三元組順序表稀疏矩陣課程設(shè)計(jì)報(bào)告(不完整)

1、1.稀疏矩陣運(yùn)算器數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)針對(duì)本課程設(shè)計(jì)，完成以下課程設(shè)計(jì)任務(wù)：1、 熟悉系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工具和上機(jī)環(huán)境。2、 根據(jù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)，查閱相關(guān)資料。3、 針對(duì)所選課題完成以下工作：（1） 需求分析（2） 概要分析（3） 詳細(xì)設(shè)計(jì)（4） 編寫(xiě)源程序（5） 靜態(tài)走查程序和上機(jī)調(diào)試程序4、 書(shū)寫(xiě)上述文檔和撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告。3.課程設(shè)計(jì)報(bào)告目錄4.正文（1）問(wèn)題描述稀疏矩陣是指那些多數(shù)元素為零的矩陣。利用“稀疏”特點(diǎn)進(jìn)行存儲(chǔ)和計(jì)算可以大大節(jié)省存儲(chǔ)空間，提高計(jì)算頻率。實(shí)現(xiàn)一個(gè)能進(jìn)行稀疏矩陣基本運(yùn)算的運(yùn)算器。（2）需求分析本課程設(shè)計(jì)的稀疏矩陣運(yùn)算器在visual studio 2013下運(yùn)行調(diào)試成功，可

2、以實(shí)現(xiàn)的功能有：1.矩陣運(yùn)算方式選擇2.根據(jù)提示輸入相應(yīng)數(shù)據(jù)3.顯示最終結(jié)果使用的主要存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)為三元組，并用三元組形式進(jìn)行運(yùn)算。所有參與運(yùn)算數(shù)據(jù)類型為整形，因此輸入的數(shù)據(jù)應(yīng)為整形數(shù)據(jù)。為了節(jié)省存儲(chǔ)空間使用三元組數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，可以通過(guò)多次掃描三元組數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，即使用嵌套循環(huán)函數(shù)。輸出結(jié)果為通常的陣列形式，因此使用了右對(duì)齊，保證輸出形式的整齊。（3）概要分析本次課程設(shè)計(jì)中定義的結(jié)構(gòu)體typedef struct int i, j;/矩陣元素所在行列int v;/元素的值triple;typedef struct triple dataMAXSIZE;triple copMAXSIZE;/輔助數(shù)組i

3、nt m, n, t;/矩陣的行列數(shù)tripletable;Main函數(shù)調(diào)用子函數(shù)時(shí)輸入1為調(diào)用int Push_juzhen(int m, int n, int count)函數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)矩陣相加功能輸入2為調(diào)用int Dec_juzhen(int m, int n, int count)函數(shù)，可實(shí)現(xiàn)矩陣相減功能輸入3為調(diào)用int Mul_juzhen()函數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)矩陣相乘功能（4）詳細(xì)分析（流程圖 偽代碼）加法函數(shù)int Push_juzhen(int m, int n, int count)/矩陣相加（行，列，矩陣數(shù)）/ p行，q列，s非零元素個(gè)數(shù)，v元素值/ucount對(duì)數(shù)組下標(biāo)計(jì)

4、數(shù)的變量，與變量x實(shí)現(xiàn)多個(gè)矩陣相加for (int c = 0; c < count; c+)int x = 0;cout << "請(qǐng)輸入第" << c + 1 << "個(gè)矩陣的非零元素個(gè)數(shù)" << endl;cin >> s;cout << "請(qǐng)依次輸入非零元素所在行和列以及該非零元素的值并以空格隔開(kāi)" << endl;for (; x< s; x+)/傳遞行列及元素值cin >> p >> q >>

5、v;a.copx.i = p;/將p賦值給datax.ia.copx.j = q;/將q賦值給datax.ja.copx.v = v;/將v賦值給datax.v/g行/h列for (int g = 1; g <= m;g+)for (int h = 1; h <= n; h+)int l;/存儲(chǔ)下標(biāo)for (l = 0; l < s; l+)/對(duì)輔助存儲(chǔ)中的三元組進(jìn)行行邏輯排序，將數(shù)據(jù)存入a.dataif (a.copl.i = g&&a.copl.j = h)a.datau.i = a.copl.i;a.datau.j = a.copl.j;a.datau.

