数据结构课程设计五基本稀疏矩阵运算的运算器.docx
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数据结构课程设计五基本稀疏矩阵运算的运算器
数据结构课程设计五
····
题目：
严蔚敏习题实习4第1个：
实现一个能进行基本稀疏矩阵运算的运算器
一、需求分析
1、本程序实现一个基本稀疏矩阵的简单运算，包括加、减、乘。
2、执行操作前应先创造要进行运算的两个矩阵，然后再选择进行相应的操作。
3、以三元组顺序表表示稀疏矩阵，实现二个矩阵相加，相减，相乘的运算；稀疏矩阵的输入形式为三元组表示，运算结果则为通常的阵列形式列出！
4、首先输入矩阵的行数和列数，并判别给出的两个矩阵和行、列数对于所要求作的运算是否相匹配。
可设矩阵的行数和列数均不超过20；
5、程序先给出了菜单项，用户只需按照菜单提示进行相应的操作就行了。
6、测试数据：
二、概要设计
1、抽象数据类型三元组的定义如下：
ADTTriple
{
数据对象：
D={ai|ai（-ElemSet,i=1,2,...,n,n>=0};
数据关系：
R1={|ai-1,ai（-D,i=2,...,n}
基本操作：
略
}
2、基于三元组顺序表表示的矩阵操作：
（1）创建三元组顺序表表示的矩阵：
voidcreateMatrix（TSMatrix&A）
（2）初始化矩阵：
voidinitMatrix（TSMatrix&A）
（3）相加：
voidadd（TSMatrixA,TSMatrixB,TSMatrix&C）
（4）相减：
voidsub（TSMatrixA,TSMatrix&B,TSMatrix&C）
（5）找m行n列元素在A中顺序表中的位置：
intsearch（TSMatrixA,intm,intn）
（6）相乘；voidmult（TSMatrixA,TSMatrixB,TSMatrix&C）
（7）输入以阵列形式表示的矩阵：
voidprint（TSMatrixA）
3、主程序
Voidmain（）
{
While（true）
{
调用相应函数执行相应操作；
输出操作结果；
}
}
4、本程序只有两个模块，调用关系简单：
三、详细设计
1、三元组结构描述：
#defineMAXSIZE20
usingnamespacestd;
typedefstruct
{
introw;
intcol;
inte;
}Triple;
typedefstruct
{
Tripledate[MAXSIZE];
intm,n,len;
}TSMatrix;
voidinitMatrix（TSMatrix&A）
{
A.len=0;
A.m=0;
A.n=0;
for（inti=0;i{
A.date[i].col=0;
A.date[i].e=0;
A.date[i].row=0;
}
}
2、各种操作函数源代码：
voidcreateMatrix（TSMatrix&A）
{
initMatrix（A）;
cout<<"创建矩阵:
";
cout<<"请输入矩阵的行列值及非0元素个数\n";
cin>>A.m>>A.n>>A.len;
for（inti=0;i{
cout<<"请输入第"<";
cin>>A.date[i].row;
cin>>A.date[i].col;
cin>>A.date[i].e;
}
}
voidadd（TSMatrixA,TSMatrixB,TSMatrix&C）//相加
{
if（A.m==B.m&&A.n==B.n）
{
inti=0,j=0;
intk=0;
C.m=A.m;
C.n=A.n;
while（i{
if（i==A.len&&j{
C.date[k].col=B.date[j].col;
C.date[k].row=B.date[j].row;
C.date[k++].e=B.date[j].e;
C.len++;
j++;
}
elseif（i{
C.date[k].col=A.date[i].col;
C.date[k].row=A.date[i].row;
C.date[k++].e=A.date[i].e;
C.len++;
i++;
}
else
{
if（A.date[i].row>B.date[j].row）
{
C.date[k].col=B.date[j].col;
C.date[k].row=B.date[j].row;
C.date[k++].e=B.date[j].e;
C.len++;
j++;
}
elseif（A.date[i].row{
C.date[k].col=A.date[i].col;
C.date[k].row=A.date[i].row;
C.date[k++].e=A.date[i].e;
C.len++;
i++;
}
else
{
if（A.date[i].col==B.date[j].col）
{
if（A.date[i].e+B.date[j].e!
