第一篇：C++課程設(shè)計報告--矩陣乘法計算
C++課程設(shè)計報告
一、題目名稱：矩陣乘法計算
二、難易等級： A級
三、對題目的分析和注釋：
分析：
依次建立兩個矩陣空間并按照矩陣乘法規(guī)則進行運算。（矩陣的乘法規(guī)則：
1、矩陣的乘法運算必須符合m*n的矩陣與n*s的矩陣相乘。
2、第一個矩陣的第i行的元素依次乘以第二個矩陣的第j列元素后結(jié)果相加組成生成矩陣第i行第j列元素。）
注釋：
（1）設(shè)計一個矩陣類，將相應(yīng)的函數(shù)和數(shù)據(jù)封裝在類中，簡化程序。
（2）修改程序結(jié)構(gòu)，使程序可以反復執(zhí)行，直至按鍵選擇退出為止。
（3）本程序用數(shù)組表示5*5矩陣，將其改為根據(jù)輸入矩陣的大小動態(tài)分配空間[m][n]來放置數(shù)據(jù)，其中m，n為用戶可輸入的任意整數(shù)。
（4）增加類的構(gòu)造函數(shù)和成員函數(shù)，使得矩陣數(shù)據(jù)既可以用在對象初始化時賦值，也可以通過鍵盤賦值，還可以通過讀取數(shù)據(jù)文件輸入。
（5）用模板的形式改寫矩陣數(shù)據(jù)類型，使得矩陣中的數(shù)據(jù)既可以是整型數(shù)據(jù)，也可以是浮點型數(shù)據(jù)，執(zhí)行程序時，分別定義兩個整型矩陣和兩個浮點型矩陣進行乘法驗證。
（6）完成矩陣的乘法運算，在運算之前判斷這兩個矩陣能否滿足乘法運算的條件，若不滿足，則給出提示信息。
四、所增加功能模塊的設(shè)計
如果要說增加功能的話，自己編的程序里面不多，我只是按照題目要求，設(shè)計了一個矩陣類，同時用模板的形式改寫矩陣數(shù)據(jù)類型和運算符的重載。
1、模板的使用
我使用了大量的模板，以T為模板參數(shù)，通過對T的不同類型的選擇實現(xiàn)相應(yīng)的運算處理。其中choose1（）函數(shù)本是無參函數(shù)，為了方便模板化，給其賦以偽參數(shù)T，在執(zhí)行時通過T的取值生成相應(yīng)的函數(shù)模板。
template
switch(sjlx){
case 1:
{
choose1(1);
}break;
case 2:
{
choose1(0.0);
}break;
case 3:
{
choose1(1e-10);
}break;
default:cout<<“輸入選擇錯誤！!”< 2、矩陣類的構(gòu)造 按照課本要求采用二級指針動態(tài)開辟內(nèi)存空間，節(jié)省內(nèi)存使用； 其中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下： Mat-->Mat[0]----->Mat[0][0] Mat[0][1] ……Mat[0][j] Mat[1]----->Mat[1][0] Mat[1][1] ……Mat[1][j] : : Mat[i]----->Mat[i][0] Mat[i][1] ……Mat[i][j] 實現(xiàn)構(gòu)造的代碼為： template Mat[i]=new T[nCol];} cout<<“請輸入數(shù)據(jù):n”;for(i=0;i for(j=0;j { cout<<“第[”< cin>>Mat[i][j]; } } 3、運算符的重載 要實現(xiàn)矩陣間的乘法運算，有必要對其運算符進行重載。而乘法運算符又要針對不同數(shù)據(jù)類型進行運算，所以我對運算符重載函數(shù)模板化。template mat3.Mat[i][j]=0; for(int k=0;k mat3.Mat[i][j]+=mat1.Mat[i][k]*mat2.Mat[k][j];} return mat3;} 五、設(shè)計中遇到的主要問題及解決辦法 1、無法實現(xiàn)文件輸入 主要原因是輸入之前調(diào)用的是默認構(gòu)造函數(shù)，只是簡單賦值，并未開辟內(nèi)存空間，后來調(diào)用帶參構(gòu)造函數(shù)就可以正常輸入數(shù)據(jù)； 2、重載乘法運算的函數(shù)無法重載 經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，由于重載的是友元函數(shù)，函數(shù)不存在this指針，因此必須顯式地調(diào)用兩個相乘的矩陣類。 