6、v = a.copl.v;u+;/矩陣相加/k為行數(shù)/h為列數(shù)for (int k = 0; k < u; k+)for (int h = 0; h <= ucount; h+)if (a.datak.i = b.datah.i&&a.datak.j = b.datah.j)/判斷行列是否相等b.datah.v += a.datak.v;elseb.dataucount.i = a.datak.i;b.dataucount.j = a.datak.j;b.dataucount.v = a.datak.v;ucount+;/存儲(chǔ)空間增加計(jì)數(shù)break;/增加一組數(shù)據(jù)時(shí)

7、跳出循環(huán)，避免重復(fù)計(jì)算return 0;相減函數(shù)int Dec_juzhen(int m, int n, int count)for (int c = 0; c < count; c+)int x = 0;cout << "請(qǐng)輸入第" << c + 1 << "個(gè)矩陣的非零元素個(gè)數(shù)" << endl;cin >> s;cout << "請(qǐng)依次輸入非零元素所在行和列以及該非零元素的值并以空格隔開(kāi)" << endl;for (; x< s; x

8、+)/傳遞行列及元素值cin >> p >> q >> v;a.copx.i = p;/將p賦值給datax.ia.copx.j = q;/將q賦值給datax.ja.copx.v = v;/將v賦值給datax.v/g行/h列if (c != 0)for (int g = 1; g <= m; g+)for (int h = 1; h <= n; h+)int l;/存儲(chǔ)下標(biāo)for (l = 0; l < s; l+)/行邏輯排列if (a.copl.i = g&&a.copl.j = h)a.datau.i = a.co

9、pl.i;a.datau.j = a.copl.j;a.datau.v =- a.copl.v;/c>0時(shí)為減數(shù)矩陣u+;elsefor (int g = 1; g <= m; g+)for (int h = 1; h <= n; h+)int l;/存儲(chǔ)下標(biāo)for (l = 0; l < s; l+)if (a.copl.i = g&&a.copl.j = h)a.datau.i = a.copl.i;a.datau.j = a.copl.j;a.datau.v = a.copl.v;u+;/矩陣減法計(jì)算for (int k = 0; k < u

10、; k+)for (int h = 0; h <= ucount; h+)if (a.datak.i = b.datah.i&&a.datak.j = b.datah.j)/判斷行列相等b.datah.v += a.datak.v;elseb.dataucount.i = a.datak.i;b.dataucount.j = a.datak.j;b.dataucount.v = a.datak.v;ucount+;break;return 0;相乘函數(shù)int Mul_juzhen()cout << "請(qǐng)輸入第一個(gè)矩陣的行列數(shù)" <&l

11、t; endl;cin >> m >> n;cout << "請(qǐng)輸入第一個(gè)矩陣的非零元素個(gè)數(shù)" << endl;cin >> t1;a.m = m;a.n = n;a.t = t1;cout << "請(qǐng)輸入第一個(gè)矩陣的非零元素所在的行、列、數(shù)值并以空格間隔" << endl;for (i=0; i < t1; i+)cin >> p >> q >> v;a.datai.i = p;/將p賦值給datax.ia.datai.j =

12、q;/將q賦值給datax.ja.datai.v = v;/將v賦值給datax.vcout << "則第二個(gè)矩陣的行數(shù)為" << a.n << "行" << endl<<endl;cout << "請(qǐng)輸入第二個(gè)矩陣的列數(shù)" << endl;cin >> n;cout << "請(qǐng)輸入第二個(gè)矩陣的非零元素個(gè)數(shù)" << endl;cin >> t2;b.m = a.n;b.n = n;b.

13、t = t2;cout << "請(qǐng)輸入第二個(gè)矩陣的非零元素所在的行、列、數(shù)值并以空格間隔" << endl;for (i = 0; i < t2; i+)cin >> p >> q >> v;b.datai.i = p;/將p賦值給datax.ib.datai.j = q;/將q賦值給datax.jb.datai.v = v;/將v賦值給datax.vi = 0;/i為a、b數(shù)組標(biāo)記，另設(shè)k為矩陣相乘元素掃描標(biāo)記/n為檢測(cè)相加元素掃描標(biāo)記，z為存儲(chǔ)標(biāo)記while (i < a.t)int k;for (

14、k = 0; k < b.t; k+)if (a.datai.j = b.datak.i)if (i>0)for (n = 0; n < z; n+)if (a.datai.i = c.datan.i&&b.datak.j = c.datan.j)/判斷是否符合相加條件c.datan.v += a.datai.v*b.datak.v;elsec.dataz.i = a.datai.i;c.dataz.j = b.datak.j;c.dataz.v = a.datai.v*b.datak.v;z+;elsec.dataz.i = a.datai.i;c.data

