基于三元組表的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)稀疏矩陣的應(yīng)用課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　數(shù) 據(jù) 結(jié) 構(gòu) 課 程 設(shè) 計(jì)</p><p>　　設(shè)計(jì)題目：基于三元組表的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)稀疏矩陣的應(yīng)用</p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　專業(yè)班級(jí)： </p><p>　　指導(dǎo)教師：

2、 </p><p>　　完成時(shí)間： </p><p>　　信息工程學(xué) 院 信科 系</p><p>　　課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表(本科)</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、課題設(shè)計(jì)

3、目的及意義1</p><p>　　1.1、課題設(shè)計(jì)目的1</p><p>　　1.2、課程設(shè)計(jì)意義1</p><p><b>　　二、需求分析1</b></p><p>　　2.1設(shè)計(jì)函數(shù)建立稀疏矩陣及初始化值和輸出稀疏矩陣的值1</p><p>　　2.2 構(gòu)造函數(shù)進(jìn)行稀疏矩陣的轉(zhuǎn)置并

4、輸出結(jié)果1</p><p>　　2.3 構(gòu)造函數(shù)進(jìn)行兩稀疏矩陣相加、減及相乘并輸出最終稀疏矩陣1</p><p>　　2.4 退出系統(tǒng)2</p><p><b>　　三、項(xiàng)目設(shè)計(jì)2</b></p><p><b>　　3.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2</b></p><p><

5、;b>　　3.2算法思想2</b></p><p><b>　　3.3模塊圖2</b></p><p><b>　　3.4流程圖3</b></p><p><b>　　四、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)4</b></p><p><b>　　4.1主調(diào)函數(shù)4&l

6、t;/b></p><p>　　4.2三元組表建立4</p><p><b>　　4.3矩陣建立4</b></p><p>　　4.4矩陣相加減及轉(zhuǎn)置5</p><p><b>　　五、系統(tǒng)調(diào)試8</b></p><p>　　5.1主菜單輸出8</p&g

7、t;<p><b>　　5.2矩陣相加9</b></p><p><b>　　5.3矩陣轉(zhuǎn)置9</b></p><p>　　5.4矩陣相減10</p><p><b>　　六、實(shí)驗(yàn)總結(jié)10</b></p><p><b>　　七、附錄11<

8、;/b></p><p>　　一、課題設(shè)計(jì)目的及意義</p><p>　　1.1、課題設(shè)計(jì)目的 </p><p>　　(1)掌握稀疏矩陣三元組表的存儲(chǔ)，創(chuàng)建，顯示，轉(zhuǎn)置等方法。</p><p>　　(2)利用三元組表實(shí)現(xiàn)矩陣的相加，減。 </p><p>　　(3)了解稀疏矩陣的相關(guān)應(yīng)用。</p&g

9、t;<p>　　1.2、課程設(shè)計(jì)意義</p><p>　　本次課題設(shè)計(jì)可以使我們更熟練的掌握有關(guān)三元組表及稀疏矩陣的相關(guān)知識(shí)，比一般存儲(chǔ)方法節(jié)省了存儲(chǔ)空間，基于三元組表的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了稀疏矩陣的基本操作。</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)是本組成員共同努力而完成的，第一次進(jìn)行課程設(shè)計(jì)是我們的探索過程，這個(gè)過程中，我們克服了一個(gè)個(gè)困難，在摸索中前行，我們相信通過此次課程設(shè)計(jì)我們

10、每個(gè)人都會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這門課程有更深一步的了解。</p><p><b>　　二、需求分析</b></p><p>　　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)算效率。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。以“帶行邏輯鏈接信息”的三元組順序表表示稀疏矩陣，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)矩陣相加、相減和相乘的運(yùn)算。稀疏矩陣的輸入形式采用三