六、設(shè)計中尚存的不足 1、功能還不夠強大，只能做簡單的矩陣乘法，我所期望的是能夠做各種混合運算，具有強大處理功能的實用程序，希望在以后的深入學習中可以改進。 2、關(guān)于異常處理這方面，我覺得處理功能也不是很行，覺得還是應(yīng)該建立全面的異常檢測與異常處理機制。 七、對設(shè)計的感想和心得體會 經(jīng)過這幾周的上機編程，我體會頗多，學到了很多東西。我加強了對C++程序設(shè)計這門課程的認識，并且復習了自己上學期學習到的知識。這些都使我對計算機語言的學習有了更深入的認識?？傊?，通過這這幾周的上機編程，我收獲頗豐，相信會為自己以后的學習和工作帶來很大的好處。像矩陣乘法計算問題這樣的程序設(shè)計，經(jīng)歷了平時在課堂和考試中不會出現(xiàn)的問題和考驗。而這些問題，這并不是我們平時只靠課本，就可以輕易解決的。所以，鍛煉了我們挑戰(zhàn)難題，學會用已掌握的知識去解決具體問題的能力，進一步培養(yǎng)了獨立思考問題和解決問題的能力。當然，老師的指導和同學的幫助也是不可忽視的，他們給了我許多提示和幫助，教會了我編譯復雜程序的方法。 實踐出真知，做課程設(shè)計前，我的C++知識只是停留在理論水平，而且就算理論水平，也存在很多漏洞。有時，在做課題的時候，理論的漏洞冒了出來，我就只能在看著課本慢慢的再學習一遍，但有些東西還是沒有搞懂，所以現(xiàn)在就又翻出課本，看著課本編程，也算是將舊的東西復習了一遍。同時，有的概念在編程過程中印象更加深刻。 成功=勤奮+合作。在課程設(shè)計這方面自己也花了好多時間，交流與合作在編程過程中給我很大的幫助，我得到了很多，每次看到解問題后大家的愉悅，我想大家應(yīng)該與我一樣收獲很大吧。說真的，我挺喜歡這種討論的氛圍，它也讓編程過程變得趣味橫生，不再只是呆滯的盯著屏幕寫程序。 對凡事都應(yīng)當有毅力，不要中途放棄。在編程過程中，好幾次遇到困難我都想再換一個別的程序或找同學拷一個程序，但我最終還是堅持下來了。永不言棄，你就一定會成功的。 磨刀不誤砍柴工。在剛拿到任務(wù)時，書上的關(guān)鍵代碼我也是看的一頭霧水，后來我將上學期的課本認真研讀一遍之后，感覺收獲真的不少，接著編起程來就順手好多了。 此次程序設(shè)計使我透徹地領(lǐng)悟到面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計的優(yōu)點和強大生命力，特別是類和模板的使用，使程序的兼容性和擴展能力都大大加強，比如我們想要再做一個處理其他類型數(shù)據(jù)的矩陣的乘法計算，只需要添加一個相應(yīng)的類型聲明就可以利用模板迅速構(gòu)造出來。 通過課程設(shè)計的訓練，我進一步學習和掌握了對程序的設(shè)計和編寫，從中體會到了面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的方便和巧妙。懂得了在進行編寫一個程序之前，要有明確的目標和整體的設(shè)計思想。另外某些具體的細節(jié)內(nèi)容也是相當?shù)闹匾?。這些寶貴的編程思想和從中摸索到的經(jīng)驗都是在編程的過程中獲得的寶貴財富。這些經(jīng)驗對我以后的編程會有很大的幫助的，我要好好利用。 這次矩陣乘法計算問題課程設(shè)計讓我充分認識到了自己的不足，認識到了動手能力的重要性。我會在以后的學習中更加努力鍛煉自己，提高自己，讓自己寫出更好更完善的程序，為以后的編程打好基礎(chǔ)！ 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 課程設(shè)計報告 設(shè)計題目： n維矩陣乘法：A B－1 專 業(yè) 計算機科學與技術(shù) 班 級 計本 學 生 學 號 指導教師 起止時間 2007.X.3-2007.X.11 學年第I 學期 一、具體任務(wù) 功能： 設(shè)計一個矩陣相乘的程序，首先從鍵盤輸入兩個矩陣a，b的內(nèi)容，并輸出兩個矩陣，輸出ab－1結(jié)果。 分步實施： 1.初步完成總體設(shè)計，搭好框架，確定人機對話的界面，確定函數(shù)個數(shù)； 2.完成最低要求：建立一個文件，可完成2維矩陣的情況； 3.進一步要求：通過鍵盤輸入維數(shù)n。有興趣的同學可以自己擴充系統(tǒng)功能。 要求： 1.界面友好，函數(shù)功能要劃分好 2.總體設(shè)計應(yīng)畫一流程圖 3.程序要加必要的注釋 4.要提供程序測試方案 5.