11488

Hазработка программы транспонирование матрицы

Курсовая

Информатика, кибернетика и программирование

Курсовая работа По дисциплине технология программирования На тему разработка программы транспонирование матрицы. Содержание Введение Общая информация о языке программирования С матрицы транспонирование матрицы Постановка задачи Метод реше

Русский

2013-04-08

364 KB

77 чел.

Курсовая работа

По дисциплине «технология программирования»

На тему «разработка программы транспонирование матрицы».

Содержание

Введение

Общая информация о языке программирования С++ матрицы

транспонирование матрицы

  1.  Постановка задачи
  2.  Метод решения задачи
  3.  Алгоритм работы программы
  4.  Работа программы
  5.  Листинг-программа

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Общая информация о языке программирования С++

С++ в настоящее время считается господствующим языком, используемым для разработки коммерческих программных продуктов. В последние годы это господство слегка поколебалось вследствие аналогичных претензий со стороны такого языка программирования, как Java, но маятник общественного мнения качнулся в другую сторону, и многие программисты, которые бросили С++ ради Jаvа, в последнее время поспешили вернуться к своей прежней привязанности. В любом случае эти два языка настолько похожи, что, изучив один из них, вы автоматически осваиваете 90% другого.

С# — это новый язык, разработанный Мiсгоsоft для сетевой платформы. По существу С# является разновидностью С++, и несмотря на ряд принципиальных отличий, языки С# и С++ совпадают примерно на 90%. Вероятно, пройдет немало времени, прежде чем язык С# составит серьезную конкуренцию языку С++; но даже если это и произойдет, то знание языка С++ окажется существенным преимуществом.

С++ является языком программирования общего назначения. Естественная для него область применения - системное программирование, понимаемое в широком смысле этого слова. Кроме того, С++ успешно используется во многих областях приложения, далеко выходящих за указанные рамки. Реализации С++ теперь есть на всех машинах, начиная с самых скромных микрокомпьютеров - до самых больших супер-ЭВМ, и практически для всех операционных систем.

Возникновение и эволюция языка C++

   Бьерн Страуструп является разработчиком языка С++ и создателем первого транслятора. Он - сотрудник научно-исследовательского вычислительного центра AT&T Bell Laboratories в Мюррей Хилл (Нью-Джерси, США). Он получил звание магистра математики и вычислительной техники в университете г. Аарус (Дания), а докторское звание по вычислительной технике в кэмбриджском университете (Англия). Он специализируется в области распределенных систем, операционных систем, моделирования и программирования. Вместе с М. А. Эллис он является автором полного руководства по языку С++ - "Руководство по С++ с примечаниями".

   Безусловно С++ многим обязан языку С [8], который сохраняется как его подмножество. Сохранены и все свойственные С средства низкого уровня, предназначенные для решения самых насущных задач системного программирования. С, в свою очередь, многим обязан своему предшественнику языку BCPL [13]. Комментарий языка BCPL был восстановлен в С++.  Еще одним источником вдохновения был язык SIMULA-67 [2,3]; именно из него была заимствована концепция классов (вместе c производными классами и виртуальными функциями).   Возможность в С++ перегрузки операций и свобода размещения описаний всюду, где может встречаться оператор, напоминают язык Алгол-68 [24].

   Более ранние версии языка, получившие название "С с классами" [16], использовались, начиная с 1980 г. Этот язык возник потому, что автору потребовалось написать программы моделирования, управляемые прерываниями. Язык SIMULA-67 идеально подходит для этого, если не учитывать эффективность. Язык "С с классами" использовался для больших задач моделирования. Строгой проверке подверглись тогда возможности написания на нем программ, для которых критичны ресурсы времени и памяти. В этом языке недоставало перегрузки операций, ссылок, виртуальных функций и многих других возможностей.  Впервые С++ вышел за пределы исследовательской группы, в которой работал автор, в июле 1983 г., однако тогда многие возможности С++ еще не были разработаны.

