稀疏矩阵的乘法运算(十字链表)

稀疏矩阵的乘法运算(十字链表)
稀疏矩阵的乘法运算(十字链表)

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#define Ture 1

#define Overflow -1

typedef struct OLnode

{

int i,j;

int e;

struct OLnode *right,*down;

}OLnode,*Olink;

typedef struct

{

Olink *rhead,*chead;

int mu,nu,tu;

}Crosslist;

//在十字链表M.rhead[row]中插入一个t结点

void insert_row(Crosslist &M,OLnode *t,int row) {

OLnode *p;

int col=t->j;

if(M.rhead[row]==NULL||M.rhead[row]->j>col)

{

t->right=M.rhead[row];

M.rhead[row]=t;

}

else

{

for(p=M.rhead[row];p->right&&p->right->jright);//寻找在行表中的插入位置

t->right=p->right;

p->right=t;

}

}

//在十字链表M.chead[col]中插入一个结点t

void insert_col(Crosslist &M,OLnode *t,int col)

{

OLnode *p;

int row=t->i;

if(M.chead[col]==NULL||M.chead[col]->i>row)

{

t->down=M.chead[col];

M.chead[col]=t;

}

else

{

for(p=M.chead[col];p->down&&p->down->idown);//寻找在列表中的插入位置

t->down=p->down;

p->down=t;

}

}

//创建十字链表并存入数据

void input(Crosslist &M)

{

int m,n,t;

cout<<"请输入矩阵的行和列的个数及非零元个数";

cin>>m>>n>>t;

if(t>m*n) exit(Overflow);

M.mu=m;

M.nu=n;

M.tu=t;

int row,col,e;

OLnode *q;

M.rhead=(Olink *)malloc((m+1)*sizeof(Olink));

M.chead=(Olink *)malloc((n+1)*sizeof(Olink));

if(!M.rhead) exit(Overflow);

if(!M.chead) exit(Overflow);

for(int i=0;i<=m+1;i++)

M.rhead[i]=NULL;

for(int j=0;j<=n;j++)

M.chead[j]=NULL;

cout<<"请输入矩阵"<

int k=1;

for(cin>>row>>col>>e;row!=0&&k<=t;cin>>row>>col>>e,k++) {

q=(OLnode *) malloc(sizeof(OLnode));

if(!t) exit(Overflow);

q->e=e; //生成结点

q->i=row;

q->j=col;

insert_row(M,q,row); //完成行插入

insert_col(M,q,col); //完成列插入

}

}

//矩阵M与矩阵N的乘法运算

void chengfa(Crosslist M,Crosslist N,Crosslist &Q)

{

if(M.nu!=N.mu) exit(Overflow);

Q.mu=M.mu;

Q.nu=N.nu;

Q.tu=0;

OLnode *p,*q,*t;

Olink temp;

int e,col;

Q.rhead=(Olink *)malloc((Q.mu+1)*sizeof(Olink));

Q.chead=(Olink *)malloc((Q.nu+1)*sizeof(Olink));

if(!Q.rhead) exit(Overflow);

if(!Q.chead) exit(Overflow);

temp=(Olink)malloc((Q.nu+1)*sizeof(OLnode));

for(int i=0;i<=Q.mu+1;i++)

Q.rhead[i]=NULL;

for(int j=0;j<=Q.nu;j++)

Q.chead[j]=NULL;

for(int row=1;row<=Q.mu;row++)

{

for(int k=1;k<=Q.nu;k++)

temp[k].e=0;

for(p=M.rhead[row];p!=NULL;p=p->right)

{

int row2=p->j;

for(q=N.rhead[row2];q;q=q->right)//将每一行的各列乘积存入temp中 {

col=q->j;

temp[col].e+=p->e*q->e;

temp[col].i=row;

temp[col].j=col;

}

}

for(col=1;col<=Q.nu;col++)//将temp中的数据赋值给t,将t插入Q中 {

if(temp[col].e!=0)

{

t=(Olink)malloc(sizeof(OLnode));

t->e=temp[col].e;

t->i=temp[col].i;

t->j=temp[col].j;

insert_row(Q,t,row);

insert_col(Q,t,col);

}

}

}

}

void output(Crosslist M) //输出矩阵M

{

OLnode *pp;

for(int i=1;i<=M.mu;i++)

{

pp=M.rhead[i];

for(int j=1;j<=M.nu;j++)

{

if(pp&&pp->j==j)

{

int e=pp->e;

cout<e<<" ";

pp=pp->right;

}

else

cout<<0<<" ";

}

cout<

}

}

void main()

{

Crosslist M,N,Q;

input(M);

input(N);

cout<<"矩阵M:"<

output(M);

cout<<"矩阵N:"<

output(N);

chengfa(M,N,Q);

cout<<"矩阵M、N的乘积为:"<

}

实现稀疏矩阵(采用三元组表示)的基本运算实验报告

实现稀疏矩阵(采用三元组表示)的基本运算实验报告 一实验题目: 实现稀疏矩阵(采用三元组表示)的基本运算二实验要求: (1)生成如下两个稀疏矩阵的三元组 a 和 b;(上机实验指导 P92 )(2)输出 a 转置矩阵的三元组; (3)输出a + b 的三元组; (4)输出 a * b 的三元组; 三实验内容: 稀疏矩阵的抽象数据类型: ADT SparseMatrix { 数据对象:D={aij| i = 1,2,3,….,m; j =1,2,3,……,n; ai,j∈ElemSet,m和n分别称为矩阵的行数和列数} 数据关系: R={ Row , Col } Row ={ | 1≤i≤m , 1≤j ≤n-1} Col ={| 1≤i≤m-1,1≤j ≤n} 基本操作:

CreateSMatrix(&M) 操作结果:创建稀疏矩阵 M PrintSMatrix(M) 初始条件:稀疏矩阵M已经存在 操作结果:打印矩阵M DestroySMatrix(&M) 初始条件:稀疏矩阵M已经存在 操作结果:销毁矩阵M CopySMatrix(M, &T) 初始条件:稀疏矩阵M已经存在 操作结果:复制矩阵M到T AddSMatrix(M, N, &Q) 初始条件:稀疏矩阵M、N已经存在 操作结果:求矩阵的和Q=M+N SubSMatrix(M, N, &Q) 初始条件:稀疏矩阵M、N已经存在 操作结果:求矩阵的差Q=M-N TransposeSMatrix(M, & T) 初始条件:稀疏矩阵M已经存在 操作结果:求矩阵M的转置T MultSMatrix(M, N, &Q) 初始条件:稀疏矩阵M已经存在