程序一定要經(jīng)得起測試，寧可功能少一些，也要能運行起來，不能運行的程序是沒有價值的。 二、軟件環(huán)境 Microsoft Visual C++ 6.0 三、問題的需求分析 程序以二維數(shù)組作為矩陣的存儲結(jié)構(gòu)，通過鍵盤輸入矩陣維數(shù)n，動態(tài)分配內(nèi)存空間，創(chuàng)建n維矩陣。矩陣建立后再通過鍵盤輸入矩陣的各個元素值；也可以通過文件讀入矩陣的各項數(shù)據(jù)（維數(shù)及各元素值）。 當要對矩陣作進一步操作（A*B或A*B^(-1)）時，先判斷內(nèi)存中是否已經(jīng)有相關(guān)的數(shù)據(jù)存在，若還未有數(shù)據(jù)存在則提示用戶先輸入相關(guān)數(shù)據(jù)。 當要對矩陣進行求逆時，先利用矩陣可逆的充要條件：|A| != 0 判斷矩陣是否可逆，若矩陣的行列式 |A| = = 0 則提示該矩陣為不可逆的；若 |A| !=0 則求其逆矩陣，并在終端顯示其逆矩陣。 四、算法設(shè)計思想及流程圖 1．抽象數(shù)據(jù)類型 ADT MatrixMulti{ 數(shù)據(jù)對象：D = {a(I,j)|i = 1,2,3,…,n;j = 1,2,…,n;a(i,j)∈ElemSet,n為矩陣維數(shù)} 數(shù)據(jù)關(guān)系: R = {Row,Col} Row = { <= i <= n,1 <= j <= n-1} Col = { <= i <= n-1,1 <= j <= n} 基本操作: Swap(&a,&b); 初始條件：記錄a,b已存在。 操作結(jié)果：交換記錄a,b的值。 CreateMatrix(n); 操作結(jié)果：創(chuàng)建n維矩陣，返回該矩陣。 Input(&M); 初始條件：矩陣M已存在。 操作結(jié)果：從終端讀入矩陣M的各個元素值。 Print(&M) 初始條件：矩陣M已存在。 操作結(jié)果：在終端顯示矩陣M的各個元素值。 ReadFromFile(); 操作結(jié)果：從文件讀入矩陣的相關(guān)數(shù)據(jù)。 Menu_Select(); 操作結(jié)果：返回菜單選項。 MultMatrix(&M1,&M2,&R); 初始條件：矩陣M1，M2，R已存在。 操作結(jié)果：矩陣M1，M2作乘法運算，結(jié)果放在R中。 DinV(&M,&V); 初始條件：矩陣M，V已存在。 操作結(jié)果：求矩陣M的逆矩陣,結(jié)果放入矩陣V中。 MatrixDeterm(&M,n); 初始條件：矩陣M已存在。 操作結(jié)果：求矩陣M的行列式的值。 } ADT MatrixMulti 2．矩陣求逆算法設(shè)計思想 算法采用高斯-約旦法（全選主元）求逆，主要思想如下： 首先，對于k從0到n-1作如下幾步： ① 從第k行、第k列開始的右下角子陣中選取絕對值最大的元素，并記住此元素所在的行號與列號，再通過行交換和列交換將它交換到主元素位置上。這一步稱為全選主元。 ② 主元求倒：M(k,k) = / M(k,k) ③ M(k,j) = M(k,j) * M(k,k)；j = 0,1,…,n-1;j != k ④ M(i,j) = M(i,j) – M(i,k) * M(k,j)；i,j = 0,1,…,n-1;i,j!=k ⑤ M(i,k) = M(i,k) * M(k,k)，i = 0,1…,n-1；i != k 最后，根據(jù)在全選主元過程中所記錄的行、列交換的信息進行恢復，恢復原則如下： 在全選主元過程中，先交換的行（列）后進行恢復；原來的行（列）交換用列（行）交換來恢復。 3.矩陣行列式求值運算算法設(shè)計思想 利用行列式的性質(zhì)：行列式等于它的任一行（列）各元素與其對應(yīng)的代數(shù)余子式乘積，即 D = ∑a(i,k)*A(i,k) ; k = 1,2,…,n; D = ∑a(k,j)*A(k,j) ; k = 1,2,…,n; 再利用函數(shù)的遞歸調(diào)用法實現(xiàn)求其值。 4．各函數(shù)間的調(diào)用關(guān)系 Main() ReadFromFile() DinV() Swap () Print() Menu_Select() MatrixDeterm() CreateMatrix() MultMatrix() Input() 5.流程圖 否 否 是 否 是 是 否 是 否 否 是 開始 switch(Menu_Select()) case 1: case 3: case 2: n 0 ? 