C语言数据结构——矩阵的加减乘除

忘是亡心i 2022-06-15 01:54 313阅读 0赞

#include<stdio.h>
    //#include<iostream.h>
    #include<stdlib.h>
    #include<conio.h>
    #include<malloc.h>
    #define MAXSIZE 100   /*假设非零元个数的最大值为100*/
    
    typedef struct
    {int i,j;           /*该非零元的行下标和列下标*/
     int v;
    }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*/
    }TSMastrix;
    
    //********************** 声明函数 **********************//
    
    void creat(TSMastrix &T);/*创建三元组*/
    void add(TSMastrix A,TSMastrix B);/*加法运算*/
    void sub(TSMastrix A,TSMastrix B);/*减法运算*/
    void mult(TSMastrix A,TSMastrix B);/* 乘法运算*/
    void print(TSMastrix A);/*输出计算结果*/
    char menu();//菜单
    void display (TSMastrix M);//s输出函数
    
    //******************** 主函数 ***********************//
    int main()
    { 
             TSMastrix A,B; 
             creat(A);
             creat(B);
                printf("***************   创 建 矩 阵      ********************\n");
    
            for(;;)
            switch(menu())
      {
          case '0':
                printf("*****************输 出 矩 阵 A*************************\n");
                display(A);
                printf("*****************输 出 矩 阵 B*************************\n");
                display(B);
                getchar();
                  break;
          case '1': 
                add(A,B);
                getch();
                break;
          case '2': 
                 sub(A,B);
                 getch();
                 break;
          case '3':  
                   mult(A,B);
                   getch();
                   break;
          case '4':
                    creat(A);
                    creat(B);
                    getch();
                    break;
          case '5':
                    system("cls");
                    exit(0);
      }
    }
    
    //********************* 子 函 数 ****** *****************//
    
    //******** 创建三元组存储矩阵数据 ********//
    
    void creat(TSMastrix &T)
    { 
        int k,i,j;
      printf("\n 请输入矩阵\n");
      do
      {
          printf("\n请输入矩阵的行数，列数，非零元素个数\n");
          scanf("%d %d %d",&T.mu,&T.nu,&T.tu);
           if((T.mu<0||T.mu>20)||(T.nu<0||T.nu>20)||((T.tu>T.mu*T.nu)||T.tu>MAXSIZE))
            printf("\n 超出行列定义范围，请重新输入!!\n");
          }
      while((T.mu<0||T.mu>20)||(T.nu<0||T.nu>20)||((T.tu>T.mu*T.nu)||T.tu>MAXSIZE));
      printf("*********************************************************\n");
      for(k=1;k<=T.tu;k++)
    {
      do
      {
          printf("\n请输入非零元素的行数i，列数j，数值v\n");
          scanf("%d,%d,%d",&T.data[k].i,&T.data[k].j,&T.data[k].v);
          if((T.data[k].i<0||T.data[k].i>T.mu)||(T.data[k].j<0||T.data[k].j>T.nu)||(T.data[k].v==0))
          printf("\n 超出行列定义范围，请重新输入!\n");
      } 
      while((T.data[k].i<0||T.data[k].i>T.mu)||(T.data[k].j<0||T.data[k].j>T.nu)||(T.data[k].v==0));
      printf("*********************************************************\n");
    }
     return;
    }
    
    //********* 输出矩阵函数 ********//
    
    void display( TSMastrix M)
    {
        int q,n,k,a=0;
        printf("------------------------------------------------------------\n");
        printf("------------------------------------------------------------\n");
        for(n=1;n<=M.mu;n++)
        {
           for(k=1;k<=M.nu;k++)
            {
                for(q=1;q<=M.tu;q++)
                {
                    if(M.data[q].i==n&&M.data[q].j==k)
                    {
                        printf("\t%-3d",M.data[q].v);
                        break;
                    }
                }
                if(q>M.tu)printf("\t%-3d",a);
    
            }
            printf("\n");
    
        } 
    
        printf("------------------------------------------------------------\n");
        printf("------------------------------------------------------------\n");   
        printf("\n");
    }
    
