C++课程设计_矩阵运算

矩阵运算系统的研究与设计

摘要

矩阵运算系统是一个数据运算系统，程序主要包括矩阵的基本数据成员，矩阵运算成员函数，以及矩阵系统界面等，实现矩阵的运算和文件读入和输出操作等。

本系统用C++语言开发，包含了矩阵的最基本数据成员，其中有矩阵的维数和矩阵的个元素。类中实现了判断矩阵维数相等，是否可以相乘，是否为空矩阵等判断功能函数。以及矩阵加法、减法、乘法、转置、求矩阵行列式、矩阵余子式等运算功能。除了基本的矩阵运算功能以外，还包含了对于文件的读写，实现了更方便的读入和输出的功能。

本系统可以先用来实现对于矩阵的各种运算，可实现在控制台和文件中的读入与输出，且可以在用户指定的位置就行输入输出操作。实现了系统更方便的使用。

另外使用了system应用，更改了控制台背景颜色，使得系统更加美观。

关键词：

矩阵运算，运算符重载，文件操作，修改控制台背景颜色。

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目录

1.题目内容及要求 ...................................................................................................................3

1.2功能要求： .................................................................................................................3 1.2其他要求： .................................................................................................................3 2.设计思路 ..............................................................................................................................4

2.1文件的分配： .............................................................................................................4 2.3类的实现： .................................................................................................................4 2.4矩阵运算功能实现： ...................................................................................................5 2.5扩展功能实现： ..........................................................................................................6 2.6主函数编写： .............................................................................................................6 3.具体实现 ..............................................................................................................................9

3.1程序开头包含所需要使用到的头文件： .......................................................................9 3.2类的定义： .................................................................................................................9 3.3menu_use函数 ........................................................................................................... 10 3.4menu_i()函数 ............................................................................................................. 10 3.5menu_0()函数............................................................................................................. 10 3.6main函数 .................................................................................................................. 10 4运行调试与分析讨论 .......................................................................................................... 11 5.设计体会与小结 ................................................................................................................. 13

5.1遇到的问题： ........................................................................................................... 13 5.2自身所提高和学习到的能力： ................................................................................... 13 6.参考文献 ............................................................................................................................ 14

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1.题目内容及要求

1.1基本要求：

编写矩阵类--封装矩阵的运算（加、减、乘、转置、...）； 每个运算用一个方法实现

1.2功能要求：

1. 用C++面向对象的思想编写矩阵类。 2. 编写矩阵类实现矩阵的运算。

1.2其他要求：

1. 源程序应当加注释。以便于阅读。 2. 采用文本菜单界面。 3. 可自行设计增加新模块。 4. 写出课程设计报告。

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2.设计思路

2.1文件的分配：

编写了三个文件，一个头文件，两个cpp文件。 头文件包含类的定义和声明以及所要用到的头文件 一个cpp文件编写类的具体实现

一个cpp文件实现主函数，即程序面板的功能

2.2任务分配：

小组共五人，任务分配如下：

1负责编写matrix类，以及主函数的实现。即matrix.h文件和main.cpp文件的编写。其他人负责matrix.cpp文件的编写。即类的实现。

2负责编写matrix类输入和输出部分模块，包括屏幕输入输出和文件输入输出。 3负责编写matrix类的加法和减法功能，实现“+”号和“-”号的重载。

4负责编写matrix类的乘法和转置功能，实现“*”号的重载，和trans友元函数。 5负责编写matrix类的求行列式和余子式功能，实现det友元函数和类的left成员函数。

2.3类的实现：

根据设计要求，需要先设计一个最基本的矩阵结构，用来保存矩阵的维数，以及矩阵的每个值，将这些数据设计为矩阵类的私有成员数据，防止外部程序篡改矩阵的值，导致程序运行错误。

矩阵的维数用两个整形数据保存，命名为m和n，然后使用double类型的arr数组用来保存数组的每个值。

类的代码如下：

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class matrix { private:

int m; int n;

double arr[MAXN][MAXN];

public:

matrix();

//构造函数

//构造函数2 //通过键盘输入; //通过文件输入

matrix(double); void scr_set(); void fil_set(); void scr_show();

//在屏幕上输出矩阵;

//在文件中输出矩阵 //判断是否为方阵; //是否同型;

//判断矩阵是否可相乘

friend void fil_show(); int issquare();

friend int homotype(matrix,matrix);

friend int multipliable(matrix,matrix); matrix operator +(matrix other); matrix operator -(matrix other); matrix operator *(matrix other); friend matrix trans(matrix); friend double det(matrix); matrix left(int x,int y);

//矩阵相加,对加号重载; //矩阵机减,对减号重载; //矩阵相乘,对乘号重载; //矩阵转置 //求方阵的行列式;

//求元素arr[x][y](x,y

从0开始)的余子式; };

2.4矩阵运算功能实现：

矩阵需要实现各种运算，则应该分别设计矩阵类的成员函数实现矩阵的各种运算功能。如加减乘和数的加减乘很有相似性，可使用运算符重载来实现。运算符重载，就是对已有的运算符重新进行定义，赋予其另一种功能，以适应不同的数据类型。运算符重载的声明方式与方法的声明方式相同，但operator关键字告诉编译器，它

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