   Название С++ (си плюс плюс) , было придумано Риком Маскитти летом 1983 г. Это название отражает эволюционный характер изменений языка С. Обозначение ++ относится к операции наращивания С. Чуть более короткое имя С+ является синтаксической ошибкой. Кроме того, оно уже было использовано как название совсем другого языка. Знатоки семантики С находят, что С++ хуже, чем ++С. Язык не получил названия D, поскольку он является расширением С, и в нем не делается попыток решить какие-либо проблемы за счет отказа от возможностей С. Еще одну интересную интерпретацию названия С++ можно найти в приложении к [12].

   Изначально С++ был задуман для того, чтобы автору и его друзьям не надо было программировать на ассемблере, С или других современных языках высокого уровня. Основное его предназначение - упростить и сделать более приятным процесс программирования для отдельного программиста.  До недавнего времени не было плана разработки С++ на бумаге. Проектирование, реализация и документирование шли параллельно. Никогда не существовало "проекта С++" или "Комитета по разработке С++". Поэтому язык развивался и продолжает развиваться так, чтобы преодолеть все проблемы, с которыми столкнулись пользователи. Толчками к развитию служат также и обсуждения автором всех проблем с его друзьями и коллегами.

   С момента выхода в свет первого издания этой книги язык С++ подвергся существенным изменениям и уточнениям. В основном это касается разрешения неоднозначности при перегрузке, связывании и управлении памятью. Вместе с тем, были внесены незначительные изменения с целью увеличить совместимость с языком С. Были также введены некоторые обобщения и существенные расширения, как то: множественное наследование, функции-члены со спецификациями static и const, защищенные члены (protected), шаблоны типа и обработка особых ситуаций. Все эти расширения и доработки были нацелены на то, чтобы С++ стал языком, на котором можно создавать и использовать библиотеки. Все изменения описываются в [10,18,20,21 и 23].  

Другие расширения, введенные за период между 1985 и 1991 г.г. (такие как множественное наследование, статические функции-члены и чистые виртуальные функции), скорее появились в результате обобщения опыта программирования на С++, чем были почерпнуты из других языков.

Сделанные за эти шесть лет расширения языка прежде всего были направлены на повышение выразительности С++ как языка абстракции данных и объектно-ориентированного программирования вообще и как средства для создания высококачественных библиотек с пользовательскими типами данных в частности.

Примерно в 1987 г. стало очевидно, что работа по стандартизации С++ неизбежна и что следует незамедлительно приступить к созданию основы для нее [22].  

Фирма AT&T Bell Laboratories внесла основной вклад в эту работу. Около ста представителей из порядка 20 организаций изучали и комментировали то, что стало современной версией справочного руководства и исходными материалами для ANSI по стандартизации. С++. Наконец, по инициативе фирмы Hewlett-Packard в декабре 1989 г. в составе ANSI был образован комитет X3J16. Ожидается, что работы по стандартизации С++ в ANSI (американский стандарт) станут составной частью работ по стандартизации силами ISO (Международной организации по стандартизации).

С++ развивался одновременно с развитием некоторых фундаментальных классов.

Матрица

Матрица — математический объект, записываемый в виде прямоугольной таблицы элементов кольца или поля (например, целых или комплекс- ных чисел), которая представляет собой совокупность строк и столбцов, на пересечении которых находятся её элементы. Количество строк и столбцов матрицы задают размер матрицы. Хотя исторически рассматривались, например, треугольные матрицы, в настоящее время говорят исключительно о матрицах прямоугольной формы, так как они являются наиболее удобными и общими.

Матрицы широко применяются в математике для компактной записи систем линейных алгебраических или дифференциальных уравнений. В этом случае, количество строк матрицы соответствует числу уравнений, а количество столбцов — количеству неизвестных. В результате, решение систем линейных уравнений сводится к операциям над матрицами.

Матрицы допускают следующие алгебраические операции:

  •  сложение матриц, имеющих один и тот же размер;
  •  умножение матриц подходящего размера (матрицу, имею- щую n столбцов, можно умножить справа на матрицу, имеющую n строк);
  •  умножение матрицы на элемент основного кольца или поля (т. н. скаляр).

