数据结构课程设计说明书

1、内蒙古科技大学课程设计论文内蒙古科技大学本科生课程设计论文题 目：稀疏矩阵运算器 学生姓名： 学 号： 专 业：计算机科学与技术 班 级： 指导教师：兰孝文 2014 年 5 月 20 日目录目录2第一章 需求分析4第二章 总体设计5第三章 抽象数据类型定义53.1 抽象数据类型稀疏矩阵的定义如下：5第四章 详细设计74.1：工程视图74.2：类图视图74.3：函数的调用关系94.4：主程序流程图104.5：主要算法的流程图11第五章 测试11第六章 总结12附录：程序代码12 17内蒙古科技大学课程设计任务书课程名称数据结构课程设计设计题目稀疏矩阵运算器设计指导教师兰孝文时间2014.5.2

2、02014.5.31一、教学要求1. 掌握数据结构与算法的设计方法，具备初步的独立分析和设计能力2. 初步掌握软件开发过程的问题分析、系统设计、程序编码、测试等基本方法和技能3. 提高综合运用所学的理论知识和方法独立分析和解决问题的能力4. 训练用系统的观点和软件开发一般规范进行软件开发，培养软件工作者所应具备的科学的工作方法和作风二、设计资料及参数每个学生在教师提供的课程设计题目中任意选择一题，独立完成，题目选定后不可更换。稀疏矩阵运算器设计以三元组结构体类型表示稀疏矩阵非零元，在此基础上完成对稀疏矩阵的转置、相加和相乘操作。要求设计类（或类模板）来描述稀疏矩阵及其操作，包含必要的构造函数和

3、析构函数，以及其他能够完成如下功能的成员函数：v 输入、输出稀疏矩阵v 稀疏矩阵的转置运算v 稀疏矩阵的相加运算v 稀疏矩阵的相乘运算 并设计主函数测试该类。三、设计要求及成果1. 分析课程设计题目的要求2. 写出详细设计说明3. 编写程序代码，调试程序使其能正确运行4. 设计完成的软件要便于操作和使用5. 设计完成后提交课程设计报告四、进度安排资料查阅与讨论（1天）系统分析（2天）系统的开发与测试（5天）编写课程设计说明书和验收（2天）五、评分标准1. 根据平时上机考勤、表现和进度，教师将每天点名和检查2. 根据课程设计完成情况，必须有可运行的软件。3. 根据课程设计报告的质量，如有雷同，则

4、所有雷同的所有人均判为不及格。4. 根据答辩的情况，应能够以清晰的思路和准确、简练的语言叙述自己的设计和回答教师的提问六、建议参考资料1数据结构 （C语言版）严蔚敏、吴伟民 主编 清华大学出版社 2004.112数据结构课程设计案例精编（用C/C+描述），李建学 等 编著，清华大学出版社 2007.23.数据结构:用面向对象方法与C+语言描述，殷人昆 主编， 清华大学出版社 2007.6第一章 需求分析1 稀疏矩阵是指那些多数元素为零的矩阵。利用“稀疏”特点进行存储和计算可以大大节省存储空间，提高计算效率。实现一个能进行稀疏矩阵基本运算的运算器。2 以“带行逻辑链接信息”的三元组顺序

5、表表示稀疏矩阵，实现矩阵转置，求逆，实现两个矩阵相加、相减和相乘的运算。稀疏矩阵的输入形式采用三元组表示，而运算结果的矩阵则以通常的阵列形式列出。 3 演示程序以用户和计算机的对话方式执行，数组的建立方式为边输入边建立。4 由题目要求可知：首先应输入矩阵的行数和列数，并判别给出的两个矩阵的行、列数对于所要求作的运算是否相匹配。5 程序可以对三元组的输入顺序不加以限制；根据对矩阵的行列，三元组作直接插入排序，从而进行运算时,不会产生错误。6 在用三元组表示稀疏矩阵时，相加、乘积和相减所得结果矩阵应该另生成；矩阵求逆时，为了算法方便，使用二维数组存放。7 程序在VC6.0环境下设计。程序执行的命令

6、为：1.稀疏矩阵转置; 2.稀疏矩阵加法; ;3. 稀疏矩阵乘法; 第二章 总体设计主程序实现3个功能矩阵输入功能矩阵输出功能 矩阵运算功能程序结束第三章 抽象数据类型定义3.1 抽象数据类型稀疏矩阵的定义如下：ADT SparseMatrix 数据对象：D=aij|i=1,2,m; j=1,2,n; aijElemSet, m和n分别为矩阵的行数和列数 数据关系：R=Row,Col Row=ai,j, ai,j+1| 1im, 1jn-1 Col = ai,j, ai+1,j| 1im-1, 1jn 基本操作：create(TSMatrix &TM)操作结果：创建稀疏矩阵矩阵TM L

7、ocateELem(TSMatrix M,int i,int j,int e)初始条件：稀疏矩阵M存在 操作结果：稀疏矩阵中是否存在非零元素Aij，若存在返回edisp(TSMatrix TM)初始条件：稀疏矩阵TM存在操作结果：通常形式输出稀疏矩阵InsertSortMatrix(TSMatrix &TM) 初始条件：稀疏矩阵TM存在操作结果：根据对矩阵的行列，三元组TM作直接插入排序TransposeSMatrix(TSMatrix M,TSMatrix &T)初始条件：稀疏矩阵M和T存在操作结果：求稀疏矩阵M转置的稀疏矩阵TAddTSM(TSMatrix A,TSMatr

8、ix B,TSMatrix &C)初始条件：稀疏矩阵A，B和C存在 操作结果：稀疏矩阵的加法运算:C=A+BSubTSM(TSMatrix A,TSMatrix B,TSMatrix &C)初始条件：稀疏矩阵A，B和C存在 操作结果：稀疏矩阵的减法运算:C=A-BMultSMatrix(TSMatrix A,TSMatrix B,TSMatrix &C)初始条件：稀疏矩阵A，B和C存在操作结果：稀疏矩阵的乘法运算:C=A×B NiMatrix(TSMatrix &TM)初始条件：稀疏矩阵TM存在操作结果：稀疏矩阵求逆ADT SparseMatrix;第

9、四章 详细设计4.1：工程视图 图4.14.2：类图视图 图4.2 4.3：函数的调用关系4.4：主程序流程图开始选择要执行的操作输入n个矩阵A的行数、列数、非零元个数选择3，进行矩阵乘法运算选择1，进行矩阵加法运算选择2，进行矩阵减法运算输出结果主程序模块4.5：主要算法的流程图矩阵输入模块进行矩阵加法运算进行矩阵乘法运算进行矩阵减法运算 矩阵运算模块矩阵输出模块 第五章 测试 图5.1 程序开始 图5.2 矩阵的加法 第六章 总结 通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关稀疏矩阵方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。 过而能改，善莫大焉。在课程设计过程中，不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师和同学的指导下，终于游