15、z.j= b.datak.j;c.dataz.v = a.datai.v*b.datak.v;z+;i+;return 0;（5）調(diào)試分析（遇到的問(wèn)題，修改，解決辦法，時(shí)空復(fù)雜度）剛開(kāi)始，程序僅使用三元組存儲(chǔ)，計(jì)算過(guò)程使用了二維數(shù)組，但矩陣相乘會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，矩陣乘法時(shí)間復(fù)雜度為矩陣一的行數(shù)乘以矩陣二的列數(shù)（m1*n2）。為了簡(jiǎn)化矩陣相乘的計(jì)算并符合題目要求，我把算法改用三元組進(jìn)行，加法與減法的時(shí)間復(fù)雜度為矩陣中的所有非零元素個(gè)數(shù)乘以結(jié)果矩陣中的參與運(yùn)算元素個(gè)數(shù)（u*ucount），乘法的時(shí)間復(fù)雜度為兩個(gè)矩陣的非零元素個(gè)數(shù)相乘并乘以結(jié)果中的非零元素個(gè)數(shù)（t1*t2*t3），但在實(shí)現(xiàn)功能時(shí)沒(méi)有進(jìn)行行

16、邏輯排列，后期加入了行邏輯排列，但仍不夠完善。六、測(cè)試結(jié)果矩陣相加測(cè)試矩陣相減測(cè)試矩陣相乘測(cè)試5.課程設(shè)計(jì)總結(jié)本次課程設(shè)計(jì)中開(kāi)始由于沒(méi)有理解課程設(shè)計(jì)要求，因此走了許多彎路，花了更多的時(shí)間，但在這個(gè)過(guò)程中我也獲得了許多。最初我使用了二維數(shù)組進(jìn)行運(yùn)算，在進(jìn)行矩陣加減時(shí)，二維數(shù)組的代碼書(shū)寫(xiě)簡(jiǎn)單，但會(huì)耗費(fèi)更多的存儲(chǔ)空間，在進(jìn)行矩陣乘法運(yùn)算時(shí)計(jì)算方法也更加復(fù)雜，容易產(chǎn)生問(wèn)題。后來(lái)我改用三元組書(shū)寫(xiě)代碼，有了上一次使用二維數(shù)組的經(jīng)歷后，我在寫(xiě)算法之前先畫(huà)了流程圖，并參考矩陣乘法的公式，用三元組的行列關(guān)系簡(jiǎn)化了運(yùn)算。輸出部分的函數(shù)也多次進(jìn)行了修改，第一次我使將一個(gè)二維數(shù)組全部置零而后對(duì)數(shù)組的相應(yīng)位置進(jìn)行賦值，

17、最后以嵌套循環(huán)輸出結(jié)果，但這樣會(huì)浪費(fèi)大量的存儲(chǔ)空間。最后我用三元組判斷行列是否相等，若相等則輸出相應(yīng)位置的值，否則輸出0，節(jié)省了存儲(chǔ)空間。代碼中大量用到了循環(huán)結(jié)構(gòu)，書(shū)寫(xiě)調(diào)試過(guò)程中我常常會(huì)遇到問(wèn)題，如計(jì)數(shù)的變量得到的結(jié)果直接使用容易產(chǎn)生錯(cuò)誤，存放數(shù)據(jù)增加時(shí)，某些循環(huán)結(jié)構(gòu)中的條件產(chǎn)生變動(dòng)引起了結(jié)果的錯(cuò)誤，如加法函數(shù)在書(shū)寫(xiě)新數(shù)據(jù)存放至b.dataucount中時(shí)會(huì)進(jìn)行ucount+，但是也因此增加了一次循環(huán)，而在進(jìn)行新增數(shù)據(jù)的當(dāng)前循環(huán)中不需要繼續(xù)進(jìn)行循環(huán)，否則會(huì)產(chǎn)生重復(fù)計(jì)算，因此我在新增數(shù)據(jù)后用了break來(lái)跳出循環(huán)，解決了重復(fù)計(jì)算的問(wèn)題。循環(huán)錯(cuò)誤進(jìn)行的問(wèn)題同樣出現(xiàn)在輸出部分的函數(shù)中，我在執(zhí)行輸出相