是 輸入矩陣維數(shù)n 輸入矩陣A,B 輸出矩陣維數(shù)n system(“pause”); 通過鍵盤輸入需對哪個矩陣求逆,求出相應(yīng)該的逆陣,并顯示求得的逆陣system(“pause”);若矩陣不可逆則返回主菜單 case 4: R=A*B并顯示矩陣R system(“pause”); case 5: 是 否 是 R=A*B^(-1)顯示矩陣R system(“pause”);若B不可逆,則返回主菜單 case 6: 從指定文件中讀入矩陣數(shù)據(jù) case 0: exit(0); 結(jié)果 否 五、源代碼 #include #include #include #include #include #include #define YES #define NO 0 typedef float ElemType; ElemType **A; //矩陣A ElemType **B; //矩陣B ElemType **R; //矩陣R,用于存放運算結(jié)果 ElemType **V; //矩陣V,存放逆矩陣 int n=0; //矩陣維數(shù) int flag=-1; //標記 void swap(ElemType *a,ElemType *b) //交換記錄a,b的值 { ElemType c; c=*a; *a=*b; *b=c; } ElemType **CreateMatrix(int n) //創(chuàng)建n維矩陣,返回該矩陣 { int i,j; ElemType **M; M = (ElemType **)malloc(sizeof(ElemType *)*n); if(M == NULL) exit(1); for(i=0;i { *(M+i) = (ElemType *)malloc(sizeof(ElemType)*n); for(j=0;j *(*(M+i)+j) = 0; } return M; } ElemType MatrixDeterm(ElemType **M,int n) /*遞歸法求n維矩陣行列式的值,返回運算結(jié)果*/ { int i,j,k,l,s; ElemType **T1; ElemType **T2; T1=CreateMatrix(n); T2=CreateMatrix(n); ElemType u; ElemType value=0; //運算結(jié)果 for(i=0;i { for(j=0;j { T1[i][j]=M[i][j]; T2[i][j]=M[i][j]; } } if(n==2) //若為2維矩陣,則直接運算并返回運算結(jié)果 { value=T2[0][0]*T2[1][1]-T2[0][1]*T2[1][0]; return value; } else { for(j=0;j //將矩陣的行列式以第一行展開 { u=T1[0][j]; for(i=1,l=0;i //求矩陣行列式的余子式M(0,j) { for(k=0,s=0;k { if(k==j) continue; else { T2[l][s]=T1[i][k]; s++; } } l++; } value=value+u*((int)pow(-1,j))*MatrixDeterm(T2,n-1); /*行列式等于某一行的各個元素與其代數(shù)余子式的乘積之和*/ } return value; } } int DinV(ElemType **M,ElemType **V) /*全選主元法求矩陣M的逆矩陣,結(jié)果存入矩陣V中*/ { int i,j,k; ElemType d; ElemType u; int *JS,*IS; JS=(int *)malloc(sizeof(int)*n); IS=(int *)malloc(sizeof(int)*n); u=MatrixDeterm(M,n); //返回矩陣A的行列式值 if(u==0) return -1; for(i=0;i for(j=0;j V[i][j]=M[i][j]; for(k=0;k { d=0; for(i=k;i //找出矩陣M從M[k][k]開始絕對值最大的元素 { for(j=k;j { if(fabs(V[i][j])>d) { d=fabs(V[i][j]); //d記錄絕對值最大的元素的值 /*把絕對值最大的元素在數(shù)組中的行、列坐標分別存入IS[K],JS[K]*/ IS[k]=i; JS[k]=j; } } } if(d+1.0 == 1.0) return 0; //所有元素都為0 if(IS[k] != k) /*若絕對值最大的元素不在第k行,則將矩陣IS[K]行的元素與k行的元素相交換*/ for(j=0;j swap(&V[k][j],&V[IS[k]][j]); if(JS[k]!