數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)--數(shù)組的存儲格式轉(zhuǎn)換

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數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)--數(shù)組的存儲格式轉(zhuǎn)換_第1頁

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文檔簡介

1、　　《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》　　課程設(shè) 計(jì) 報(bào) 告書　　題目：數(shù)組的存儲格式轉(zhuǎn)換 　　專業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 　　班

2、級：計(jì)121 　　學(xué) 號： 　　完成時(shí)間： 　　問題描述<p&

3、gt;　　問題描述　　根據(jù)數(shù)組的相關(guān)知識，以行列式的方式輸入矩陣，進(jìn)行簡單的運(yùn)算，轉(zhuǎn)置及求逆等過程，然后打印出該矩陣。　　基本要求　　需要按要求輸入矩陣，系統(tǒng)會自行運(yùn)算，然后輸出矩陣。<b&

4、gt;　　概要設(shè)計(jì)　　詳細(xì)設(shè)計(jì)　　函數(shù)申明　　float MatDet(float *p, int n); //求矩陣的行列式　　floa

5、t Creat_M(float *p, int m, int n, int k); //求矩陣元素A(m, n)的代數(shù)余之式　　void print(float *p, int m,int n); //輸出矩陣n*n　　bool Gauss(float *pSrc, float *pDst, int iRow)

6、; //采用部分主元的高斯消去法求方陣A的逆矩陣B　　bool Transepose(float *pSrc,float *pSdst, int iRow, int iCol); //求矩陣轉(zhuǎn)置　　bool MatMultiply(float *pSrc1, float *pSrc2,float *pDst,int iRow, int iCol);

7、//矩陣相乘　　主函數(shù)　　float *buffer, *p; //定義數(shù)組首地址指針變量　　int row, num; //定義矩陣的行數(shù)和矩陣元素個(gè)數(shù)　　int

8、 i, j;　　float determ; //定義矩陣的行列式　　float a[N][N], b[N][N];　　int n;　　cout << "采用逆矩陣

9、的定義法求矩陣的逆矩陣!\n";　　cout << "請輸入矩陣的行數(shù): ";　　cin >> row;　　num = 2 * row * row;　　buffer = (float *)calloc(num, siz

10、eof(float)); //分配內(nèi)存單元　　p = buffer;　　if (NULL != p)　　{　　for (i = 0; i < row; i++)<b&

11、gt;　　{　　cout << "Please input the number of " << i+1 << " row: ";　　for (j = 0; j < row; j++)　　{&l

12、t;/b>　　cin >> *p++;　　}　　}　　}　　else</b

13、>　　{　　cout << "Can't distribute memory\n";　　}　　cout << "The orig

14、inal matrix : \n";　　print(buffer, row); //打印該矩陣　　determ = MatDet(buffer, row); //求整個(gè)矩陣的行列式　　p = buffer + row * row;<p&g

15、t;　　if (determ != 0)　　{　　cout << "The determinant of the matrix is " << determ << endl;　　for (i = 0; i < ro

16、w; i++) //求逆矩陣　　{　　for (j = 0; j < row; j++)　　{　　*(p+j*row+i) = Creat_M(buffer, i, j, row)/d

17、eterm;　　}　　}　　cout << "The inverse matrix is: " << endl;　　print(p, row);

18、 //打印該矩陣　　}　　else　　{　　cout << "The determinant is 0, and

19、there is no inverse matrix!\n";　　}　　free(buffer); //釋放內(nèi)存空間　　cout << "采用部分主元的高斯消去法求方陣的逆矩陣!\n";<p

20、>　　cout << "請輸入方陣的階數(shù): ";　　cin >> n;　　cout << "請輸入" << n << "階方陣: \n";　　//輸入

21、一個(gè)n階方陣　　for (i = 0; i < n; i++)　　{　　for (j = 0; j < n; j++)　　{　　cin >

22、;> a[i][j];　　}　　}　　//運(yùn)用高斯消去法求該矩陣的逆矩陣并輸出　　if (Gauss(a, b, n))　　{&l

23、t;/b>　　cout << "該方陣的逆矩陣為: \n";　　for (i = 0; i < n; i++)　　{　　cout << setw(4);&

24、lt;p>　　for (j = 0; j < n; j++)　　{　　cout << b[i][j] << setw(10);　　}　　cout <<

25、; endl;　　}　　} 　　return 0;　　功能函數(shù)　　int

26、 i,m,n;　　cout << "請輸入方陣的行數(shù): ";　　cin >> m;　　cout << "請輸入方陣的列數(shù): ";　　cin