Относительно сложения матрицы образуют абелеву группу; если же рассматривать ещё и умножение на скаляр, то матрицы образуют модуль над соответствующим кольцом (векторное пространство над полем). Множество квадратных матриц замкнуто относительно матричного умножения, поэтому квадратные матрицы одного размера образуют ассоциативное кольцо с единицей относительно матричного сложения и матричного умножения.

Матрица представляет собой матрицу некоторого линейного оператора: свойства матрицы соответствуют свойствам линейного оператора. В частности, собственные числа матрицы — это собственные числа оператора, отвечающие соответствующим собственным векторам.

В математике рассматривается множество различных типов и видов матриц. Таковы, например, единичнаясимметричная, кососимметричная, верхнетреугольная (нижнетреугольная) и т. п. матрицы.

Особое значение в теории матриц занимают всевозможные нормальные формы, то есть канонический вид, к которому можно привести матрицу заменой координат. Наиболее важной (в теоретическом значении) и проработанной является теория жордановых нормальных форм. На практике, однако, используются такие нормальные формы, которые обладают дополнительными свойствами, например, устойчивостью

Транспонирование матрицы

Транспонированная матрица получается из исходной путем замены строк столбцами c одинаковыми номерами.

Простая операция, не требующая дополнительных пояснений. Однако для наглядности приведем пример транспонированной матрицы:

Так для матрицы А

Транспонированная будет иметь вид:

Транспонирование матрицы

Задание: транспонировать матрицу любого размера.

Для транспонирования матрицы возьмем матрицу. Размер матрицы будет:

6 – строк;

6 - столбцов.

Для получения ответа нам необходимо заменить строки столбцами и столбцы сроками.

Ответ:

Постановка задачи

Разроботать программу, которая будет транспонировать матрицы любого размера.

Метод решения задачи

Программа будет иметь консольный вид. Изначально, при запуске программы, будет выходить интерфейс, в котором ясно написано что следует делать для преобразования матриц способом транспонирования. В конце своей работы программа транспонирует матрицу заданную пользователем. При завершении программы стоит нажать клавишу «Enter», после чего программа завершит свою работу.

Алгоритм работы программы (блок-схема)

Работа программы (скриншоты)

Интерфейс или главное меню программы выглядит так: (Рис 1)

Рис 1

Размерность указывается цифрами.

Вводим, размерность к примеру «6». После чего вам необходимо вводить числа, для заполнения матрицы. (Рис 2)

Рис 2

Теперь цифрами заполняем матрицу(Рис 3)

Рис 3

Проверка:

Проверка в ручную не требуется.

Нажимаеи на любую клавишу. Затем выходим из программы.

Для выхода нажимаем клавишу «q» или «enter» и выходим из программы.

Листинг-программа

#include <iostream>

#pragma hdrstop

#pragma argsused

#include <stdlib.h>

#include <time.h>

#include <iomanip>

#include <conio.h> //для подключения getch()

using namespace std;

int main()

{    int i,j;

   srand(time(NULL));

   int razm=0;

   int mas[100][100];

   const x=-999;

   const y=999;

cout <<"Programma Transponirovanya Matric"<<endl;

cout <<"Vvedite razmernost' matrici (Naprimer:2;3;4):";

cin >> razm;

while (razm==0 || razm==1)

 

 {

  cout <<"Razmer matrici doljen bit' ne menee 2-x!!!"<<endl;

  cout <<"Vvedite razmernost' matrici (Naprimer:2;3;4):";

  cin >> razm ;

 }

 

cout <<"Zapolnite Matricy"<<endl;

   for (i=1; i<=razm; i++)

      for (j =1; j<=razm; j++)

      

        {

          cout<<"M "<<i<<" "<<j<<":";

          cin >> mas[i][j];

           if (mas[i][j]<x || mas[i][j]>y)

            

            {

              mas[i][j]=0;

             }

             

         }

         

 cout << endl << "*********" << endl;

 cout << endl << "Ishodnaya Matrica:" << endl;

   for (i =1; i <=razm; i++)

   

   {

       for (j =1; j <=razm; j++)

       

       {

           cout << setw(2) << mas[i][j] << " ";

           if ((j)%razm==0)

           {

               cout << endl;

               }

           }

    

       }

   cout << endl << "*********" << endl;

   cout << endl << "Transponirovannaya Matrica:" << endl;

   for (i =1; i <=razm; i++)

   

   {

       for (j =1; j <=razm; j++)

       

       {

           cout << setw(2) << mas[j][i] << " ";

           if ((j)%razm==0)

           {

               cout << endl;

               }

           }

       }

system("pause");

 getch();

         return 0;

}

Заключение.