18、應(yīng)值的函數(shù)后同樣加了break來(lái)跳出循環(huán)，解決了重復(fù)輸出問(wèn)題。但本次課程設(shè)計(jì)中仍存在很多缺陷，如不能控制使用者的輸入，若輸入形式或數(shù)據(jù)錯(cuò)誤沒(méi)有報(bào)錯(cuò)提示以及相應(yīng)的處理程序，有待改進(jìn)。6.參考文獻(xiàn)7.附錄#include <stdlib.h>#include<iomanip>/控制長(zhǎng)度頭文件#include<cstdlib> /改變控制臺(tái)背景頭文件#include <iostream>using namespace std;#define MAXSIZE 100/定義三元組typedef struct int i, j;/矩陣元素所在行列int v;

19、/元素的值triple;typedef struct triple dataMAXSIZE;triple copMAXSIZE;/輔助數(shù)組int m, n, t;/矩陣的行列數(shù)tripletable;int Push_juzhen(int m, int n, int count)/矩陣相加（行，列，矩陣數(shù)）int p, q, s, v; / p行，q列，s非零元素個(gè)數(shù)，v元素值tripletable a,b;int u=0;int ucount = 0;/對(duì)數(shù)組下標(biāo)計(jì)數(shù)的變量，與變量x實(shí)現(xiàn)多個(gè)矩陣相加for (int c = 0; c < count; c+)int x = 0;cout

20、 << "請(qǐng)輸入第" << c + 1 << "個(gè)矩陣的非零元素個(gè)數(shù)" << endl;cin >> s;cout << "請(qǐng)依次輸入非零元素所在行和列以及該非零元素的值并以空格隔開(kāi)" << endl;for (; x< s; x+)/傳遞行列及元素值cin >> p >> q >> v;a.copx.i = p;/將p賦值給copx.ia.copx.j = q;/將q賦值給copx.ja.copx.v = v

21、;/將v賦值給copx.v/g行/h列for (int g = 1; g <= m;g+)for (int h = 1; h <= n; h+)int l;/存儲(chǔ)下標(biāo)for (l = 0; l < s; l+)/對(duì)輔助存儲(chǔ)中的三元組進(jìn)行行邏輯排序，將數(shù)據(jù)存入a.dataif (a.copl.i = g&&a.copl.j = h)a.datau.i = a.copl.i;a.datau.j = a.copl.j;a.datau.v = a.copl.v;u+;/矩陣相加/k為行數(shù)/h為列數(shù)for (int k = 0; k < u; k+)for (in

22、t h = 0; h <= ucount; h+)if (a.datak.i = b.datah.i&&a.datak.j = b.datah.j)/判斷行列是否相等b.datah.v += a.datak.v;elseb.dataucount.i = a.datak.i;b.dataucount.j = a.datak.j;b.dataucount.v = a.datak.v;ucount+;/存儲(chǔ)空間增加計(jì)數(shù)break;/增加一組數(shù)據(jù)時(shí)跳出循環(huán)，避免重復(fù)計(jì)算/輸出模塊,右對(duì)齊輸出cout << "運(yùn)算結(jié)果為" << endl

23、;for (int x = 1; x <= m; x+)for (int y = 1; y <= n; y+)for (int l = 0; l < ucount; l+)if (b.datal.i = x && b.datal.j = y)/掃描行列是否相等cout << std:right << setw(6) << b.datal.v << " "break;/輸出相等行列數(shù)值后跳出循環(huán)else if (l = ucount - 1 && (b.datal.i = x &

24、amp;& b.datal.j = y) != 1)/若沒(méi)有相應(yīng)元素則輸出零cout << std:right << setw(6) << "0" << " "cout << endl;rewind(stdin);getchar();return 0;int Dec_juzhen(int m, int n, int count)int p, q, s, v;/行，列，非零元素個(gè)數(shù)，元素值tripletable a,b;int u = 0;int ucount = 0;for (int c

25、 = 0; c < count; c+)int x = 0;cout << "請(qǐng)輸入第" << c + 1 << "個(gè)矩陣的非零元素個(gè)數(shù)" << endl;cin >> s;cout << "請(qǐng)依次輸入非零元素所在行和列以及該非零元素的值并以空格隔開(kāi)" << endl;for (; x< s; x+)/傳遞行列及元素值cin >> p >> q >> v;a.copx.i = p;/將p賦值給datax.