采用十字链表表示稀疏矩阵,并实现矩阵的加法运算

课程设计 所抽题目:采用十字链表表示稀疏矩阵,并实现矩阵的加法运算。 要求:要检查有关运算的条件,并对错误的条件产生 报警。 问题分析和建立模型:本题目主要是运用所学知识,用十字链表的方法去表示稀疏矩阵,并使之可以在两矩阵间进行相加。而后,若有错误,则对错误进行警报。 框架搭建: 1选择File|New菜单项,弹出New对话框,选择Files标签,选中C++ Source File项,在File编辑器中输入项目名称“十字链表表示稀疏矩阵实现加法”,在Location编辑框中输入项目所在目录,按下OK 按钮即可。 2在操作界面中输入,程序代码。 (1)结构体和共用体的定义 #include #include #define smax 45 typedef int datatype; typedef struct lnode (2)建立稀疏矩阵的函数,返回十字链表头指针 int i,j; struct lnode *cptr,*rptr; union {

struct lnode *next; datatype v; }uval; }link; int flag=0; 建立十字链表头结点 head=(link *)malloc(sizeof(link)); 建立头结点循环链表 for(i=1;i<=s;i++) (3)插入结点函数 p=(link *)malloc(sizeof(link)); p->i=0;p->j=0; p->rptr=p;p->cptr=p; cp[i]=p; cp[i-1]->uval.next=p; } cp[s]->uval.next=head; for(k=1;k<=t;k++) { printf("\t 第%d个元素(行号i 列号j 值v,数字间用空格分隔):",k); scanf("%d%d%d",&i,&j,&v); p=(link *)malloc(sizeof(link)); p->i=i;p->j=j;p->uval.v=v; q=cp[i]; while((q->rptr!=cp[i])&&(q->rptr->jrptr; p->rptr=q->rptr; q->rptr=p; q=cp[j]; while((q->cptr!=cp[j])&&(q->cptr->icptr; p->cptr=q->cptr; q->cptr=p; } return head; (4)输出十字链表的函数 link *p,*q; p=(link *)malloc(sizeof(link)); p->i=i;p->j=j;p->uval.v=v; q=cp[i];

矩阵的运算及其运算规则

矩阵基本运算及应用 牛晨晖 在数学中,矩阵是一个按照长方阵列排列的或集合。矩阵是高等代中的常见工具,也常见于统计分析等应用数学学科中。在物理学中,矩阵于电路学、、光学和中都有应用;中,制作也需要用到矩阵。矩阵的运算是领域的重要问题。将为简单矩阵的组合可以在理论和实际应用上简化矩阵的运算。在电力系统方面,矩阵知识已有广泛深入的应用,本文将在介绍矩阵基本运算和运算规则的基础上,简要介绍其在电力系统新能源领域建模方面的应用情况,并展望随机矩阵理论等相关知识与人工智能电力系统的紧密结合。 1矩阵的运算及其运算规则 1.1矩阵的加法与减法 1.1.1运算规则 设矩阵,, 则 简言之,两个矩阵相加减,即它们相同位置的元素相加减! 注意:只有对于两个行数、列数分别相等的矩阵(即同型矩阵),加减法运算才有意义,即加减运算是可行的.

1.1.2运算性质 满足交换律和结合律 交换律; 结合律. 1.2矩阵与数的乘法 1.2.1运算规则 数乘矩阵A,就是将数乘矩阵A中的每一个元素,记为或.特别地,称称为的负矩阵. 1.2.2运算性质 满足结合律和分配律 结合律:(λμ)A=λ(μA);(λ+μ)A =λA+μA. 分配律:λ(A+B)=λA+λB. 1.2.3典型举例 已知两个矩阵 满足矩阵方程,求未知矩阵. 解由已知条件知

? 1.3矩阵与矩阵的乘法 1.3.1运算规则 设,,则A与B的乘积是这样一个矩阵: (1) 行数与(左矩阵)A相同,列数与(右矩阵)B相同,即. (2) C的第行第列的元素由A的第行元素与B的第列元素对应相乘,再取乘积之和. 1.3.2典型例题 设矩阵 计算 解是的矩阵.设它为

数据结构三元组完成版

#include #include typedef int ElemType; // 稀疏矩阵的三元组顺序表存储表示 #define MAXSIZE 100 // 非零元个数的最大值 typedef struct { int i,j; // 行下标,列下标 ElemType e; // 非零元素值 }Triple; typedef struct { Triple data[MAXSIZE+1]; // 非零元三元组表,data[0]未用 int mu,nu,tu; // 矩阵的行数、列数和非零元个数 }TSMatrix; // 创建稀疏矩阵M int CreateSMatrix(TSMatrix *M) { int i,m,n; ElemType e; int k; printf("请输入矩阵的行数,列数,非零元素个数:(逗号)\n"); scanf("%d,%d,%d",&(*M).mu,&(*M).nu,&(*M).tu); (*M).data[0].i=0; // 为以下比较顺序做准备 for(i = 1; i <= (*M).tu; i++) { do { printf("请按行序顺序输入第%d个非零元素所在的行(1~%d)," "列(1~%d),元素值:(逗号)\n", i,(*M).mu,(*M).nu); scanf("%d,%d,%d",&m,&n,&e); k=0; // 行或列超出范围

if(m < 1 || m > (*M).mu || n < 1 || n > (*M).nu) k=1; if(m < (*M).data[i-1].i || m == (*M).data[i-1].i && n <= (*M).data[i-1].j) // 行或列的顺序有错 k=1; }while(k); (*M).data[i].i = m; //行下标 (*M).data[i].j = n; //列下标 (*M).data[i].e = e; //该下标所对应的值 } return 1; } // 销毁稀疏矩阵M,所有元素置空 void DestroySMatrix(TSMatrix *M) { (*M).mu=0; (*M).nu=0; (*M).tu=0; } // 输出稀疏矩阵M void PrintSMatrix(TSMatrix M) { int i; printf("\n%d行%d列%d个非零元素。\n",M.mu,M.nu,M.tu); printf("%4s%4s%8s\n", "行", "列", "元素值"); for(i=1;i<=M.tu;i++) printf("%4d%4d%8d\n",M.data[i].i,M.data[i].j,M.data[i].e); } // 由稀疏矩阵M复制得到T int CopySMatrix(TSMatrix M,TSMatrix *T) { (*T)=M; return 1; } // AddSMatrix函数要用到 int comp(int c1,int c2) { int i; if(c1