=k) /*若絕對值最大的元素不在第k列,則將矩陣JS[K]列的元素與k列的元素相交換*/ for(i=0;i swap(&V[i][k],&V[i][JS[k]]); V[k][k]=1/V[k][k]; //絕對值最大的元素求倒 for(j=0;j /*矩陣M第k行除元素M[k][k]本身外都乘以M[k][k]*/ if(j!=k) V[k][j]=V[k][j]*V[k][k]; for(i=0;i /*矩陣除第k行的所有元素與第k列的所有元素外,都拿本身減去M[i][k]*M[k][j],其中i,j為元素本身在矩陣的位置坐標*/ if(i!=k) for(j=0;j if(j!=k) V[i][j]=V[i][j]-V[i][k]*V[k][j]; for(i=0;i /*矩陣M第k列除元素M[k][k]本身外都乘以-M[k][k]*/ if(i!=k) V[i][k]=-V[i][k]*V[k][k]; } for(k=n-1;k>=0;k--) /*根據(jù)上面記錄的行IS[k],列JS[k]信息恢復元素*/ { for(j=0;j if(JS[k]!=k) swap(&V[k][j],&V[JS[k]][j]); for(i=0;i if(IS[k]!=k) swap(&V[i][k],&V[i][IS[k]]); } free(IS); free(JS); return 0; } void MultMatrix(ElemType **M1,ElemType **M2,ElemType **R) /*矩陣M1乘M2 結(jié)果存入矩陣R*/ { int i,j,k; for(i=0;i { for(j=0;j { R[i][j]=0; } } for(i=0;i { for(j=0;j { for(k=0;k { R[i][j]=R[i][j]+M1[i][k]*M2[k][j]; } } } } void Input(ElemType **M) //輸入矩陣M的各個元素值 { int i,j; char str[10]; char c=＇A＇; if(flag==1) c=＇B＇; system(“cls“); printf(“＼n＼n輸入矩陣%c(%d*%d)＼n“,c,n,n); for(i=0;i { for(j=0;j { scanf(“%f“,*(M+i)+j); } } flag=1; gets(str); //吸收多余的字符 } void Print(ElemType **M) //顯示矩陣M的各個元素值 { int i,j; printf(“＼t“); for(i=0;i { for(j=0;j { printf(“ %.3f“,M[i][j]); } puts(““); printf(“＼t＼t“); } } int Menu_Select() { char c; do{ system(“cls“); puts(“＼t＼t*************n維矩陣乘法器*************“); puts(“＼t＼t| 1.通過鍵盤輸入各項數(shù)據(jù) |“); puts(“＼t＼t| 2.顯示矩陣A,B |“); puts(“＼t＼t| 3.矩陣求逆,并顯示逆矩陣 |“); puts(“＼t＼t| 4.求矩陣運算A*B,并顯示運算結(jié)果 |“); puts(“＼t＼t| 5.求矩陣運算A*B^(-1),并顯示運算結(jié)果|“); puts(“＼t＼t| 6.從文件讀入矩陣A,B與維數(shù)n |“); puts(“＼t＼t| 0.退出 |“); puts(“＼t＼t***************************************“); printf(“＼t＼t請選擇(0-6):“); c=getchar(); }while(c<＇0＇||c>＇6＇); return (c-＇0＇); } void ReadFromFile() //從指定文件讀入矩陣的維數(shù)及矩陣各元素的值 { int i,j; FILE *fp; if((fp=fopen(“tx.txt“,“r“))==NULL) { puts(“無法打開文件！!