26、ia.copx.j = q;/將q賦值給datax.ja.copx.v = v;/將v賦值給datax.v/g行/h列if (c != 0)for (int g = 1; g <= m; g+)for (int h = 1; h <= n; h+)int l;/存儲(chǔ)下標(biāo)for (l = 0; l < s; l+)/行邏輯排列if (a.copl.i = g&&a.copl.j = h)a.datau.i = a.copl.i;a.datau.j = a.copl.j;a.datau.v =- a.copl.v;/c>0時(shí)為減數(shù)矩陣u+;elsefor (

27、int g = 1; g <= m; g+)for (int h = 1; h <= n; h+)int l;/存儲(chǔ)下標(biāo)for (l = 0; l < s; l+)if (a.copl.i = g&&a.copl.j = h)a.datau.i = a.copl.i;a.datau.j = a.copl.j;a.datau.v = a.copl.v;u+;/矩陣減法計(jì)算for (int k = 0; k < u; k+)for (int h = 0; h <= ucount; h+)if (a.datak.i = b.datah.i&&am

28、p;a.datak.j = b.datah.j)/判斷行列相等b.datah.v += a.datak.v;elseb.dataucount.i = a.datak.i;b.dataucount.j = a.datak.j;b.dataucount.v = a.datak.v;ucount+;break;/輸出模塊cout << "運(yùn)算結(jié)果為" << endl;for (int x = 1; x <= m; x+)for (int y = 1; y <= n; y+)for (int l = 0; l < ucount; l+)if

29、 (b.datal.i = x && b.datal.j = y)cout << std:right << setw(6) << b.datal.v << " "break;else if (l = ucount - 1 && (b.datal.i = x && b.datal.j = y)!=1)cout << std:right << setw(6) << "0" << " "cout &

30、lt;< endl;rewind(stdin);getchar();return 0;int Mul_juzhen()int m, n, t1,t2,i,z=0;tripletable a,b,c;int p, q, v;cout << "請(qǐng)輸入第一個(gè)矩陣的行列數(shù)" << endl;cin >> m >> n;cout << "請(qǐng)輸入第一個(gè)矩陣的非零元素個(gè)數(shù)" << endl;cin >> t1;a.m = m;a.n = n;a.t = t1;cout <&

31、lt; "請(qǐng)輸入第一個(gè)矩陣的非零元素所在的行、列、數(shù)值并以空格間隔" << endl;for (i=0; i < t1; i+)cin >> p >> q >> v;a.datai.i = p;/將p賦值給datax.ia.datai.j = q;/將q賦值給datax.ja.datai.v = v;/將v賦值給datax.vcout << "則第二個(gè)矩陣的行數(shù)為" << a.n << "行" << endl<<endl;

32、cout << "請(qǐng)輸入第二個(gè)矩陣的列數(shù)" << endl;cin >> n;cout << "請(qǐng)輸入第二個(gè)矩陣的非零元素個(gè)數(shù)" << endl;cin >> t2;b.m = a.n;b.n = n;b.t = t2;cout << "請(qǐng)輸入第二個(gè)矩陣的非零元素所在的行、列、數(shù)值并以空格間隔" << endl;for (i = 0; i < t2; i+)cin >> p >> q >> v;b.

33、datai.i = p;/將p賦值給datax.ib.datai.j = q;/將q賦值給datax.jb.datai.v = v;/將v賦值給datax.vi = 0;/i為a、b數(shù)組標(biāo)記，另設(shè)k為矩陣相乘元素掃描標(biāo)記/n為檢測(cè)相加元素掃描標(biāo)記，z為存儲(chǔ)標(biāo)記while (i < a.t)int k;for (k = 0; k < b.t; k+)if (a.datai.j = b.datak.i)if (i>0)for (n = 0; n < z; n+)if (a.datai.i = c.datan.i&&b.datak.j = c.datan.j)

34、/判斷是否符合相加條件c.datan.v += a.datai.v*b.datak.v;elsec.dataz.i = a.datai.i;c.dataz.j = b.datak.j;c.dataz.v = a.datai.v*b.datak.v;z+;elsec.dataz.i = a.datai.i;c.dataz.j= b.datak.j;c.dataz.v = a.datai.v*b.datak.v;z+;i+;/輸出cout << "運(yùn)算結(jié)果為" << endl;for (int x = 1; x <= a.m; x+)for (in

35、t y = 1; y <= b.n; y+)for (int l = 0; l < z; l+)if (c.datal.i = x && c.datal.j = y)cout << std:right << setw(6) << c.datal.v << " "break;else if (l = z - 1 && (c.datal.i = x && c.datal.j = y) != 1)cout << std:right << setw(6) << "0" << " "cout << endl;rewind(stdin);getchar();return 0;void main()int m, n, a,k=1;s