矩阵的运算及其运算规则

矩阵基本运算及应用 201700060牛晨晖 在数学中,矩阵是一个按照长方阵列排列的复数或实数集合。矩阵是高等代数学中的常见工具,也常见于统计分析等应用数学学科中。在物理学中,矩阵于电路学、力学、光学和量子物理中都有应用;计算机科学中,三维动画制作也需要用到矩阵。矩阵的运算是数值分析领域的重要问题。将矩阵分解为简单矩阵的组合可以在理论和实际应用上简化矩阵的运算。在电力系统方面,矩阵知识已有广泛深入的应用,本文将在介绍矩阵基本运算和运算规则的基础上,简要介绍其在电力系统新能源领域建模方面的应用情况,并展望随机矩阵理论等相关知识与人工智能电力系统的紧密结合。 1矩阵的运算及其运算规则 1.1矩阵的加法与减法 1.1.1运算规则 设矩阵,, 则

简言之,两个矩阵相加减,即它们相同位置的元素相加减! 注意:只有对于两个行数、列数分别相等的矩阵(即同型矩阵),加减法运算才有意义,即加减运算是可行的. 1.1.2运算性质 满足交换律和结合律 交换律; 结合律. 1.2矩阵与数的乘法 1.2.1运算规则 数乘矩阵A,就是将数乘矩阵A中的每一个元素,记为或. 特别地,称称为的负矩阵. 1.2.2运算性质 满足结合律和分配律 结合律:(λμ)A=λ(μA);(λ+μ)A =λA+μA. 分配律:λ(A+B)=λA+λB.

已知两个矩阵 满足矩阵方程,求未知矩阵. 解由已知条件知 1.3矩阵与矩阵的乘法 1.3.1运算规则 设,,则A与B的乘积是这样一个矩阵: (1) 行数与(左矩阵)A相同,列数与(右矩阵)B相同,即 . (2) C的第行第列的元素由A的第行元素与B的第列元素对应相乘,再取乘积之和.

稀疏矩阵的运算(完美版)

专业课程设计I报告(2011 / 2012 学年第二学期) 题目稀疏矩阵的转换 专业软件工程 学生姓名张鹏宇 班级学号 09003018 指导教师张卫丰 指导单位计算机学院软件工程系 日期 2012年6月18号

指导教师成绩评定表

附件: 稀疏矩阵的转换 一、课题内容和要求 1.问题描述 设计程序用十字链表实现稀疏矩阵的加、减、乘、转置。 2.需求分析 (1)设计函数建立稀疏矩阵,初始化值。 (2)设计函数输出稀疏矩阵的值。 (3)构造函数进行两个稀疏矩阵相加,输出最终的稀疏矩阵。 (4)构造函数进行两个稀疏矩阵相减,输出最终的稀疏矩阵。 (5)构造函数进行两个稀疏矩阵的相乘,输出最终的稀疏矩阵。 (6)构造函数进行稀疏矩阵的转置,并输出结果。 (7)退出系统。 二、设计思路分析 (1)设计函数建立稀疏矩阵,初始化值。 (2)设计函数输出稀疏矩阵的值。 (3)构造函数进行两个稀疏矩阵相加,输出最终的稀疏矩阵。 (4)构造函数进行两个稀疏矩阵相减,输出最终的稀疏矩阵。 (5)构造函数进行两个稀疏矩阵的相乘,输出最终的稀疏矩阵。 (6)构造函数进行稀疏矩阵的转置,并输出结果。 (7)退出系统。 三、概要设计 为了实现以上功能,可以从3个方面着手设计。 1.主界面设计 为了实现对稀疏矩阵的多种算法功能的管理,首先设计一个含有多个菜单项的主

控菜单子程序以链接系统的各项子功能,方便用户交互式使用本系统。本系统主控菜单运行界面如图所示。 2.存储结构设计 本系统采用单链表结构存储稀疏矩阵的具体信息。其中:全部结点的信息用头结点为指针数组的单链表存储。 3.系统功能设计 本系统除了要完成稀疏矩阵的初始化功能外还设置了4个子功能菜单。稀疏矩阵的初始化由函数i typedef int ElemType 实现。建立稀疏矩阵用void Creat()实现,依据读入的行数和列数以及非零元素的个数,分别设定每个非零元素的信息。4个子功能的设计描述如下。 (1)稀疏矩阵的加法: 此功能由函数void Xiangjia( )实现,当用户选择该功能,系统即提示用户初始化要进行加法的两个矩阵的信息。然后进行加法,最后输出结果。 (2)稀疏矩阵的乘法: 此功能由函数void Xiangcheng( )实现。当用户选择该功能,系统提示输

