C矩阵简单的计算器.docx
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C矩阵简单的计算器
C++课程设计
---矩阵简单的计算器
一、设计目的
1、熟练掌握和运用c++编写程序代码的能力。
2、初步了解输入、建立并输出矩阵以及矩阵加法、减法、乘法、赋值和转置的算法设计。
3、掌握基本的运算符重载函数的书写。
4、掌握静态数据成员和静态成员函数的具体声明和实现,体会它们的特殊作用。
5、掌握并体会动态内存分配的实际应用。
6、运用简单的循环实现简单的菜单程序。
二、总体设计
(1)UML图
Matrix
+Matrix(intl:
int,w:
int,n:
int*)
+Matrix()
+Matrix(jz:
Matrix&)
+setnum(l:
int,w:
int):
void
+operator+(constjz:
Matrix&):
Matrix
+operator-(constjz:
Matrix&):
Matrix
+operator*(constjz:
Matrix&):
Matrix
+zhuanzhi():
Matrix
+show():
void
+~Matrix()
<
int
voidgetmn(int&m,int&n)
-num:
int*
-length:
int
-width:
int
-flag:
int=0
(2)流程图
三、详细设计
(1)类中的函数功能及实现
1、有参数的构造函数Matrix(intl,intw,int*n);
实现:
Matrix:
:
Matrix(intl,intw,int*n)
{
length=l;
width=w;
num=newint[length*width];
int*p=num;
for(inti=0;i { *p++=*n++; } } 说明: 为有参数的对象变量初始化。 2、无参构造函数(默认形式的构造函数)Matrix() 实现: Matrix: : Matrix() { length=1; width=1; num=newint (1); } 说明: 为无参数的对象进行初始化。 3、矩阵的拷贝构造函数Matrix: : Matrix(Matrix&jz) 实现: Matrix: : Matrix(Matrix&jz) { length=jz.length; width=jz.width; num=newint[length*width]; for(inti=0;i { *(num+i)=*(jz.num+i); } } 目的: 用已存在的对象jz去初始化新建立的对象。 4、矩阵输入函数voidMatrix: : setnum(intl,intw) 实现: voidMatrix: : setnum(intl,intw) { length=l; width=w; if(l==0||w==0) { cout<<"矩阵行列不能为0"< return; } else { delete[]num; num=NULL; num=newint[length*width];//开辟length*width大小的空间 int*p=num; cout< "< for(inti=0;i { cout<<"请输入第"< "< for(intj=0;j { cout<<"第"< "; cin>>*(p+i*width+j); } } } } 说明: 矩阵输入函数主要读进去需要进行计算的原始矩阵,要注意的是矩阵的行列数不能为1,所以应该用选择语句排除一行一列的矩阵出现。 首先用动态内存分配,给要录入的矩阵开辟需要录入的空间length*width。 然后运用循环语句,将矩阵的每个元素录入。 5、加运算符重载函数MatrixMatrix: : operator+(constMatrix&jz) 实现: MatrixMatrix: : operator+(constMatrix&jz) { if(length==jz.length&&width==jz.width) { flag=1; int*n=newint[length*width]; for(inti=0;i { *(n+i)=*(num+i)+*(jz.num+i); } Matrixtemp(length,width,n); if(length*width>1) { delete[]n; } else { deleten; } returntemp; } else { Matrixtemp; flag=0; returntemp; } } 说明: 加法运算符重载为类的成员函数,可以通过类的每个对象访问重载的运算符。 加法矩阵运算,要求两个矩阵的行列数分别相等。 6、减法运算符重载函数MatrixMatrix: : operator-(constMatrix&jz) 实现: MatrixMatrix: : operator-(constMatrix&jz) { if(length==jz.length&&width==jz.width) { flag=1; int*n=newint[length*width]; for(inti=0;i { *(n+i)=*(num+i)-*(jz.num+i); } Matrixtemp(length,width,n); if(length*width==1) { deleten; } else { delete[]n; } returntemp; } else { flag=0; Matrixtemp; returntemp; } } 说明: 减法运算符重载为类的成员函数,可以通过类的每个对象访问重载的运算符。 