“); system(“pause“); exit(0); } fscanf(fp,“%d“,&n); //讀入矩陣維數(shù) A=CreateMatrix(n); //創(chuàng)建矩陣A B V R B=CreateMatrix(n); V=CreateMatrix(n); R=CreateMatrix(n); for(i=0;i //讀入矩陣A { for(j=0;j { fscanf(fp,“%f“,&A[i][j]); } } for(i=0;i //讀入矩陣A { for(j=0;j { fscanf(fp,“%f“,&B[i][j]); } } puts(“＼n＼n讀文件成功“); fclose(fp); flag=1; } int main() { int i; char c,h; char str[10]; for(;;) { switch(Menu_Select()) { case 1: flag=-1; for(;;) { system(“cls“); printf(“＼n＼n＼t矩陣維數(shù)n:“); scanf(“%d“,&n); gets(str); if(n>0) break; else { printf(“＼n＼t輸入有誤,請重新輸入!＼n“); puts(““); system(“pause“); } } A=CreateMatrix(n); B=CreateMatrix(n); V=CreateMatrix(n); R=CreateMatrix(n); Input(A); Input(B); break; case 2: system(“cls“); if(flag==-1) { puts(“＼n＼n＼t不存在任何矩陣數(shù)據(jù),請先輸入數(shù)據(jù)“); system(“pause“); break; } puts(“＼n“); printf(“＼tA = “); Print(A); puts(“＼n“); printf(“＼tB = “); Print(B); puts(““); system(“pause“); break; case 3: system(“cls“); if(flag==-1) { puts(“＼n＼n＼t不存在任何矩陣數(shù)據(jù),請先輸入數(shù)據(jù)“); system(“pause“); break; } for(;;) { printf(“＼n＼n＼t輸入需要求逆的矩陣(A/B):“); h=getchar(); c=getchar(); //h=getchar(); if(c==＇A＇||c==＇a＇) { i=DinV(A,V); if(i==-1) { puts(“＼n＼n＼t矩陣A的行列式等于0,不可逆!“); system(“pause“); break; } printf(“＼tA = “); Print(A); puts(“＼n“); printf(“A^(-1) = “); Print(V); puts(““); system(“pause“); break; } else if(c==＇B＇||c==＇b＇) { i=DinV(B,V); if(i==-1) { puts(“＼n＼n＼t矩陣B的行列式等于0,不可逆!“); system(“pause“); break; } printf(“＼tB = “); Print(B); puts(“＼n“); printf(“B^(-1) = “); Print(V); puts(““); system(“pause“); break; } else puts(“＼n＼n＼t輸入有誤,請重新輸入!＼n“); } break; case 4: system(“cls“); if(flag==-1) { puts(“＼n＼n＼t不存在任何矩陣數(shù)據(jù),請先輸入數(shù)據(jù)“); system(“pause“); break; } MultMatrix(A,B,R); printf(“＼n＼n＼tA*B = “); Print(R); puts(““); system(“pause“); break; case 5: system(“cls“); if(flag==-1) { puts(“＼n＼n＼t不存在任何矩陣數(shù)據(jù),請先輸入數(shù)據(jù)“); system(“pause“); break; } i=DinV(B,V); if(i==-1) { puts(“＼n＼n＼t矩陣B的行列式等于0,不可逆!