11、元組表示，而運(yùn)算結(jié)果的矩陣則通常以陣列形式列出。</p><p>　　2.1設(shè)計(jì)函數(shù)建立稀疏矩陣及初始化值和輸出稀疏矩陣的值</p><p>　　本模塊要求設(shè)計(jì)函數(shù)建立稀疏矩陣并初始化，包括在三元組結(jié)構(gòu)下和十字鏈表結(jié)構(gòu)下。在創(chuàng)建稀疏矩陣時(shí)，需要設(shè)計(jì)兩個(gè)不同的函數(shù)分別在三元組和十字鏈表下創(chuàng)建稀疏矩陣，在輸入出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，能夠?qū)﹀e(cuò)誤進(jìn)行判別處理，初始化稀疏矩陣都為空值。在設(shè)計(jì)輸出稀疏矩陣的值的函

12、數(shù)時(shí)，也要針對(duì)兩種不同的情況，分別編制函數(shù)，才能準(zhǔn)確的輸出稀疏矩陣。在對(duì)稀疏矩陣進(jìn)行初始化時(shí)，只輸入非零元素的值和它所在的所在行及所在列。在對(duì)稀疏矩陣輸出時(shí)，以矩陣的完整形式輸出。</p><p>　　2.2 構(gòu)造函數(shù)進(jìn)行稀疏矩陣的轉(zhuǎn)置并輸出結(jié)果 </p><p>　　本模塊要求設(shè)計(jì)函數(shù)進(jìn)行稀疏矩陣的轉(zhuǎn)置并輸出轉(zhuǎn)置后的結(jié)果。在編寫函數(shù)時(shí)，要先定義一個(gè)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體變量用于存放轉(zhuǎn)置后的矩陣，最

13、后把此矩陣輸出。 </p><p>　　2.3 構(gòu)造函數(shù)進(jìn)行兩稀疏矩陣相加、減及相乘并輸出最終稀疏矩陣</p><p>　　本模塊要求設(shè)計(jì)相加、減和相乘函數(shù)對(duì)兩個(gè)矩陣進(jìn)行運(yùn)算，并輸出最終的稀疏矩陣，定義相應(yīng)的矩陣類型用于存放兩個(gè)矩陣操作后的結(jié)果矩陣，這個(gè)結(jié)果矩陣的行、列數(shù)需要綜合多方面情況來確定。這些函數(shù)也是整個(gè)程序的難點(diǎn)，需要靈活運(yùn)用數(shù)組及指針的特點(diǎn)。</p><p&

14、gt;<b>　　2.4 退出系統(tǒng) </b></p><p>　　本模塊要求設(shè)置選項(xiàng)能隨時(shí)結(jié)束程序的運(yùn)行，本程序中采用do-while循環(huán)。程序在計(jì)算機(jī)上顯示“提示信息”之后，由用戶在鍵盤上輸入演示程序中需要的相關(guān)信息及命令。 </p><p><b>　　三、項(xiàng)目設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　3.1

15、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1、以“帶行邏輯鏈接信息”的三元組順序表表示稀疏矩陣，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)矩陣相加、相減和相乘的運(yùn)算</p><p>　　2、稀疏矩陣的輸入形式采用三元組表示，而運(yùn)算結(jié)果的矩陣則通常以陣列形式列出。</p><p><b>　　3.2算法思想</b></p><p>　　1、首先應(yīng)輸

16、入矩陣的行數(shù)和列數(shù)。</p><p>　　2、 以“帶行邏輯鏈接信息”的三元組順序表表數(shù)，并判別給出的兩個(gè)矩陣的行、列數(shù)對(duì)于所要求作的運(yùn)算是否相匹配?？稍O(shè)矩陣的行數(shù)和列數(shù)均不超過20。</p><p>　　3、程序可以對(duì)三元組的輸入順序加以限制，例如，按行優(yōu)先。注意研究教材的算法，以便提高計(jì)算效率。5.在用三元組表示稀疏矩陣時(shí)，相加或相減所得結(jié)果矩陣應(yīng)該另生成，乘積矩陣也可用二維數(shù)組存放。