=0）
{
C.date[k].col=A.date[i].col;
C.date[k].row=A.date[i].row;
C.date[k++].e=A.date[i].e+B.date[j].e;
C.len++;
}
i++;
j++;
}
elseif（A.date[i].col>B.date[j].col）
{
C.date[k].col=B.date[j].col;
C.date[k].row=B.date[j].row;
C.date[k++].e=B.date[j].e;
C.len++;
j++;
}
elseif（A.date[i].col{
C.date[k].col=A.date[i].col;
C.date[k].row=A.date[i].row;
C.date[k++].e=A.date[i].e;
C.len++;
i++;
}
}
}
}
}
else
{
cout<<"不能相加！
";
}
}
voidsub（TSMatrixA,TSMatrix&B,TSMatrix&C）//相减
{
for（intk=0;k{
B.date[k].e=-B.date[k].e;
}
if（A.m==B.m&&A.n==B.n）
{
add（A,B,C）;
}
else
cout<<"不能相减！
";
for（k=0;k{
B.date[k].e=-B.date[k].e;
}
}
intsearch（TSMatrixA,intm,intn）
{
intflag=-1;
for（inti=0;i{
if（A.date[i].row==m&&A.date[i].col==n）
{
flag=i;
break;
}
}
returnflag;
}
voidmult（TSMatrixA,TSMatrixB,TSMatrix&C）//相乘
{
inti=0,j=0;
if（A.n==B.m）
{
C.m=A.m;
C.n=B.n;
for（i=0;i{
for（j=0;j{
if（A.date[i].col==B.date[j].row）
{
intflag=search（C,A.date[i].row,B.date[j].col）;
if（flag==-1）
{
C.date[C.len].col=B.date[j].col;
C.date[C.len].row=A.date[i].row;
C.date[C.len++].e=A.date[i].e*B.date[j].e;
}
else
{
C.date[flag].e=C.date[flag].e+A.date[i].e*B.date[j].e;
}
}
}
}
}
else
{cout<<"不能相乘！
"<}
voidprint（TSMatrixA）
{
intk=0;
inti,j;
intM[MAXSIZE][MAXSIZE];
for（i=0;i{
for（j=0;j{
M[i][j]=0;
}
}
while（k{
M[A.date[k].row-1][A.date[k].col-1]=A.date[k].e;
k++;
}
for（i=0;i{
cout<<"|";
for（j=0;j{
cout<}
cout<<"|"<}
}
voidshowtip（）
{
cout<<"------------请选择要执行的操作--------"<cout<cout<<"0---创建矩阵"<cout<<"1---A+B"<cout<<"2---A-B"<cout<<"3---A*B"<cout<<"4---退出"<cout<<"~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~"<}
3、主函数：
voidmain（）
{
TSMatrixA,B,C;
initMatrix（A）;
initMatrix（B）;
initMatrix（C）;
showtip（）;
inti;
cin>>i;
while（true）
{
switch（i）
{
case0:
system（"cls"）;
cout<<"创建矩阵A：
"<createMatrix（A）;
cout<<"创建矩阵B：
"<createMatrix（B）;
showtip（）;
break;
case1:
system（"cls"）;
if（A.m==0||B.m==0）
{
cout<<"未建矩阵"<}
else
{
initMatrix（C）;
add（A,B,C）;
if（A.m==B.m&&A.n==B.n）
{
cout<<"加的结果；"<print（A）;
cout<<"+"<print（B）;
cout<<"="<print（C）;
}
}
showtip（）;
break;
case2:
system（"cls"）;
if（A.m==0||B.m==0）
{
cout<<"未建矩阵"<}
else
{
initMatrix（C）;
sub（A,B,C）;
cout<<"减的结果；"<print（A）;
cout<<"+"<print（B）;
cout<<"="<print（C）;
}
showtip（）;
break;
case3:
system（"cls"）;
if（A.m==0||B.m==0）
{
cout<<"未建矩阵"<}
else
{
initMatrix（C）;
mult（A,B,C）;
if（A.n==B.m）
{
cout<<"乘后的结果；"<print（A）;
cout<<"*"<print（B）;
cout<<"="<print（C）;
}
}
showtip（）;
break;
case4:
exit（0）;
break;
}
cin>>i;
}
}
四、调试分析
1、由于本程序涉及的函数比较多，所以开始时在函数调用上出现了混乱，把自己都给搞糊涂了，后来经仔细排查，最终发现了错误。
2、一开始看这个题目时，感觉以前似乎做过，觉得很简单，所以没有进行认真分析就开始急着写程序，写了一点后发现没思路了，怎么也写不下出了，搞了半天结果什么也没写出来。
所以得出经验，以后写程序必须先分析好思路，然后才开始着手去写，这样能达到现半功倍的效果。
3、矩阵的加和减，在表面上看似乎很相似，只要把加改减就能完成任务，其实不然。
五、用户手册
1、本程序的运行环境为DOS操作环境，文件名为约瑟夫环.exe;
2、本例演示程序简单明了，按菜单提示操作即可。
六、测试结果
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