27、>> n;　　float *a = new float[m*n];　　cout << "請輸入" << m << "*"<< n << "階方陣: \n";　　/

28、/輸入一個(gè)n階方陣　　for (i = 0; i < m*n; i++)　　{　　cin >> a[i];　　}　　print(a,m,

29、n);　　cout<<"轉(zhuǎn)置矩陣："<<endl;　　float *b = new float[n*m];　　Transepose(a,b,m,n);　　print(b,n,m);　　c

30、out<<"矩陣乘積："<<endl;　　float *c = new float[m*m];　　MatMultiply(a,b,c,m,n);　　print(c,m,m);　　cout<<"矩陣的逆：&q

31、uot;<<endl;　　float *d = new float[m*m];　　Gauss(c,d,m);　　print(d,m,m);　　cin>>m;　　dele

32、te[] a;　　delete[] b;　　delete[] c;　　delete[] d;　　return 0;　　}<p

33、>　　//----------------------------------　　//功能: 求矩陣(n*n)的行列式　　//入口參數(shù): 矩陣的首地址，矩陣的行數(shù)　　//返回值: 矩陣的行列式值　　//--------------------------------

34、--　　float MatDet(float *p, int n)　　{　　int r, c, m;　　int lop = 0;　　float result = 0;&

35、lt;p>　　float mid = 1;　　if (n != 1)　　{　　lop = (n == 2) ? 1 : n; //控制求和循環(huán)次數(shù),若為2階，則循環(huán)1次，否則為n次　　for (m = 0;

36、 m < lop; m++)　　{　　mid = 1; //順序求和, 主對角線元素相乘之和　　for (r = 0, c = m; r < n; r++, c++)　　{</

37、b>　　mid = mid * (*(p+r*n+c%n));　　}　　result += mid;　　}　　for (m = 0; m <

38、lop; m++)　　{　　mid = 1; //逆序相減, 減去次對角線元素乘積　　for (r = 0, c = n-1-m+n; r < n; r++, c--)　　{</b&

39、gt;　　mid = mid * (*(p+r*n+c%n));　　}　　result -= mid;　　}　　}&

40、lt;/p>　　else　　result = *p;　　return result;　　}　　//-----------------------------------

41、-------------------　　//功能: 求k*k矩陣中元素A(m, n)的代數(shù)余之式　　//入口參數(shù): k*k矩陣的首地址，矩陣元素A的下標(biāo)m,n,矩陣行數(shù)k　　//返回值: k*k矩陣中元素A(m, n)的代數(shù)余之式　　//----------------

42、---------------------------------------　　float Creat_M(float *p, int m, int n, int k)　　{　　int len;

43、　　int i, j;　　float mid_result = 0;　　int sign = 1;　　float *p_creat, *p_mid;　　len = (k-1)*(k-1); //k階矩陣的代數(shù)余之

44、式為k-1階矩陣　　p_creat = (float*)calloc(len, sizeof(float)); //分配內(nèi)存單元　　p_mid = p_creat;　　for (i = 0; i < k; i++)　　{<

45、/p>　　for (j = 0; j < k; j++)　　{　　if (i != m && j != n) //將除第i行和第j列外的所有元素存儲到以p_mid為首地址的內(nèi)存單元　　{&

46、lt;/p>　　*p_mid++ = *(p+i*k+j);　　}　　}　　}　　sign = (m+n)%2 == 0 ? 1

47、: -1; //代數(shù)余之式前面的正、負(fù)號　　mid_result = (float)sign*MatDet(p_creat, k-1);　　free(p_creat);　　return mid_result;　　}</p&

48、gt;　　//----------------------　　//功能: 打印n*n矩陣　　//入口參數(shù): n*n矩陣的首地址,矩陣的行數(shù)n　　//返回值: 無返回值　　void print(float *p, int m, int n)</p

49、>　　{　　int i, j;　　for (i = 0; i < m; i++)　　{　　cout << set

50、w(4);　　for (j = 0; j < n; j++)　　{　　cout << setiosflags(ios::right) << *p++ << setw(10);

51、　　}　　cout << endl;　　}　　}　　//----------------------------------------------</p&g