【线性代数】之矩阵的乘法运算

Born T o Win 考研数学线性代数之矩阵的乘法运算 任意两个矩阵不一定能够相乘,即两个矩阵要相乘必须满足的条件是:只有当第一个矩阵A 的列数与第二个矩阵B 的行数相等时A ×B 才有意义。一个m ×n 的矩阵A 左乘一个n ×p 的矩阵B ,会得到一个m ×p 的矩阵C 。左乘:又称前乘,就是乘在左边(即乘号前),比如说,A 左乘E 即AE 。 一个m 行n 列的矩阵与一个n 行p 列的矩阵可以相乘,得到的结果是一个m 行p 列的矩阵,其中的第i 行第j 列位置上的数为第一个矩阵第i 行上的n 个数与第二个矩阵第j 列上的n 个数对应相乘后所得的n 个乘积之和。比如,下面的算式表示一个2行2列的矩阵乘以2行3列的矩阵,其结果是一个2行3列的矩阵。其中,结果矩阵的那个4(结果矩阵中第二(i )行第二(j)列)= 2(第一个矩阵第二(i)行第一列)*2(第二个矩阵中第一行第二(j)列) + 0(第一个矩阵第二(i)行第二列)*1(第二个矩阵中第二行第二(j)列): 矩阵乘法的两个重要性质:一,矩阵乘法满足结合律; 二,矩阵乘法不满足交换律。为什么矩阵乘法不满足交换律呢?这是由矩阵乘法定义决定的。因为矩阵AB=C ,C 的结果是由A 的行与B 的列相乘和的结果;而BA=D ,D 的结果是由B 的行与A 的列相乘和的结果。显然,得到的结果C 和D 不一定相等。同时,交换后两个矩阵有可能不能相乘。 因为矩阵乘法不满足交换律,所以矩阵乘法也不满足消去律。即由AB=AC 是得不到B=C 的,这是因为()AB AC A B C O =?-=是得不到A=O 或B-C=O 即B=C.例 111000010A B ????=≠=≠ ? ?-????0, 但0000AB O ??== ??? 那么由AB=O 一定得不到A=O 或B=O 吗?回答是否定的。比如A 是m ×n 阶矩阵,B 是n ×s 阶矩阵,若A 的秩为n ,则AB=O ,得B=O ;若B 的秩为m ,则AO ,得A=O.为什么吗?原因会在有关齐次线性方程组的文章里进行讲解.

稀疏矩阵的十字链表加法

目录 前言 (1) 正文 (1) 1.课程设计的目的和任务 (1) 2.课程设计报告的要求 (1) 3.课程设计的内容 (2) 4.稀疏矩阵的十字链表存储 (2) 5.稀疏矩阵的加法思想 (4) 6.代码实现 (5) 7.算法实现 (5) 结论 (8) 参考文献 (9) 附录 (10)

前言 采用三元组顺序表存储稀疏矩阵,对于矩阵的加法、乘法等操作,非零元素的插入和删除将会产生大量的数据移动,这时顺序存储方法就十分不便。稀疏矩阵的链接存储结构称为十字链表,它具备链接存储的特点,因此,在非零元素的个数及位置都会发生变化的情况下,采用链式存储结构表示三元组的线性更为恰当。 正文 1.课程设计的目的和任务 (1) 使我我们进一步理解和掌握所学的程序的基本结构。 (2) 使我们初步掌握软件开发过程的各个方法和技能。 (3) 使我们参考有关资料,了解更多的程序设计知识。 (4) 使我们能进行一般软件开发,培养我们的能力并提高我们的知识。 2.课程设计报告的要求 (1)课程设计目的和任务,为了达到什么要求 (2)课程设计报告要求 (3)课程设计的内容,都包含了什么东西 (4)稀疏矩阵和十字链表的基本概念,稀疏矩阵是怎么用十字链表存储 (5)十字链表矩阵的加法 (6)代码实现 (7)算法检测

3.课程设计的内容 (1)根据所学知识并自主查找相关资料 (2)进行算法设计与分析 (3)代码实现,组建并运行结果查看是否正确 (4)书写课程设计说明书 4.稀疏矩阵的十字链表存储 稀疏矩阵是零元素居多的矩阵,对于稀疏矩阵,人们无法给出确切的概念,只要非零元素的个数远远小于矩阵元素的总数,就可认为该矩阵是稀疏的。 十字链表有一个头指针hm ,它指向的结点有五个域,如图1所示。row 域存放总行数m ,col 域存放总列数n ,down 和right 两个指针域空闲不用,next 指针指向第一个行列表头结点。 c o l r o w 图1 总表点结点 有S 个行列表头结点h[1],h[2],......h[s]。结点结构与总表头结点相同。Row 和col 域置0,next 指向下一行列表头结点,right 指向本行第一个非零元素结点,down 指向本列第一个非零元素结点如图2所示。当最后一个行列表头结点的next 域指向总表头结点的hm 时,就形成循环链表,见图4的第一行。

数据结构课程设计之稀疏矩阵实现与应用1

数据结构课程设计报告 题目:十字链表成为存储结构,实现稀疏矩阵的求和运算 学生姓名:张旋 班级:软件三班学号:201213040304 指导教师: 吴小平

一、需求分析 1.问题描述: 要求:十字链表下的稀疏矩阵的加、转、乘的实现。 2.基本功能 实现十字链表下的转置,乘法,加法运算。 3.输入输出 (1)设计函数建立稀疏矩阵,初始化值。 (2)设计函数输出稀疏矩阵的值。 (3)构造函数进行两个稀疏矩阵相加,输出最终的稀疏矩阵。 (4)构造函数进行两个稀疏矩阵的相乘,输出最终的稀疏矩阵。 (5)构造函数进行稀疏矩阵的转置,并输出结果。 (6)退出系统。 二、概要设计 1.设计思路: 本实验要求在三元组,十字链表下实现稀疏矩阵的加、转、乘。首先要进行矩阵的初始化操作,定义三元组和十字链表的元素对象。写出转置,加法,乘法的操作函数。通过主函数调用实现在一个程序下进行矩阵的运算操作。 2.数据结构设计: 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; aij∈Elemset, m和n分别称为矩阵的行数和列数。} 数据关系:R={Row,Col} Row={ | 1<=i<=m, 1<=j<=n-1} Col= { | 1<=i<=m-1, 1<=j<=n} 基本操作: CreateSMatrix(&M); 操作结果:创建稀疏矩阵M。 DestroySMatrix(&M); 初始条件:稀疏矩阵M存在。操作结果:销毁稀疏矩阵M。 PrintSMatrix(M); 初始条件:稀疏矩阵M存在。操作结果:输出稀疏矩阵M。 AddSMatrix(M,N,&Q); 初始条件:稀疏矩阵M与N的行数和列数对应相等操作结果:求稀疏矩阵的和Q=M+N。 MultSMatrix(M,N,&Q); 初始条件:稀疏矩阵M的列数等于N的行数。操作结果:求稀疏矩阵乘积Q=M*N。 TransposeSMatrix(M,&T); 初始条件:稀疏矩阵M存在。操作结果:求稀疏矩阵M的转置矩阵T。 }ADT SparseMatrix 3.软件结构设计:

三元组顺序表稀疏矩阵课程设计报告(不完整)

1.稀疏矩阵运算器

数据结构课程设计任务书 针对本课程设计,完成以下课程设计任务: 1、熟悉系统实现工具和上机环境。 2、根据课程设计任务,查阅相关资料。 3、针对所选课题完成以下工作: (1)需求分析 (2)概要分析 (3)详细设计 (4)编写源程序 (5)静态走查程序和上机调试程序 4、书写上述文档和撰写课程设计报告。

3.课程设计报告目录

4.正文 (1)问题描述 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,提高计算频率。实现一个能进行稀疏矩阵基本运算的运算器。 (2)需求分析 本课程设计的稀疏矩阵运算器在visual studio 2013下运行调试成功,可以实现的功能有: 1.矩阵运算方式选择 2.根据提示输入相应数据 3.显示最终结果 使用的主要存储结构为三元组,并用三元组形式进行运算。所有参与运算数据类型为整形,因此输入的数据应为整形数据。为了节省存储空间使用三元组数据进行运算,可以通过多次扫描三元组数据来实现,即使用嵌套循环函数。输出结果为通常的阵列形式,因此使用了右对齐,保证输出形式的整齐。 (3)概要分析 本次课程设计中定义的结构体 typedef struct { int i, j;//矩阵元素所在行列 int v;//元素的值 }triple; typedef struct { triple data[MAXSIZE]; triple cop[MAXSIZE];//辅助数组 int m, n, t;//矩阵的行列数 }tripletable; Main函数调用子函数时输入1为调用 int Push_juzhen(int m, int n, int count)函数,可以实现矩阵相加功能 输入2为调用 int Dec_juzhen(int m, int n, int count)函数,可实现矩阵相减功能 输入3为调用 int Mul_juzhen()函数,可以实现矩阵相乘功能 (4)详细分析(流程图伪代码) 加法函数 int Push_juzhen(int m, int n, int count)//矩阵相加(行,列,矩阵数) { // p行,q列,s非零元素个数,v元素值 //ucount对数组下标计数的变量,与变量x实现多个矩阵相加 for (int c = 0; c < count; c++) { int x = 0; cout << "请输入第" << c + 1 << "个矩阵的非零元素个数" << endl; cin >> s; cout << "请依次输入非零元素所在行和列以及该非零元素的值并以空格隔开" << endl; for (; x< s; x++)//传递行列及元素值

矩阵乘法的法则

第六节.矩阵乘法的法则 教学目标: (1)通过几何变换,使学生理解矩阵乘法不满足交换律(但并不是绝对的)。 (2)通过实例,了解矩阵的乘法满足结合律。 教学重点:理解矩阵乘法不满足交换律。 教学难点:从图形变换的角度理解矩阵的乘法不满足交换律。 教学过程: 一、引入:对上节课的练习的讨论: 已知三角形ABC 的三个顶点的坐标分别为:A (0,0),B (2,0),C (2, 2),先将三角形作以原点为中心的反射变换(变换矩阵为?? ?? ??--1001),再以x 轴为基准,将所得图形压缩到原来的一半(变换矩阵为????????21001),试求:(1)这连续两次变换所对应的变换矩阵U ; 问:U=??????--1001??????? ?21001=????????--21001 U=????????21001??????--1001=??? ?????--21001 问题:矩阵的乘法是否满足交换律呢? 2、例题 例1.已知矩阵A 、B ,计算AB 及BA ,并比较他们是否相同,能否从几何变换的角度给予解释? (1)A=??????2001,B=????? ?-0110; (2)A=??? ?????21001,B=??????1003。 解:(1)AB=??????2001??????-01 10=??????-0210,BA=??????-0110??????2001=?? ????-0120 显然,AB ≠BA 。 从几何变换的角度,AB 表示先作反射变换(变换矩阵为B ),后作伸缩变换(变换矩阵为A );而BA 表示先作伸缩变换(变换矩阵为A ),后作反射变换(变换矩阵为B )。当连续进行一系列变换时,交换变换次序得到的结果,一般说会不相同。仍以正方形(顶点分别为A(0,0),B(1,0),C(1,1),D(0,1))为例,如下图:

矩阵的各种运算详细讲解

一、矩阵的线性运算 定义1 设有两个矩阵和,矩阵与的和记作, 规定为 注:只有两个矩阵是同型矩阵时,才能进行矩阵的加法运算. 两个同型矩阵的和,即为两个矩阵对应位置元素相加得到的矩阵. 设矩阵记 , 称为矩阵的负矩阵, 显然有 . 由此规定矩阵的减法为 . 定义2 数与矩阵A的乘积记作或, 规定为 数与矩阵的乘积运算称为数乘运算. 矩阵的加法与矩阵的数乘两种运算统称为矩阵的线性运算. 它满足下列运算规律:设都是同型矩阵,是常数,则 (1) (2) ; (3) (4) (5) (6) (7) (8) 注:在数学中,把满足上述八条规律的运算称为线性运算. 二、矩阵的相乘 定义3设

矩阵与矩阵的乘积记作, 规定为 其中,( 记号常读作左乘或右乘. 注: 只有当左边矩阵的列数等于右边矩阵的行数时, 两个矩阵才能进行乘法运算. 若,则矩阵的元素即为矩阵的第行元素与矩阵的第列对应元素乘积的和. 即 . 矩阵的乘法满足下列运算规律(假定运算都是可行的): (1) (2) (3) (4) 注: 矩阵的乘法一般不满足交换律, 即 例如, 设则 而 于是且 从上例还可看出: 两个非零矩阵相乘, 可能是零矩阵, 故不能从必然推出 或 此外, 矩阵乘法一般也不满足消去律,即不能从必然推出例如, 设 则 但 定义4如果两矩阵相乘, 有

则称矩阵A与矩阵B可交换.简称A与B可换. 注:对于单位矩阵, 容易证明 或简写成 可见单位矩阵在矩阵的乘法中的作用类似于数1. 更进一步我们有 命题1设是一个n阶矩阵,则是一个数量矩阵的充分必要条件是与任何n阶矩阵可换。 命题2设均为n阶矩阵,则下列命题等价: (1) (2) (3) (4) 三、线性方程组的矩阵表示 设有线性方程组 若记 则利用矩阵的乘法, 线性方程组(1)可表示为矩阵形式: (2) 其中矩阵称为线性方程组(1)的系数矩阵. 方程(2)又称为矩阵方程. 如果是方程组(1)的解, 记列矩阵 则 ,