“); system(“pause“); break; } MultMatrix(A,V,R); printf(“＼n＼nA*B^(-1) = “); Print(R); puts(““); system(“pause“); break; case 6: system(“cls“); ReadFromFile(); puts(““); system(“pause“); break; case 0: puts(“＼t＼t正常退出“); exit(0); break; } } return 0; } 六、運行結(jié)果 1．主界面： 2．輸入6，回車，從文本文件tx.txt中讀入矩陣數(shù)據(jù)： 3．回車，回到主菜單界面；輸入2回車，顯示從文件讀入的矩陣數(shù)據(jù)： 4．回車，回到主菜單界面；輸入3回車，對指定矩陣求逆：（由于這里矩陣A是不可逆的，因此僅以矩陣B為例） 5．回車，回到主菜單界面；輸入4回車，求矩陣運算A*B： 6．回車回到主菜單界面，輸入5回車，求A*B^(-1)的值： 7．回車回到主菜單界面，輸入0回車，退出程序；如果需要自定矩陣維數(shù)及各元素值，請利用主菜單里的1號功能自行輸入數(shù)據(jù)，再進行以上幾種運算操作。 七、收獲及體會 通過這次課程設(shè)計，讓我再次復習了線性代數(shù)里矩陣的相關(guān)知識，比如n維矩陣的求逆、矩陣可逆的充分必要條件（|A| ！= 0）、矩陣與矩陣的乘法運算、行列式求值方法等。同樣的，還讓我復習了大量C語言里有關(guān)數(shù)組的一些重要概念，比如多維數(shù)組的動態(tài)分配問題、數(shù)組與指針的關(guān)系等。 記得在這個學期新開設(shè)的單片機基礎(chǔ)課上，吳濤老師曾多次強調(diào)，讓我們一定要經(jīng)常鍛煉自己的編程能力，他常對我們說：“編程是思維的體操?！北M管我在這方面的能力 和實力非常得有限，也遠遠不及班上的其他同學，但我通過這次課程設(shè)計充分體會到了這句話的精華。 電腦程序作為人體大腦思維的延伸，程序的功能也會因為大腦思維的不斷完善而變得更加強大，所以我決定今后要加強在這方面的鍛煉和學習，以此來激勵自己不斷前進！ 八、參考文獻 《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（C語言版）》 嚴蔚敏，吳偉民 編著 清華大學出版社 《C語言程序設(shè)計》 洪維恩 編著 中國鐵道出版社 《C語言程序設(shè)計教程》 譚浩強 張基溫 唐永炎 編著 高等教育出版社 《工程數(shù)學——線性代數(shù) 第四版》 同濟大學應(yīng)用數(shù)學系 編 高等教育出版社 計本 2007-12 題目：計算表達式的值 1、問題描述 對于給定的一個表達式，表達式中可以包括常數(shù)、算術(shù)運行符（“+”、“-”、“*”、“/”）和括號，編寫程序計算表達式的值。 基本要求：從鍵盤輸入一個正確的中綴表達式，將中綴表達式轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的后綴表達式，計算后綴表達式的值。 提高要求：（1）對于表達式中的簡單錯誤，能夠給出提示； （2）不僅提示錯誤，也能給出錯誤信息（3）表達式中可以包括單個字母表示的變量（4）能夠處理多種操作符（5）實現(xiàn)包含簡單運算的計算器 （6）實現(xiàn)一個包含簡單運算和函數(shù)運算的計算器。 2．需求分析 軟件的基本功能：由鍵盤輸入中綴表達式，程序可以將輸入的中綴表達式轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的后綴表達式，并計算后綴表達式的值。對于在輸入時發(fā)生的簡單錯誤，程序可以給出提示。本程序支持整數(shù)、小數(shù)、多種操作數(shù)的處理，可以計算含加、減、乘、除、運算符的表達式，并能判斷表達式括號是否匹配。輸入/輸出形式：用戶可以通過控制臺，根據(jù)輸入提示。輸入形式： ①正確的不含字母變量的中綴表達式； ②含有簡單錯誤的中綴表達式。 輸出形式： ①對于正確的中綴表達式，可以輸出其轉(zhuǎn)化后的后綴表達式及表達式的計算結(jié)果； ②對于含有簡單錯誤的中綴表達式，程序?qū)⒆詣虞敵鲥e誤提示，并給出錯誤信息。 測試數(shù)據(jù)要求：用戶可以輸入一個符合要求的中綴表達式，也可以輸入一個包含簡單錯誤的表達式。表達式中可以包括各種類型的常數(shù)以及小數(shù)等，操作符包括（+、-、*、/），同時表達式還可以包括各種括號。 3．