52、t;　　//功能: 采用部分主元的高斯消去法求方陣A的逆矩陣B　　//入口參數(shù): 輸入方陣，輸出方陣，方陣階數(shù)　　//返回值: true or false　　//--------------------------　　運(yùn)行與測試&l

53、t;/b>　　進(jìn)入提示畫面　　按提示輸入后　　輸出界面　　總結(jié)與體會

54、通過這一次的課程設(shè)計(jì)，我掌握了另外的一種算法，對矩陣等復(fù)雜數(shù)據(jù)的輸入有了更深刻的理解，起初不知道應(yīng)該以怎樣的方式輸入矩陣，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這門課程在處理數(shù)據(jù)信息方面給了我很大的啟發(fā)，應(yīng)該以怎樣的方式輸入數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都很系統(tǒng)的解釋了出來，對我的幫助很大，一開始也沒想到自己真的能做出來，后來通過網(wǎng)上的一些成功案例，一步一步的寫了出來，在經(jīng)過調(diào)試，驗(yàn)證等一系列操作，終于解決了問題。也增加了自己的信心。<p&g

55、t;　　附源程序　　#include <math.h>　　#include <malloc.h>　　#include <iomanip>　　#include <iostream><

56、/p>　　#define N 10 //定義方陣的最大階數(shù)為10　　using namespace std;　　//函數(shù)的聲明部分　　float MatDet(float *p, int n); //

57、求矩陣的行列式　　float Creat_M(float *p, int m, int n, int k); //求矩陣元素A(m, n)的代數(shù)余之式　　void print(float *p, int m,int n); //輸出矩陣n*n　　bool Gauss(f

58、loat *pSrc, float *pDst, int iRow); //采用部分主元的高斯消去法求方陣A的逆矩陣B　　bool Transepose(float *pSrc,float *pSdst, int iRow, int iCol); //求矩陣轉(zhuǎn)置　　bool MatMultiply(float *pSrc1, float *pSrc

59、2,float *pDst,int iRow, int iCol);//矩陣相乘　　int main()　　{　　/*float *buffer, *p; //定義數(shù)組首地址指針變量　　int row, num;

60、 //定義矩陣的行數(shù)和矩陣元素個(gè)數(shù)　　int i, j;　　float determ; //定義矩陣的行列式　　float a[N][N], b[N][N];

61、;　　int n;　　cout << "采用逆矩陣的定義法求矩陣的逆矩陣!\n";　　cout << "請輸入矩陣的行數(shù): ";　　cin >> row;　　num = 2 *

62、 row * row;　　buffer = (float *)calloc(num, sizeof(float)); //分配內(nèi)存單元　　p = buffer;　　if (NULL != p)　　{

63、　　for (i = 0; i < row; i++)　　{　　cout << "Please input the number of " << i+1 << " row: ";<p&g

64、t;　　for (j = 0; j < row; j++)　　{　　cin >> *p++;　　}　　}<p&

65、gt;　　}　　else　　{　　cout << "Can't distribute memory\n";<b&

66、gt;　　}　　cout << "The original matrix : \n";　　print(buffer, row); //打印該矩陣　　determ = MatDet(buffer, row); //求整個(gè)矩陣的行

67、列式　　p = buffer + row * row;　　if (determ != 0)　　{　　cout << "The determinant of the matrix is " <<

68、; determ << endl;　　for (i = 0; i < row; i++) //求逆矩陣　　{　　for (j = 0; j < row; j++)　　{

69、;　　*(p+j*row+i) = Creat_M(buffer, i, j, row)/determ;　　}　　}　　cout << "The inverse matrix

70、 is: " << endl;　　print(p, row); //打印該矩陣　　}　　else　　{&l

71、t;/p>　　cout << "The determinant is 0, and there is no inverse matrix!\n";　　}　　free(buffer); //釋放內(nèi)存空間

72、　cout << "采用部分主元的高斯消去法求方陣的逆矩陣!\n";　　cout << "請輸入方陣的階數(shù): ";　　cin >> n;　　cout << "請輸入"

73、<< n << "階方陣: \n";　　//輸入一個(gè)n階方陣　　for (i = 0; i < n; i++)　　{　　for (j = 0; j < n; j++)</p

74、>　　{　　cin >> a[i][j];　　}　　}　　//運(yùn)用高斯消去法求該矩陣的逆矩陣并輸出

75、　　if (Gauss(a, b, n))　　{　　cout << "該方陣的逆矩陣為: \n";　　for (i = 0; i < n; i++)　　{&