基于十字链表与三元组表的稀疏矩阵压缩存储实例研究

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/6518216591.html, 基于十字链表与三元组表的稀疏矩阵压缩存储实例研究 作者:周张兰 来源:《软件导刊》2017年第11期 摘要:十字链表和带行链接信息的三元组表是稀疏矩阵的两种压缩存储方法。十字链表为链式存储结构,带行链接信息的三元组表为顺序存储结构。在MovieLens数据集上设计了分别采用十字链表和带行链接信息的三元组表对以用户为行、项目为列、用户评分为矩阵元的稀疏矩阵进行压缩存储,并在这两种存储结构上实现用户相似度计算算法。通过测试分析和比较了两种不同的压缩存储方法在创建及相似度计算上的执行效率,并探讨了各自的特点及适用条件。 关键词关键词:稀疏矩阵;十字链表;三元组表;压缩存储 DOIDOI:10.11907/rjdk.171845 中图分类号:TP302 文献标识码:A文章编号文章编号:16727800(2017)011002204 0引言 矩阵是科学与工程计算问题中研究的数学对象。在高阶矩阵中,可能存在很多相同值或零值的矩阵元,对这些矩阵元的存储造成存储空间的浪费。因此,可以对矩阵进行压缩存储,以节省存储空间,达到提高存储利用率的目的。在算法实现中,选择的存储结构不同,执行效率也将不同。对不同矩阵存储方法的特点进行分析和比较,有助于根据不同的实际应用,有针对性地选择更为合适的存储结构,以此提高矩阵运算及其它相关操作的运行效率。 1稀疏矩阵及存储 若一个m行n列矩阵中的零元素有t个,零元素个数t与矩阵元总数m×n的比值称为稀疏因子,一般认为若稀疏因子不大于0.05,则此矩阵为稀疏矩阵。设矩阵有10行10列,即总共100个元素,若其中零元素有95个,而非零元素仅有5个,则此矩阵为稀疏矩阵。在存储稀疏矩阵时,可以采用非压缩存储和压缩存储两种方式。非压缩存储使用二维数组,比如,设10 行10列的稀疏矩阵M的矩阵元均为整数,则可以使用二维数组存储该矩阵M,数组的定义用C语言[1]描述如下: int a[10][10];

苏教版高中数学高二选修4-2 矩阵乘法的概念

选修4-2矩阵与变换 2.3.1 矩阵乘法的概念 编写人: 编号:008 学习目标 1、 熟练掌握二阶矩阵与二阶矩阵的乘法。 2、 理解两个二阶矩阵相乘的结果仍然是一个二阶矩阵,从几何变换的角度来看,它表 示的是原来两个矩阵对应的连续两次变换。 学习过程: 一、预习: (一)阅读教材,解决下列问题: 问题:如果我们对一个平面向量连续实施两次几何变换,结果会是怎样?举例说明。 归纳1:矩阵乘法法则: 归纳2:矩阵乘法的几何意义: (二)初等变换:在数学中,一一对应的平面几何变换都可看做是伸压、反射、旋转、切变变换的一次或多次复合,而伸压、反射、切变变换通常叫做初等变换,对应的矩阵叫做初等变换矩阵。 练习 、.?? ??????????10110110=( ) A 、???? ??1110 B 、??????1011 C 、? ? ? ???0111 D 、??????0110 、已知矩阵X 、M 、N,若M =?? ? ???--1111, N =??????--3322,则下列X 中不满足:XM=N ,的一个 是( ) A 、X =???? ??--2120 B 、X =??????--1211 C 、X =??????--3031 D 、X =? ? ? ???-3053

二、课堂训练: 例1.(1)已知A= 11 22 11 22 ?? ? ? ? ? ?? ,B= 11 22 11 22 ?? - ? ? ? - ? ?? ,计算AB (2)已知A= 10 02 ?? ? ?? ,B= 14 23 ?? ? - ?? ,计算AB,BA (3)已知A= 10 00 ?? ? ?? ,B= 10 01 ?? ? ?? ,C= 10 02 ?? ? ?? 计算AB,AC 例2、已知梯形ABCD,其中A(0,0),B(3,0),C(2,2),D(1,2),先将梯形作关于x轴的反射变换,再将所得图形绕原点逆时针旋转0 90 (1)求连续两次变换所对应的变换矩阵M (2)求点A,B,C,D在 M T作用下所得到的结果 (3)在平面直角坐标系内画出两次变换对应的几何图形,并验证(2)中的结论。

稀疏矩阵的运算(完美版)

专业课程设计I报告( 2011 / 2012 学年第二学期) 题目稀疏矩阵的转换 专业软件工程 学生姓名张鹏宇 班级学号 09003018 指导教师张卫丰 指导单位计算机学院软件工程系 日期 2012年6月18号

指导教师成绩评定表

附件: 稀疏矩阵的转换 一、课题内容和要求 1.问题描述 设计程序用十字链表实现稀疏矩阵的加、减、乘、转置。 2.需求分析 (1)设计函数建立稀疏矩阵,初始化值。 (2)设计函数输出稀疏矩阵的值。 (3)构造函数进行两个稀疏矩阵相加,输出最终的稀疏矩阵。 (4)构造函数进行两个稀疏矩阵相减,输出最终的稀疏矩阵。 (5)构造函数进行两个稀疏矩阵的相乘,输出最终的稀疏矩阵。 (6)构造函数进行稀疏矩阵的转置,并输出结果。 (7)退出系统。 二、设计思路分析 (1)设计函数建立稀疏矩阵,初始化值。 (2)设计函数输出稀疏矩阵的值。 (3)构造函数进行两个稀疏矩阵相加,输出最终的稀疏矩阵。 (4)构造函数进行两个稀疏矩阵相减,输出最终的稀疏矩阵。 (5)构造函数进行两个稀疏矩阵的相乘,输出最终的稀疏矩阵。 (6)构造函数进行稀疏矩阵的转置,并输出结果。 (7)退出系统。 三、概要设计 为了实现以上功能,可以从3个方面着手设计。 1.主界面设计 为了实现对稀疏矩阵的多种算法功能的管理,首先设计一个含有多个菜单项的主控菜单子程序以链接系统的各项子功能,方便用户交互式使用本系统。本系统主控菜单运行界面如图所示。