减法矩阵运算,也要求两个矩阵的行列数分别相等。 7、乘法运算符重载函数MatrixMatrix: : operator*(constMatrix&jz) 实现: MatrixMatrix: : operator*(constMatrix&jz) { if(width==jz.length) { flag=1; int*n=newint[length*jz.width]; inti=0; intj=0; intt=0; for(i=0;i { for(j=0;j { *(n+i*jz.width+j)=0; } } for(i=0;i { for(j=0;j { for(t=0;t { *(n+i*jz.width+t)+=*(num+i*width+j)**(jz.num+j*jz.width+t); } } } Matrixtemp(length,jz.width,n); if(length*jz.width==1) { deleten; } else { delete[]n; } returntemp; } else { flag=0; Matrixtemp; returntemp; } } 说明: 矩阵乘法要求第一个矩阵的列数等于第二个矩阵的行数。 8、赋值运算符重载函数MatrixMatrix: : operator=(constMatrix&jz) 实现: MatrixMatrix: : operator=(constMatrix&jz) { if(width*length==1) { deletenum; } else { delete[]num; } flag=1; length=jz.length; width=jz.width; num=newint[jz.length*jz.width]; for(inti=0;i { for(intj=0;j { *(num+i*width+j)=*(jz.num+i*jz.width+j); } } return*this; } 说明: 实际上为矩阵的简单拷贝。 8、转置函数MatrixMatrix: : zhuanzhi() 实现 MatrixMatrix: : zhuanzhi() { flag=1; int*n=newint[length*width]; for(inti=0;i { for(intj=0;j { *(n+j*length+i)=*(num+i*width+j); } } Matrixtemp(width,length,n); if(length*width==1) { deleten; } else { delete[]n; } returntemp; } 说明: 实现矩阵的转置。 9、显示结果函数voidMatrix: : show() 实现 voidMatrix: : show() { if(length*width! =0) { for(inti=0;i { cout.width(5); cout<<*(num+i); if((i+1)%width==0) { cout< } } } } 说明: 显示矩阵的各元素和格式。 10、析构函数析构函数Matrix: : ~Matrix() 实现: Matrix: : ~Matrix() { if(length*width==1) { deletenum; } else { delete[]num; } } 说明: 通过析构函数删除所分配的内存。 11、提示输入矩阵行列数的函数voidgetmn(int&m,int&n) 实现: voidgetmn(int&m,int&n) { while (1) { cout<<"请输入矩阵维数: "< cout<<"行数: "; cin>>m; cout<<"列数: "; cin>>n; if(m>0&&n>0) { return; } } } 说明: 用来提示用户输入矩阵的各元素。 (2)主函数中的书写 1、主函数中首先用矩阵类Matrix定义要计算的矩阵对象,j1与j2的运算结果是j3。 2、运用switch语句实现一个选择菜单,按照菜单提示来选择相应要进行的运算功能。 3、在选择一个要进行的运算后,用getmn()函数获取输入提示;再书写要进行的功能运算式,当静态函数getflag()==1时,说明可以进行运算;然后执行if条件句,分别输出要进行运算矩阵j1和j2运算结果j3;当执行完switch语句一个选择分支功能后就break跳出该条件句。 4、用while语句进行整个switch语句实现的菜单一个选择循环,当输入要运算功能的选择字符时,while语句执行。 输入Q时退出矩阵计算器。 四、调试与测试 1、本程序中函数模块相对独立,可以进行单个运算符重载函数的书写极其测试,将每种重载运算符函数写好,并且测试成功后再进行合并到一个类中,这样感觉会很清晰的写完这个相对比较大的程序。 2、给要计算的矩阵开辟空间,最后一定要用析构函数进行空间的释放,要不程序再运行几次后可能会因为内存不足而不能运行。 五、源程序清单 详见矩阵简单的计算器.cpp(请单击) 六、程序结果 以下通过截图显示清晰的矩阵简单的计算器功能。 1、矩阵加法运算: 2、矩阵减法运算: 3、矩阵乘法运算: 4、矩阵赋值运算: 5、矩阵转置运算: 6、退出矩阵: 七、感想 感谢老师让我们有机会亲自运用C++知识实践这个简单的程序,成功之后的喜悦让我们觉得有信心把这门课学的更好!
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