76、lt;/b>　　cout << setw(4);　　for (j = 0; j < n; j++)　　{　　cout << b[i][j] << setw(10);

77、　　}　　cout << endl;　　}　　} 　　return 0;*/

78、　int i,m,n;　　cout << "請輸入方陣的行數(shù): ";　　cin >> m;　　cout << "請輸入方陣的列數(shù): ";

79、cin >> n;　　float *a = new float[m*n];　　cout << "請輸入" << m << "*"<< n << "階方陣: \n";

80、;　　//輸入一個(gè)n階方陣　　for (i = 0; i < m*n; i++)　　{　　cin >> a[i];　　}　　print(

81、a,m,n);　　cout<<"轉(zhuǎn)置矩陣："<<endl;　　float *b = new float[n*m];　　Transepose(a,b,m,n);　　print(b,n,m);

82、;　　cout<<"矩陣乘積："<<endl;　　float *c = new float[m*m];　　MatMultiply(a,b,c,m,n);　　print(c,m,m);　　cout<<"矩陣的

83、逆："<<endl;　　float *d = new float[m*m];　　Gauss(c,d,m);　　print(d,m,m);　　cin>>m;

84、delete[] a;　　delete[] b;　　delete[] c;　　delete[] d;　　return 0;　　}&

85、lt;p>　　//----------------------------------　　//功能: 求矩陣(n*n)的行列式　　//入口參數(shù): 矩陣的首地址，矩陣的行數(shù)　　//返回值: 矩陣的行列式值　　//----------------------------

86、------　　float MatDet(float *p, int n)　　{　　int r, c, m;　　int lop = 0;　　float result = 0;

87、;　　float mid = 1;　　if (n != 1)　　{　　lop = (n == 2) ? 1 : n; //控制求和循環(huán)次數(shù),若為2階，則循環(huán)1次，否則為n次　　for (m

88、= 0; m < lop; m++)　　{　　mid = 1; //順序求和, 主對角線元素相乘之和　　for (r = 0, c = m; r < n; r++, c++)　　{&

89、lt;/b>　　mid = mid * (*(p+r*n+c%n));　　}　　result += mid;　　}　　for (m = 0; m &

90、lt; lop; m++)　　{　　mid = 1; //逆序相減, 減去次對角線元素乘積　　for (r = 0, c = n-1-m+n; r < n; r++, c--)　　{<

91、;/b>　　mid = mid * (*(p+r*n+c%n));　　}　　result -= mid;　　}　　}</b&

92、gt;　　else　　result = *p;　　return result;　　}　　//-------------------------------

93、-----------------------　　//功能: 求k*k矩陣中元素A(m, n)的代數(shù)余之式　　//入口參數(shù): k*k矩陣的首地址，矩陣元素A的下標(biāo)m,n,矩陣行數(shù)k　　//返回值: k*k矩陣中元素A(m, n)的代數(shù)余之式　　//------------

94、-------------------------------------------　　float Creat_M(float *p, int m, int n, int k)　　{　　int len;<p

95、>　　int i, j;　　float mid_result = 0;　　int sign = 1;　　float *p_creat, *p_mid;　　len = (k-1)*(k-1); //k階矩陣的

96、代數(shù)余之式為k-1階矩陣　　p_creat = (float*)calloc(len, sizeof(float)); //分配內(nèi)存單元　　p_mid = p_creat;　　for (i = 0; i < k; i++)　　{

97、　　for (j = 0; j < k; j++)　　{　　if (i != m && j != n) //將除第i行和第j列外的所有元素存儲到以p_mid為首地址的內(nèi)存單元　　{</b&

98、gt;　　*p_mid++ = *(p+i*k+j);　　}　　}　　}　　sign = (m+n)%2 == 0

99、? 1 : -1; //代數(shù)余之式前面的正、負(fù)號　　mid_result = (float)sign*MatDet(p_creat, k-1);　　free(p_creat);　　return mid_result;　　}<

100、;/p>　　//----------------------　　//功能: 打印n*n矩陣　　//入口參數(shù): n*n矩陣的首地址,矩陣的行數(shù)n　　//返回值: 無返回值　　void print(float *p, int m, int n)&l