2.存储结构设计 本系统采用单链表结构存储稀疏矩阵的具体信息。其中:全部结点的信息用头结点为指针数组的单链表存储。 3.系统功能设计 本系统除了要完成稀疏矩阵的初始化功能外还设置了4个子功能菜单。稀疏矩阵的初始化由函数i typedef int ElemType 实现。建立稀疏矩阵用void Creat()实现,依据读入的行数和列数以及非零元素的个数,分别设定每个非零元素的信息。4个子功能的设计描述如下。 (1)稀疏矩阵的加法: 此功能由函数void Xiangjia( )实现,当用户选择该功能,系统即提示用户初始化要进行加法的两个矩阵的信息。然后进行加法,最后输出结果。 (2)稀疏矩阵的乘法: 此功能由函数void Xiangcheng( )实现。当用户选择该功能,系统提示输入要进行相乘的两个矩阵的详细信息。然后进行相乘,最后得到结果。 (3)稀疏矩阵的转置: 此功能由函数void Zhuanzhi( )实现。当用户选择该功能,系统提示用户初始

矩阵的乘法运算

沈阳航空航天大学课程设计 学号2009040603045 班级94060302 姓名崔建国 指导教师刘学平 2011年7 月 6 日

沈阳航空航天大学 课程设计任务书 学院:机电工程学院专业:车辆工程班级:94060302 学号:2009040603045 题目:矩阵的乘法运算 一、课程设计时间 2011年6月27日~7月1日(第17周),共计1周。 二、课程设计内容 在“file05_矩阵相乘.txt”文件中存放了两个矩阵,请读取这两个矩阵进行乘法运算,并显示结果矩阵。 三、课程设计要求 程序质量: ?贯彻事件驱动的程序设计思想。 ?用户界面友好,功能明确,操作方便;可以加以其它功能或修饰。 ?用户界面中的菜单至少应包括“读取矩阵”、“开始计算”、“显示结果”、“退 出”4项。 ?代码应适当缩进,并给出必要的注释,以增强程序的可读性。 课程设计说明书: ?课程结束后,上交课程设计说明书和源程序。课程设计说明书的内容参见提 供的模板。 四、指导教师和学生签字 指导教师:刘学平学生签名:崔建国 五、成绩 六、教师评语

目录 一、需求分析 (4) 二、设计分析 (4) 三、关键技术 (6) 四、总结 (10) 五、完整的源程序 (11) 六、参考文献 (13)

一、需求分析 矩阵乘法运算是通过读取文本文件的资料,将两个矩阵进 行乘法运算,并显示结果。要求: ①学生会编程读取文本文会运open ②会运用Do while loop 的循环语句 ③懂得矩阵运算的法则. 二、设计分析 (1) 基本原理:运用打开顺序文件 open 文件名For Input/ output/ As # 文件号, 在文本文件中读取数据矩阵相乘采用二维数组For 循环 结构。矩阵相乘是将每个数字赋予一个字符,然后把字符 用公式写出来,进而进行计算,将得出的结果按矩阵的形 式打印在窗体上。

稀疏矩阵乘法的运算

课程设计任务书 学生姓名:专业班级: 指导教师:夏红霞工作单位:计算机科学与技术学院题目: 稀疏矩阵乘法的运算 课程设计要求: 1、熟练掌握基本的数据结构; 2、熟练掌握各种算法; 3、运用高级语言编写质量高、风格好的应用程序。 课程设计任务: 1、系统应具备的功能: (1)设计稀疏矩阵的存储结构 (2)建立稀疏矩阵 (3)实现稀疏矩阵的乘法 2、数据结构设计; 3、主要算法设计; 4、编程及上机实现; 5、撰写课程设计报告,包括: (1)设计题目; (2)摘要和关键字; (3)正文,包括引言、需求分析、数据结构设计、算法设计、程序实现及测试、不足之处、设计体会等; (4)结束语; (5)参考文献。 时间安排:2010年7月5日-9日(第19周) 7月5日查阅资料 7月6日系统设计,数据结构设计,算法设计 7月7日 -8日编程并上机调试 7月9日撰写报告 7月10日验收程序,提交设计报告书。 指导教师签名: 2010年7月4日系主任(或责任教师)签名: 2010年7月4日

目录 1.摘要 (1) 2.关键字 (1) 3.引言 (1) 4. 问题描述 (1) 5. 系统设计 (1) 6. 数据结构 (3) 7. 算法描述 (3) 8. 测试结果与分析 (4) 9. 源代码 (12) 10. 总结 (29) 11.参考文献 (29)

稀疏矩阵乘法的运算 1.摘要:在一些数值计算中,一些二维矩阵的乘法运算很常见,我们经常采用线性代数中的知识进行运算,然而对一些含有非零元很少的二维矩阵也采用相同的方法时,就会发现那样的方法不仅需要很多的空间来存储0,造成空间复杂度比较大,而且算法的时间复杂度也较大。因此需要采取其他的方法来解决这个问题,由于0在乘法中其结果总是0,所以可以考虑采用三元组的方式去存储稀疏矩阵中的非零元,这样在计算过程中不仅需要的内存空间减少了,而且运算的速率也提高了。 2.关键字:稀疏矩阵乘法二维矩阵算法复杂度 3.引言:随着科学技术的发展,人们对矩阵的运算的几率越来越大,特别是高新科技研究中对矩阵的运算更是常见。但是如何高效的并占内存少的进行矩阵运算就是一个急需解决的问题。本文主要对稀疏矩阵的存储以及稀疏矩阵的乘法运算进行了研究和探讨。 4.问题描述:在一些数值计算中,一些二维矩阵的乘法运算很常见,我们经常采用线性代数中的知识进行运算,然而对一些含有非零元很少的二维矩阵也采用相同的方法时,就会发现那样的方法不仅需要很多的空间来存储0,造成空间复杂度比较大,而且算法的时间复杂度也较大。为了减少空间和时间复杂度,可以根据给定的二维数组的数据设计稀疏矩阵的存储结构,然后根据设计的稀疏矩阵存储结构建立一个稀疏矩阵,最后获得两个二维数组得到他们各自的稀疏矩阵,计算这两个稀疏矩阵的乘积。 5.系统设计: 5.1 设计目标:通过一定的数据结构,存储含有少量数据的矩阵,把他们存入一个稀疏矩阵中,然后实现稀疏矩阵的乘法运算。[基本要求]设计稀疏矩阵的存储结构;建立稀疏矩阵;实现稀疏矩阵的乘法

n维矩阵的乘法AB-1_

《数据结构》课程设计 题目____n维矩阵的乘法AB-1______ 学号_________________ 姓名______________________ 专业_____________________ 指导老师___________________

