Программа, реализующая тип данных «вещественная матрица»

Федеральное агентство Российской Федерации по образованию ГОУ ВПО «Тульский государственный университет»

Кафедра электронных вычислительных машин Лабораторная работа № 1

Языки программирования. «Классы»

Выполнил: студент группы 230 701

Гребецкая Е.В.

Проверил: Савин Н.И.

Тула 2010

Задание

Реализовать класс «вещественная матрица», который позволяет осуществлять основные операции с вещественными прямоугольными матрицами.

Техническое задание

Написать программу, реализующую тип данных «вещественная матрица» и работу с ними. Класс должен реализовывать следующие операции над матрицами:

* сложение, вычитание, умножение, деление (+, -, *, /)

* операции сравнения на равенство/неравенство;

* операции вычисления транспонированной матрицы

Требования к разработке

Microsoft Visual Studio 2008 или новее.

Наличие версий операционной системы Microsoft Windows 98, Windows (Me), Windows 2000, Windows ХР, Windows Vista, Windows 7.

Требования к эксплуатации

Microsoft Windows 98/Me/2000/ХР/Vista/7.

Технические характеристики

Время и эффективность работы программы зависит от эксплуатационных характеристик пользователя.

Эксплуатационные характеристики

Для того чтобы программа работала быстро и эффективно не требуется мощных компьютеров и современных операционных систем. Ниже приведены минимальные параметры компьютера, которые нужны для работы:

· Центральный процессор: Intel Pentium 166 MHz (рекомендуется P2 400 MHz)

· Оперативная память: 128 Mb (рекомендуемая 256 Mb)

· Памяти на жестком диске: 1 Мб.

· Монитор с разрешением VGA и выше

Входные параметры:

элементы матрицы вводятся с клавиатуры

Выходные параметры:

Вывод в консоль результата выполнения программы.

Теоретические положения

транспонированная вещественная матрица

Справка по программным методам

Класс-это производный структурированный тип, введенный программистом на основе уже существующих типов. Механизм классов позволяет создавать типы в полном соответствии с принципами абстракции данных, т. е класс задает некоторую структурированную совокупность типизированных данных и позволяет определить набор операций над этими данными. Простейшим образом класс можно определить с помощью инструкции:

Ключ_класса имя_класса {список_компонентов};

где ключ_класса — одно из служебных слов class, struct, union, имя_класса — произвольно выбираемый разработчиком идентификатор, список_компонентов — определения и описания типизированных данных и принадлежащих классу функций.

Конструктор — специальная функция класса, которая вызывается автоматически при создании объекта типа класса. Имя конструктора совпадает с именем класса, не возвращает никакого результата, даже void. Компилятор гарантирует единственный вызов конструктора для одного объекта.

Деструктор — специальная функция класса, которая вызывается автоматически при уничтожении объекта. Имя деструктора совпадает с именем класса, перед которым ставится символ «~». Компилятор гарантирует единственный вызов деструктора для одного объекта. Деструктор не может иметь параметров и поэтому не может быть перегружен.

При создании автоматической переменной деструктор вызывается автоматически при выходе из области видимости, то есть за рамки блока, в котором определена переменная. Для динамических переменных дела обстоят совсем по-другому, для освобождения занятой памяти используется оператор delete, который и вызывает деструктор.

Справка по математическим методам:

Прямоугольная матрица — математический элемент, в котором в виде таблицы записываются числа, называемые элементами матрицы, которые образую т прямоугольную область. Элементы, расположенные в ряд по горизонтали, называются строками матрицы, по вертикали — столбцами матрицы.

Действия с матрицами:

· Сложение: сложение матриц происходит поэлементно, например, элемент a11 складывается с элементом b11, a21 с b21 и т. д.

· Вычитание происходит поэлементно, аналогично сложению.

· Умножение матриц:

Произведением матрицы размером на матрицу размером называется матрица размером у которой:

· Транспонирование матрицы:

· Сравнение матриц: если элементы одной матрици равны элементам другой матрицы, то матрицы равны.

Алгоритмические положения

В данной программе имеется файл matrix. cpp в котором в секции private представлены типы размеров матрицы и указателей, а в секции public констуктор класса, а также представлены функции, которые будут осуществляться при работе с этим классом.

Сначала срабатывает конструктор, выделяющий память под указатели и элементы.

Matrix:Matrix (int n, int m)

{int i, j;

Matrix:n=n;

Matrix:m=m;

a=new double*[n]; // выделение памяти под указатели

for (i=0;i

a[i]=new double[m]; // выделение памяти под элемент

c=new double*[n];

for (int i=0; i

c[i]=new double[m];

— числа, однако число строк и число столбцов должно совпадать с прописанными в закрытой секции m и n.

{puts («nВведите элементы матрицы:»);

for (i=0;i

for (j=0;j

{cout<<" a[" <<" ][" <<" ]=";

cin>>a[i][j]; }

cout<

Программная реализация

Тестирование

При тестировании программы выполнение программы прошло успешно.

Приложение

Код программы

#include «stdafx.h»

#include

using namespace std;

class Matrix{

private:

int n, m;

//размеры матрицы

double **a, **c;

// указатели

public:

Matrix:Matrix (int n, int m)

{int i, j;

Matrix:n=n;

Matrix:m=m;

a=new double*[n]; // выделение памяти под указатели

for (i=0;i

a[i]=new double[m]; // выделение памяти под элемент

c=new double*[n];

for (int i=0; i

c[i]=new double[m];

// Заполнение массива элементами с клавиатуры

{puts («nВведите элементы матрицы:»);

for (i=0;i

for (j=0;j

{cout<<" a[" <<" ][" <<" ]=";

cin>>a[i][j]; }

cout<

Matrix:~Matrix ()

{for (int i=0;i

delete []a[i]; // освобождение памяти

delete []a;};

//Операция присваивания

Matrix &Matrix:operator =(const Matrix &A)

{for (int i=0; i

for (int j=0; j

a[i][j]=A.c[i][j];

return *this;}

//Сложение матриц

Matrix & Matrix: operator +(Matrix &A)

{for (int i=0; i

for (int j=0; j

c[i][j]=a[i][j]+A.a[i][j];

return *this;}

//Вычитание матриц

Matrix & Matrix: operator -(Matrix &A)

{for (int i=0; i

for (int j=0; j

c[i][j]=a[i][j]-A.a[i][j];

return *this;}

// Умножение матриц

Matrix & Matrix: operator *(Matrix &A)

{

double s=0;

for (int i=0;i

{

int z=0;

while (z

{

c[i][z]=0;

for (int j=0;j

{

s=GetI (i, j)*A.GetI (j, z);

c[i][z]+=s;

}

z++;

}

}

return *this;

}

//Сравнение матриц

Matrix & Matrix: operator ==(Matrix &A)

{int f=0;

for (int i=0; i

{for (int j=0; j

if (a[i][j]≠A.a[i][j]){ cout<<" nМатрицы не равныn" ;f=1; break;}

if (f==1) break;}

if (f==0) cout<<" nМатрицы равныn" ;

return *this;}

//Транспонирование матрицы

void Matrix: Transp ()

{c=new double*[m];

for (int i=0;i

c[i]=new double[n]; // захват памяти под элемент

for (int i=0; i

for (int j=0; j

c[j][i]=a[i][j];

for (int i=0;i

delete []a[i]; // освобождение памяти

delete []a;

a=new double*[m];

for (int i=0;i

a[i]=new double[n]; // захват памяти под элемент

for (int i=0; i

for (int j=0; j

a[i][j]=c[i][j];

Matrix:n=m;

Matrix:m=n;

};

void main ()

{}