a Input Matrix 输入矩阵b if a mu b mu a nu b nu 不满足矩阵加法条件return ERROR c mu a mu c nu a nu ta 1 tb 1 tc 1 if a tu b tu 0 w hile ta a tu 获得矩阵行列数 非零元个数for i 1 idata i i t data i j t data i e return OK 7 矩阵输出算法将三元组以矩阵方式输出在屏幕上 算法如下 矩阵输出函数 Status Print matrix Tabletype m k 1 for i 1 i m mu i for j 1 j m nu j 非零元素 if m data k i i k else printf 0 零元素 printf n 8 Cal matrix函函数 数在矩阵乘法运算时 需要统计矩阵每行第一个非零元在三元组表 中的位序号 算法如下void cal matrix Tabletype m 计算矩阵中每一行中第一个非零元的 位序号for row 1 rowmu row num row 0 for t 1 ttu t