第一章:课程设计的目的 (3) 第二章:课程设计的内容和要求 (3) 课程设计的内容 (3) 运行环境 (3) 第三章:课程设计分析 (4) 矩阵的存储 (4) 矩阵的输入与输出 (4) 矩阵的乘法运算 (4) 矩阵的求逆运算 (4) 第四章:课程设计的算法描述 (4) 矩阵的存储 (4) 矩阵的输出 (5) 矩阵的乘法 (5) 矩阵的求逆运算 (5) 第五章:源代码 (7) 第六章:结束语 (11)

第一章:课程设计的目的 本学期我们对《数据结构》这门课程进行了学习。这门课程是一门实践性非常强的课程,为了让大家更好地理解与运用所学知识,提高动手能力,我们进行了此次课程设计实习。这次课程设计不但要求实习者掌握《数据结构》中的各方面知识,还要求实习者具备一定的C语言基础和编程能力。 具体说来,这次课程设计主要有两大方面目的。 一是让实习者通过实习掌握《数据结构》中的知识。对于矩阵乘法这一课题来说,所要求掌握的数据结构知识主要是数组的相关概念和数组用来存储矩阵的相关便利性。 二是通过实习巩固并提高实习者的C语言知识,并初步了解Visual C++的知识,提高其编程能力与专业水平。 第二章:课程设计的内容和要求 课程设计的内容 设计一个矩阵相乘的程序,首先从键盘输入两个矩阵a,b的内容,并输出两个矩阵,输出ab-1结果。 要求 要求 1)界面友好,函数功能要划分好 2)总体设计应画一流程图 3)程序要加必要的注释 4)要提供程序测试方案 5)程序一定要经得起测试,宁可功能少一些,也要能运行起来,不能运行的程序是没有价值的。 运行环境 该程序的运行环境为Windows xp系统,Microsoft Visual C++6.0版本。

稀疏矩阵 引用 十字链表 运算

稀疏矩阵应用 摘要本课程设计主要实现在三元组存储结构与十字链表存储结构下输入稀疏矩阵,并对稀疏矩阵进行转置,相加,相乘操作,最后输出运算后的结果。在程序设计中,考虑到方法的难易程度,采用了先用三元组实现稀疏矩阵的输入,输出,及其转置,相加,相乘操作的方法,再在十字链表下实现。程序通过调试运行,结果与预期一样,初步实现了设计目标。 关键词程序设计;稀疏矩阵;三元组;十字链表 1 引言 ?课程设计任务 本课程设计主要实现在三元组存储结构与十字链表存储结构下输入稀疏矩阵,并对稀疏矩阵进行转置,相加,相乘操作,最后输出运算后的结果。稀疏矩阵采用三元组和十字链表表示,并在两种不同的存储结构下,求两个具有相同行列数的稀疏矩阵A和B的相加矩阵C,并输出C;求出A的转置矩阵D,输出D;求两个稀疏矩阵A和B的相乘矩阵E,并输出E。 ?课程设计性质 数据结构课程设计是重要地实践性教学环节。在进行了程序设计语言课和《数据结构》课程教学的基础上,设计实现相关的数据结构经典问题,有助于加深对数据结构课程的认识。本课程设计是数据结构中的一个关于稀疏矩阵的算法的实现,包括在三元组和十字链表下存储稀疏矩阵,并对输入的稀疏矩阵进行转置,相加,相乘等操作,最后把运算结果输出。此课程设计要求对数组存储结构和链表存储结构非常熟悉,并能熟练使用它们。

1.3课程设计目的 其目的是让我们在学习完C、数据结构等课程基础上,掌握多维数组的逻辑结构和存储结构、掌握稀疏矩阵的压缩存储及转置,相加,相乘等基本操作,并用不同的方法输出结果,进一步掌握设计、实现较大系统的完整过程,包括系统分析、编码设计、系统集成、以及调试分析,熟练掌握数据结构的选择、设计、实现以及操作方法,为进一步的应用开发打好基础。 需求分析 2.1设计函数建立稀疏矩阵及初始化值和输出稀疏矩阵的值 本模块要求设计函数建立稀疏矩阵并初始化,包括在三元组结构下和十字链表结构下。首先要定义两种不同的结构体类型,在创建稀疏矩阵时,需要设计两个不同的函数分别在三元组和十字链表下创建稀疏矩阵,在输入出现错误时,能够对错误进行判别处理,初始化稀疏矩阵都为空值,特别注意在十字链表下,对变量进行动态的地址分配。在设计输出稀疏矩阵的值的函数时,也要针对两种不同的情况,分别编制函数,才能准确的输出稀疏矩阵。在对稀疏矩阵进行初始化及输出值时,均只输出非零元素的值和它所在的所在行及所在列。 2.2构造函数进行稀疏矩阵的转置并输出结果 本模块要求设计函数进行稀疏矩阵的转置并输出转置后的结果,由于对稀疏函数的转置只对一个矩阵进行操作,所以实现起来难度不是很大,函数也比较容易编写。在编写函数时,要先定义一个相应的结构体变量用于存放转置后的矩阵,最后把此矩阵输出。 2.3构造函数进行两个稀疏矩阵相加及相乘并输出最终的稀疏矩阵 本模块要求设计相加和相乘函数对两个矩阵进行运算,并输出最终的稀疏矩阵,在进行运算前,要对两个矩阵进行检查,看是不是相同类型的矩阵,因为两个矩阵

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