17、</p><p>　　4、主函數(shù)設(shè)置循環(huán)和選擇語(yǔ)句進(jìn)行運(yùn)算循環(huán)和選擇，進(jìn)行稀疏矩陣的加法，減法和轉(zhuǎn)置。</p><p><b>　　3.3模塊圖</b></p><p><b>　　3.4流程圖</b></p><p><b>　　四、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)</b></p>&

18、lt;p><b>　　4.1主調(diào)函數(shù)</b></p><p>　　#include<stdio.h></p><p>　　#define smax 16</p><p>　　typedef int datatype;</p><p>　　typedef struct</p><p&g

19、t;　　{ int i, j;</p><p>　　datatype v;</p><p><b>　　} node;</b></p><p>　　typedef struct()</p><p>　　{ int m ,n,t;</p><p>　　node data[smax];<

20、/p><p>　　}spmatrix;</p><p><b>　　4.2三元組表建立</b></p><p>　　void print(spmatrix *a)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　int k;</b><

21、;/p><p>　　for(k=0;k<a->t;k++)</p><p>　　printf("%d\t%d\t%d\n",a->data[k].i,a->data[k].j,a->data[k].v);</p><p><b>　　}</b></p><p><b&g

22、t;　　4.3矩陣建立</b></p><p>　　void printjuzhen(spmatrix *a)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　int k,p,l;</p><p>　　int c[5][5]={{0},{0},{0},{0},{0}};</p>&l

23、t;p>　　for(k=0;k<a->t;k++)</p><p>　　c[a->data[k].i][a->data[k].j]=a->data[k].v;</p><p>　　for(p=0;p<a->m;p++)</p><p>　　{for(l=0;l<a->n;l++)</p>&l

24、t;p>　　printf("%d\t",c[p][l]);</p><p>　　printf("\n");</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　4.4矩陣相加減及轉(zhuǎn)置</p>

25、<p>　　pmatrix * xiangjia(spmatrix *a,spmatrix *b)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　spmatrix *c;</p><p>　　int pa=0,pb=0,pc=0,sum=0;</p><p>　　c=(spmatrix *)mal

26、loc(sizeof(spmatrix));</p><p>　　if((a->m==b->m)&&(a->n==b->n))</p><p><b>　　{</b></p><p>　　c->m=a->m;</p><p>　　c->n=a->n;<

27、/p><p>　　while(pa<a->t&&pb<b->t)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(a->data[pa].i==b->data[pb].i)</p><p><b>　　{</b></p>

28、<p>　　if(a->data[pa].j==b->data[pb].j)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　sum=a->data[pa].v+b->data[pb].v;</p><p><b>　　if(sum)</b></p><p

29、><b>　　{</b></p><p>　　c->data[pc].v=sum;</p><p>　　c->data[pc].i=a->data[pa].i;</p><p>　　c->data[pc].j=a->data[pa].j;</p><p><b>　　pc++

30、;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　pa++;</b></p><p><b>　　pb++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>

31、;　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(a->data[pa].j<b->data[pb].j)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(a->data[pa].v)</p>

32、<p><b>　　{</b></p><p>　　c->data[pc].v=a->data[pa].v;</p><p>　　c->data[pc].i=a->data[pa].i;</p><p>　　c->data[pc].j=a->data[pa].j;</p><p

33、>　　pc++;pa++;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p>　　if(b->data[pb].v)</p><p><b>

34、;　　{</b></p><p>　　c->data[pc].v=b->data[pb].v;</p><p>　　c->data[pc].i=b->data[pb].i;</p><p>　　c->data[pc].j=b->data[pb].j;</p><p>　　pc++;pb++;&l

35、t;/p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b><

36、/p><p>　　if(a->data[pa].i<b->data[pb].i)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(a->data[pa].v)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　c->dat

37、a[pc].v=a->data[pa].v;</p><p>　　c->data[pc].i=a->data[pa].i;</p><p>　　c->data[pc].j=a->data[pa].j;</p><p>　　pc++;pa++;</p><p><b>　　}</b></

38、p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p>　　if(b->data[pb].v)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　c->data[pc].v=b->data

39、[pb].v;</p><p>　　c->data[pc].i=b->data[pb].i;</p><p>　　c->data[pc].j=b->data[pb].j;</p><p>　　pc++;pb++;</p><p><b>　　}</b></p><p>&l

40、t;b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p>　　return(0);</p><p>　　while(pa<

41、a->t)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　c->data[pc].v=a->data[pa].v;</p><p>　　c->data[pc].i=a->data[pa].i;</p><p>　　c->data[pc].j=a->data[pa].