概要設(shè)計 （1）抽象數(shù)據(jù)類型： 根據(jù)題目的要求，考慮用棧類型比較適合。ADT SeqStack Data 棧中元素具有相同類型及后進先出特性，相鄰元素具有前驅(qū)和后繼關(guān)系 Operation SeqStack 前置條件：棧不存在 輸入：無 功能：棧的初始化 輸出：無 后置條件：構(gòu)造一個空棧 ~ SeqStack 前置條件：棧已存在輸入：無 功能：銷毀棧 輸出：無 后置條件：釋放棧所占用的存儲空間 Push 前置條件：棧已存在 輸入：元素值x 功能：在棧頂插入一個元素x 輸出：如果插入不成功，拋出異常 后置條件：如果插入成功，棧頂增加了一個元素 Pop 前置條件：棧已存在輸入：無 功能：刪除棧頂元素 輸出：如果刪除成功，返回被刪元素值，否則，拋出異常 后置條件：如果刪除成功，棧頂減少了一個元素 GetTop 前置條件：棧已存在 輸入：無 功能：讀取當前的棧頂元素 輸出：若棧不空，返回當前的棧頂元素值 后置條件：棧不變 Empty 前置條件：棧已存在輸入：無 功能：判斷棧是否為空 輸出：如果棧為空，返回1；否則，返回0 后置條件：棧不變 End ADT 4．詳細設(shè)計 （1）實現(xiàn)概要設(shè)計的數(shù)據(jù)類型： 采用順序棧 const int StackSize = 50;template ~SeqStack();//析構(gòu)函數(shù) void Push(T x);//將元素x入棧 DataType Pop(); //將棧頂元素彈出 DataType GetTop();//取棧頂元素（并不刪除） int Empty();//判斷棧是否為空 private: DataType data[StackSize];//存放棧元素的數(shù)組 int top;//棧頂元素 };（2）主程序以及其它模塊的算法描述： 這個函數(shù)主要調(diào)用了實現(xiàn)功能的各個函數(shù)。其步驟為：在用戶沒有選擇退出時，先調(diào)用輸入函數(shù)，輸入中綴表達式；然后調(diào)用判斷表達式，如果中綴表達式錯誤，則根據(jù)返回的值來輸出錯誤提示，不再往下運算；如果中綴表達式正確，則將中綴表達式轉(zhuǎn)換為后綴表達式，然后輸出中綴表達式和轉(zhuǎn)換后的后綴表達式；接著，再調(diào)用計算函數(shù)，計算后綴表達式的結(jié)果輸出。最后是清屏函數(shù)。直至用戶選擇退出。 5、編碼與調(diào)試分析 編碼與調(diào)試過程中遇到的問題及解決辦法： 【問題1】程序在判斷表達式輸入形式有誤時，考慮情況不周全。解決辦法：盡可能多的將表達式有誤的情況考慮在內(nèi)。以下為現(xiàn)已考慮到并解決的問題：①表達式中出現(xiàn)非數(shù)字或非運算符的其他字符； ②表達式中括號不匹配。 【問題2】給變量賦值時出現(xiàn)重定義問題。 解決辦法：在定義暫存棧頂元素的變量t時，應(yīng)該在函數(shù)外面定義，在函數(shù)里面給變量賦值時不能定義?！締栴}3】無法處理多位數(shù)和小數(shù)。 解決辦法：在連續(xù)的操作數(shù)結(jié)束之后插入空格到后綴表達式中，以分隔操作數(shù)。 解決此問題的核心代碼： int i,t=0;float sum=0;for(i=0;i if(a[i]=='.'){ } } t=i;break;if(t!=0){ } else { } return sum; 2.待解決問題： for(i=0;i } i++;for(;i } sum=(a[i]-'0')*pow(0.1,i-t)+sum;if(a[i]=='.')break;sum=(a[i]-'0')*pow(10,n-(n-t)-1-i)+sum;for(i=0;i 6、使用說明 進入菜單，根據(jù)提示進行選擇。 7、測試結(jié)果 （1）含小數(shù)、多位數(shù)及括號的表達式顯示結(jié)果： 8、自學知識 在課程設(shè)計過程中，特別是在代碼編寫和調(diào)試的過程中，自學了很多新的知識。例如atof()函數(shù)，包含于表頭文件 #include 第二篇：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計報告n維矩陣乘法
第三篇：C++ 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 課程設(shè)計報告 計算表達式