    //******** 加法运算 **********//
    void add(TSMastrix A,TSMastrix B)               
    {
     int n,k;
     if(A.mu!=B.mu||A.nu!=B.nu)
     { printf("\n    不满足两个矩阵相加条件!"); 
         printf("\n 需要满足两矩阵的行数、列数均各自相等方可经行减法运算！！");
     }
      else  {for(n=1;n<=A.tu;n++)
              for(k=1;k<=B.tu;k++)                 /*将矩阵T的非零元接至M中*/
         {if(A.data[n].i==B.data[k].i&&A.data[n].j==B.data[k].j)
                           {A.data[n].v+=B.data[k].v;
                            B.data[k].v=0;}
            }
                for(k=1;k<=B.tu;k++)
        if(B.data[k].v!=0)
        {A.data[A.tu+1].i=B.data[k].i;
         A.data[A.tu+1].j=B.data[k].j;
         A.data[A.tu+1].v=B.data[k].v;
         A.tu++;   
        }
      print(A);
         }
    }
    //******* 减法运算 *********//
    
    void sub(TSMastrix A,TSMastrix B)              
    {int n,k;
     if(A.mu!=B.mu||A.nu!=B.nu)
     { printf("\n 不满足两个矩阵相减条件!"); 
         printf("\n 需要满足两矩阵的行数、列数均各自相等方可经行减法运算！！");
     }
      else{
         for(n=1;n<=A.tu;n++)
             for(k=1;k<=B.tu;k++)                  /*将矩阵T的非零元接至M中*/
        {
        if(A.data[n].i==B.data[k].i&&A.data[n].j==B.data[k].j)
                           {A.data[n].v-=B.data[k].v;
                            B.data[k].v=0;}
        }
                for(k=1;k<=B.tu;k++)
        if(B.data[k].v!=0)
        {A.data[A.tu+1].i=B.data[k].i;
         A.data[A.tu+1].j=B.data[k].j;
         A.data[A.tu+1].v=-B.data[k].v;
         A.tu++;}
                print(A); 
      }  
    }
    
     //****** 乘法运算 *******// 
    
    void mult(TSMastrix A,TSMastrix B)               
    {int z,n1,k1,n2,k2,s,sum,count=0;
     TSMastrix Z;
     int b1[100][100],b2[100][100],b3[100][100];
     if(A.nu!=B.mu)printf("矩阵的行数与列数不像等，不能进行相乘运算！");
     else{
       Z.mu=A.mu;
          Z.nu=B.nu;
       for(n1=1;n1<=A.mu;n1++)                        /*初始化为零*/
        for(k1=1;k1<=A.nu;k1++){b1[n1][k1]=0;}
          for(n1=1;n1<=A.mu;n1++)
        for(k1=1;k1<=A.nu;k1++){b2[n1][k1]=0;}
          for(n1=1;n1<=A.tu;n1++)                     /*装载三元组数据*/
       {b1[A.data[n1].i][A.data[n1].j]=A.data[n1].v;}
       for(n1=1;n1<=B.tu;n1++)
       {b2[B.data[n1].i][B.data[n1].j]=B.data[n1].v;}
    
       for(n1=1;n1<=Z.mu;n1++)
       { for(k2=1;k2<=Z.nu;k2++)
            {
          sum=0;
             for(k1=1;k1<=Z.nu;k1++)
       {
        sum+=b1[n1][k1]*b2[k1][k2];
       }
       if(sum!=0)
         {count++;
          Z.data[count].i=n1;
                   Z.data[count].j=k2;
                Z.data[count].v=sum;
                   Z.tu=count;
                  }
            }                 
         }
        print(Z);
     }
    }
    //****** 输出计算结果 ********//
    
    void print(TSMastrix A)                             
    {int q,n,k,a=0;
    system("cls");
     printf("\n\n经过稀疏矩阵运算器运算，所得结果为：\n");
    printf("------------------------------------------------------------\n");
    printf("------------------------------------------------------------\n");
     for(n=1;n<=A.mu;n++)
     {
      for(k=1;k<=A.nu;k++)
           {
       for(q=1;q<=A.tu;q++)
       {if(A.data[q].i==n&&A.data[q].j==k){printf("\t%-3d",A.data[q].v);break;}
          }
       if(q>A.tu)printf("\t%-3d",a);   
        }
      printf("\n");
     } 
     printf("------------------------------------------------------------\n");
     printf("------------------------------------------------------------\n");
     }
    //*********** 菜单 *********//
    
    char menu()                                          
    {
     char n;
     printf("                                                                                \n");
     printf("                 稀疏矩阵运算器                                     \n");
     printf("******************************************************************\n");
     printf("*                0: 输出矩阵                                      *\n");
     printf("*                1:两个矩阵相加                                    *\n");
     printf("*                2:两个矩阵相減                                    *\n");
     printf("*                3:两个矩阵相乘                                    *\n");
     printf("*                4:重新创建矩阵                                    *\n");
     printf("*                5:成功安全退出                                    *\n");
    printf("********************************************************************************\n");
     printf("\n\n\n                        请选择你需要的操作: ");
     n=getchar();
     return n;
    }