101、t;/p>　　{　　int i, j;　　for (i = 0; i < m; i++)　　{　　cout <<

102、 setw(4);　　for (j = 0; j < n; j++)　　{　　cout << setiosflags(ios::right) << *p++ << setw(10);<b

103、>　　}　　cout << endl;　　}　　}　　//----------------------------------------------<

104、/p>　　//功能: 采用部分主元的高斯消去法求方陣A的逆矩陣B　　//入口參數(shù): 輸入方陣，輸出方陣，方陣階數(shù)　　//返回值: true or false　　//----------------------------------------------<

105、;p>　　bool Gauss(float *pSrc, float *pDst, int iRow)　　{　　int i, j, k;　　int n = iRow;　　float max, temp;&

106、lt;p>　　float t[N][N]; //臨時(shí)矩陣　　//將A矩陣存放在臨時(shí)矩陣t[n][n]中　　for (i = 0; i < n; i++) 　　{　　for (j

107、= 0; j < n; j++)　　{　　t[i][j] = pSrc[i*iRow+j];　　}　　}　　/

108、/初始化B矩陣為單位陣　　for (i = 0; i < n; i++) 　　{　　for (j = 0; j < n; j++)　　{<p

109、>　　pDst[i*iRow+j] = (i == j) ? (float)1 : 0;　　}　　}　　for (i = 0; i < n; i++)　　{</

110、b>　　//尋找主元　　max = t[i][i];　　k = i;　　for (j = i+1; j < n; j++)

111、　{　　if (fabs(t[j][i]) > fabs(max))　　{　　max = t[j][i];　　k = j;<

112、;b>　　}　　}　　//如果主元所在行不是第i行，進(jìn)行行交換　　if (k != i)　　{　　for (j = 0; j &

113、lt; n; j++)　　{　　temp = t[i][j];　　t[i][j] = t[k][j];　　t[k][j] = temp;　　//B伴隨交換

114、　　temp = pDst[i*iRow+j];　　pDst[i*iRow+j] = pDst[k*iRow+j];　　pDst[k*iRow+j] = temp;　　}

115、}　　//判斷主元是否為0, 若是, 則矩陣A不是滿秩矩陣,不存在逆矩陣　　if (t[i][i] == 0)　　{　　cout << "There is no inverse matrix!

116、";　　return false;　　}　　//消去A的第i列除去i行以外的各行元素　　temp = t[i][i];　　for (j = 0; j < n; j++)<

117、/p>　　{　　t[i][j] = t[i][j] / temp; //主對角線上的元素變?yōu)?　　pDst[i*iRow+j] = pDst[i*iRow+j] / temp; //伴隨計(jì)算　　}<

118、;/b>　　for (j = 0; j < n; j++) //第0行->第n行　　{　　if (j != i) //不是第i行　　{

119、　　temp = t[j][i];　　for (k = 0; k < n; k++) //第j行元素 - i行元素*j列i行元素　　{　　t[j][k] = t[j][k] - t[i][k]*temp;</

120、p>　　pDst[j*iRow+k] = pDst[j*iRow+k] - pDst[i*iRow+k]*temp;　　}　　}　　}<p&g

121、t;　　}　　return true;　　}　　bool Transepose(float *pSrc,float *pSdst, int iRow, int iCol)//輸入源矩陣、目標(biāo)矩陣、源矩陣行和列<

122、;p>　　{　　if (iRow && iCol)　　{　　for (int i=0;i<iCol;i++)　　{</p&g

123、t;　　for(int j=0; j<iRow; j++)　　{　　*(pSdst + i*iRow +j) = *(pSrc + j*iCol + i);　　}<

124、;b>　　}　　return true;　　}　　return false;　　}　　bool MatMultiply(floa

125、t *pSrc1, float *pSrc2, float *pDst, int iRow, int iCol)//輸入源矩陣1&2、目標(biāo)矩陣、源矩陣行和列　　{　　if (iRow && iCol)　　{<

126、/p>　　for (int i=0;i<iRow;i++)　　{　　for (int j=0;j<iRow;j++)　　{　　*(pDst + i*iRow

127、 + j)=0;　　for (int k=0;k<iCol;k++)　　{　　*(pDst + i*iRow + j) += *(pSrc1 + i*iCol + k)* *(pSrc2 + k*iRow +j);<b&g

128、t;　　}　　}　　}　　return true;　　}　　return false;</

眾賞文庫> 全部分類> 畢業(yè)設(shè)計(jì)

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