42、j;</p><p>　　pc++;pa++;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　while(pb<b->t)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　c->data[pc].v=b->data[pb].v

43、;</p><p>　　c->data[pc].i=b->data[pb].i;</p><p>　　c->data[pc].j=b->data[pb].j;</p><p>　　pc++;pb++;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>

44、;　　c->t=pc;</b></p><p>　　return(c);</p><p><b>　　五、系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p><b>　　5.1主菜單輸出</b></p><p><b>　　圖1主菜單輸出</b></p><

45、p><b>　　5.2矩陣相加</b></p><p><b>　　圖2 矩陣相加</b></p><p><b>　　5.3矩陣轉(zhuǎn)置</b></p><p><b>　　圖3 矩陣轉(zhuǎn)置</b></p><p><b>　　5.4矩陣相

46、減</b></p><p><b>　　圖4矩陣相減</b></p><p><b>　　六、實(shí)驗(yàn)總結(jié)</b></p><p>　　稀疏矩陣這個(gè)課題在我們平時(shí)上課時(shí)我就感覺對(duì)于我而言這是比較困難的，矩陣的相關(guān)知識(shí)，三元組表的相關(guān)知識(shí)也一直讓我比較惶恐，從拿到這個(gè)課題開始我就知道這次的課程設(shè)計(jì)必須用盡全力去認(rèn)真對(duì)

47、待。我深知團(tuán)隊(duì)合作的必要性，五個(gè)人的智慧總好過自己一個(gè)閉門造車，所以在課程設(shè)計(jì)過程中我們組進(jìn)行了激烈地討論，齊心協(xié)力地把這次課程設(shè)計(jì)做好。首先，我們根據(jù)課程設(shè)計(jì)所圍繞的程序進(jìn)行編程以及調(diào)試；其次，根據(jù)課程設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊约皩?shí)驗(yàn)意義的分析；再次之，進(jìn)行需求分析的解決；然后將項(xiàng)目設(shè)計(jì)的算法思想，基本算法，主函數(shù)調(diào)用一一呈現(xiàn)出來。這是我們第一次進(jìn)行比較專業(yè)的關(guān)于課程設(shè)計(jì)方面的運(yùn)算，關(guān)于三元組表以及稀疏函數(shù)的相關(guān)應(yīng)用，課程設(shè)計(jì)過程中，我

48、在利用三元組表實(shí)現(xiàn)稀疏矩陣相加的程序編制中，出現(xiàn)了很多問題，導(dǎo)致最后編譯、執(zhí)行、鏈接時(shí)不能成功，后來我查找了資料，去圖書館借了相關(guān)書籍，詢問老師及本組同學(xué)，經(jīng)過了好多次的改進(jìn)，最后，終于完成了程序的編制。 通過一周的課程設(shè)計(jì)使我對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有了更深的理解，對(duì)以前學(xué)習(xí)中不明白的，不理解的都有了進(jìn)一步的理解。在實(shí)際操作中遇到了很多困難，但通過找資料，請(qǐng)教同學(xué)和老師，使我的動(dòng)手能力和溝</p><p><b>

49、　　七、附錄</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]唐策善、李龍澍、黃劉生 . 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)——用C語(yǔ)言描述.高等教育出版社.1994年12月</p><p>　　[2]嚴(yán)蔚敏、 吳偉民.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第二版. 清華大學(xué)出版社. 1992</p><p>　　[3] 嚴(yán)蔚敏、