В ходе выполнения курсовой работы была получена работоспособная программа, удовлетворяющая начальному заданию.

Теперь мы можем легко пользоваться данной программой. Транспонирование матрицы с помощью программы гораздо проще, чем в ручную. Данная программа может транспонировать матрицу больших размеров за несколько секунд.

В ходе разработке были проанализированы и использованы следующие технологии:

1) Str

2) массивы;

3) Циклы;

4) Структура выбора;

В качестве дальнейшего совершенствования программы представляется возможным, что бы при вводе матрицы строилась сразу матрица.

Список использованной литературы

  •  Дейтел Как программировать на с++
  •  http://ru.wikipedia.org/


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

54483. WORLD MUSIC 53 KB
  Nowadays many people enjoy music as their hobby. Thanks to this fact you can make many new friends, you can exchange cd’s, records, listen to music together and visit different concerts. For my person, music plays more important role in life than good pastime. It is something, which helps me to be in a good mood, understand different things and remove from tension. Music brings me pleasure and keen delight and fills my life with great expectations of joy and happiness.
54484. Музика охоплює весь світ 45 KB
  Мета: активізувати та розширити знання учнів про економіку країн, які є Батьківщиною видатних композиторів світу, узагальнити знання учнів про композиторів – класиків кінця 17 – початку 20 століття, розвивати навички самостійної роботи з інформаційним матеріалом, навички зв’язного мовлення, вчити співвідносити знання з різних галузей науки та мистецтва, виховувати культуру поведінки, формувати потребу сприймати та виконувати високохудожні музичні твори, виховувати інтерес до знань, залучати учнів до проведення нестандартних типів уроку.
54485. Героические образы в симфонической музыке 280 KB
  Цель. На примере творчества Д. Шостаковича и А. Пашкевича нацелить учащихся на понимание жизненного содержания музыки, которая воплощает образы реальных исторических событий – Великой Отечественной войны. Учить анализировать образное содержание и звучание музыки, находить общее в содержании разножанровых произведений.
54486. Музыка Чайковского как символ красоты, правды, искренности 81.5 KB
  Чайковского совершенствовать умения сравнивать музыкальные произведения формировать эмоциональнооценочное отношение к музыкальному произведению в процессе его интерпретации развивать способности творческого комбинирования воспитывать ценностные ориентации в сфере музыки. Оборудование: портрет Чайковского фонограммы карточки для составления модели музыкального произведения фильм Доживем до понедельника иллюстрации с сюжетом про вальс. Определение темы и задач урока 3 минуты Кто может назвать композитора чья музыка звучала...
54487. Предмет и метод экономической теории 17.71 KB
  В условиях рыночной экономики субъект, выполняющий экономические функции, называется экономическим субъектом (государство, различные фонды, объединения, ассоциации, фирмы и предприятия, домохозяйства, отдельный человек). В процессе деятельности экономических субъектов возникает экономическое явление.
54488. Музичні захоплення 157.5 KB
  Many people like music but “lovers of music” love it and try to fill every minute of their life with music. As a rule they don’t have much free time so they are very categorical in their choice of favourite music. A real “lover of music” chooses the best. And what about you? Do you belong to the category of “Music lovers”.
54490. Система уроков по теме «Музыка» 275 KB
  Ученики отвечают на вопросы. Ученики задают вопросы ученику возле доски ученик отвечает. Ученики слушают отвечают на вопросы. Ученики работают у доски и с места.
54491. The magic world of music 34.5 KB
  It is difficult to imagine our life without music .It helps us to live and relax. We are going to speak about music because it plays a great role in our lives. Music is everywhere It is in the streets, in the shops, in the parks, on the television sets.