【正文】 掌握數(shù)據(jù)存取程序的設(shè)計(jì) ? 一、數(shù)據(jù)的作用及類型 作用： 為程序中的變量賦值。 類型 ：數(shù)字、字符串（文字）、邏輯。 數(shù)學(xué)特征： 單數(shù)據(jù)、一維數(shù)組、二維數(shù)組、多維數(shù)組 應(yīng)用特征： 1）公用數(shù)據(jù)：程序中不變更的數(shù)據(jù)，如、水輪機(jī)選型程序中的型譜參數(shù)。 2）可替換數(shù)據(jù)：通用程序中針對(duì)不同情況要更換的數(shù)據(jù)，如水輪機(jī)特性曲線計(jì)算程序中的模型曲線參數(shù)。 3）共享數(shù)據(jù)：不同程序共同使用的數(shù)據(jù)。例如，水輪機(jī)模型曲線參數(shù)可以在很多程序中用。 ? 二、數(shù)據(jù)的存放方式 直接為變量賦值 ： a=。 int c=2023, int b[4]={1,2,3,4}?！?適用于少量數(shù)據(jù)。 某些語(yǔ)言的讀數(shù)據(jù)語(yǔ)句： 如 basuc: read a,b,c:data 2,3,4—— 適用于各種數(shù)據(jù)，語(yǔ)言限制。 鍵盤輸入： basic:input “ x” 。x。 C: scanf(“ %d%f” 。a,b)。—— 少量會(huì)話數(shù)據(jù)。 用數(shù)據(jù)文件方式存放數(shù)據(jù) 存（寫文件）：數(shù)據(jù) — 計(jì)算機(jī)內(nèi)存（變量） — 磁盤文件 ?。ㄗx文件）：磁盤文件 — 計(jì)算機(jī)內(nèi)存 — （變量） —— 適用大量需要成塊變更的數(shù)據(jù)，共享數(shù)據(jù)。 ? 三、數(shù)據(jù)存取的基本要求 統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式： i=1 2 3 ……………..m J=n J=2 J=1 m=15。n=10 Q11[]={300， 400,500， …….1200}。 N11[]={60， 70， 80， ……..120}。 E[][]={,….},{,},…}。 ? 標(biāo)準(zhǔn)的接口： 如上： m,n,Q11[i]，n11[j],E[i][j] 可實(shí)現(xiàn)共享的數(shù)據(jù)表達(dá)方式 ：二進(jìn)、八進(jìn)、十六進(jìn)等、 ASCII碼， ASCII碼可供不同語(yǔ)言的程序調(diào)用。 ? 四、用文件方式存取數(shù)據(jù)的方法及程序設(shè)計(jì) ? C語(yǔ)言文件的操作： 程序數(shù)據(jù)區(qū) : A(3,4)={{1, 3 , 4 , 5}, {5 ,6 , 7 ,8}, {9, 8, 7, 6}}。 輸出文件緩沖區(qū) 輸入文件緩沖區(qū) 磁盤文件 ? 基本指令 1)文件指針變量 ： FILE *fp。 2) 打開(kāi)文件的方式 ： fp=open(“ abc” ,使用方式）； 使用方式 :r 讀 W寫 r+ 讀，寫等 3) 寫數(shù)據(jù)： int a=5。 fprintf(fp,” %d” ,a)。 float b=。 fprintf(fp,” %f” ,b)。 char c=“ word” 。fprintf(fp,” %c” ,c)。 4) 讀數(shù)據(jù)： fp=open(“ abc” ,” r”）； fscanf(fp,” %d” ,a)。 ? 寫數(shù)據(jù)程序 include main() {FILE *fp。 int i,j, float e1[5][5]={{.1,.2,.3,.4,.5},{.2,.3,.4,.5,.6},{.3,.4,.5,.6,.7}, {.4,.5,.6,.7,.8},{.3,.4,.5,.6,.7}}。 fp=fopen(,w)。 for(i=0。i5。i++) {for(j=0。j5。j++) fprintf(fp,%,e1[i][j])。 fprintf(fp,\n)。 } fclose(fp)。 ? 讀數(shù)據(jù)程序 include main() {FILE *fp。 int i,j,； float e1[5][5］； fp=fopen(,“ r)。 for(i=0。i5。i++) {for(j=0。j5。j++) fscanff(fp,%,e1[i][j])。 fprintf(fp,\n)。 } fclose(fp)。 ? 讀寫“ HL180”水輪機(jī)效率曲線的程序 ? include ? main() ? {FILE *fp。 ? int i,j,n1[5]={50,60,70,80,90}。 ? int q1[5]={500,600,700,800,900}。 ? float e1[5][5]={{.1,.2,.3,.4,.5},{.2,.3,.4,.5,.6},{.3,.4,.5,.6,.7}, ? {.4,.5,.6,.7,.8},{.3,.4,.5,.6,.7}}。 ? fp=fopen(,w)。 ? for (i=0。i5。i++) ? for (j=0。j5。j++) ? fprintf(fp,%5d,q1[j])。 ? for(i=0。i5。i++) ? {for(j=0。j5。j++) ? fprintf(fp,%,e1[i][j])。 ? fclose(fp)。 ? fp=fopen(“ hl180” ,“ r” )。 for (i=0。i5。i++) { fscanf(fp,“ %5d” ,n1[i])。 printf(“ %5d” ,n1[i])。} for(j=0。j5。j++) {fscanf(fp,“ %5d” ,q1[j])。 printf(“ %5d” ,q1[j])。} for(i=0。i5。i++) for(j=0。j5。j++) {fscanf(fp,%,e1[i][j])。 printf(%,e1[i][j])。}} fclose(fp)。 ? 第三章 數(shù)值逼近及其在 CAD中的應(yīng)用 ? 本章內(nèi)容： 數(shù)值逼近法及程序設(shè)計(jì)，包括：插值、擬合 ? 重點(diǎn)： 一元、二元插值程序設(shè)計(jì) ? 難點(diǎn) ：曲線、曲面擬合 ? 教學(xué)方法 ：重點(diǎn)講解程序設(shè)計(jì)的思路與技巧 ? 學(xué)時(shí)： 4 ? 第一講插值計(jì)算基本方法與程序設(shè)計(jì) 一元線形插值 一元拋物線插值 二元線性插值 復(fù)雜曲線的插值計(jì)算 ? ? 一元線性插值 k k+1 1 n Yk+1 y yk Xk X Xk+1 y=(yk+1yk)/(Xk+1Xk)*(XXk)+YK ? 程序設(shè)計(jì) 1）曲線離散： x(i),y(i)。 數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)； 2）給出插值變量 x。 3）判斷插點(diǎn)位置： k,k+1 4）應(yīng)用插值公式： y=(yk+1yk)/(Xk+1Xk)*(XXk)+YK ? 程序例： ? /*一元插值以計(jì)算混凝土蝸殼進(jìn)口斷面流速為例 */ ? include ? main() ? {int i,x[6]={10,20,30,40,50,60}。 ? float z,a。 ? float y[6]={,,}。 ? printf(請(qǐng)輸入設(shè)計(jì)水頭 hr的值 \n)。 ? scanf(%f,z)。 ? for(i=1。i6。i++) ? if(z=x[i]) a=y[i1]+(y[i]y[i1])/(x[i]x[i1])。 ? printf(設(shè)計(jì)水頭 hr為 \n%,z)。 ? printf(\n進(jìn)口斷面流速為 \n%,a)。 ? } ? ? 一元拋物線性插值 1 2 1 n Y3 y2 y1 X1 X2 X3 完全多項(xiàng)式： Y=a0+a1X+a2X2 3 ? 原理 ? Y1=a0+a1x1+a2x12 ? Y2=a0+a1x2+a2x22 ? Y3=a0+a1x3+a2x32 ? 解聯(lián)立方程組，求出 a0、 a a2， ，可獲得擬合式。 ? 缺點(diǎn)：需要解聯(lián)立方程組。 ? 實(shí)用式： y=a0+a1(xx1)+a2(xx1)(xx2) ? 1點(diǎn) ； y1=a0+a1(x1x1)+a2(x1x1)(x1x2) ? 得： y1=a0 ? 2點(diǎn)： y2=a0+a1(x2x1)+a2(x2x1)(x2x2) ? ? 得： a1= ? 3點(diǎn)： y3=a0+a1(x3x1)+a2(x3x1)(x3x2) ? 得： a3= 112xyy??1312121313xxxxyyxxyy??????? 歸納 131212131331212110xxxxyyxxyyaxxyyaya???????????? 程序設(shè)計(jì) 1）曲線離散： x(i),y(i)。 數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)； 2）給出插值變量 x。 3）判斷插點(diǎn)位置： k1,k,k+1 4) 計(jì)算擬合系數(shù) a0、 a a2 4）應(yīng)用插值公式： y=a0+a1(xxk1)+a2(xxk1)(xxk) ? 程序例： /*拋物線插值以計(jì)算 hl200飛逸轉(zhuǎn)速為例 */ include include main() {int i。 float z,a1,a2,a3,m,x[6]={0,10,20,30,40,50}。 float y[6]={0,100,116,123,128}。 printf(請(qǐng)輸入開(kāi)度 a0的值 \n)。 scanf(%f,z)。 for(i=1。i6。i++) if(z=x[i]) break。 if(i==1) i=z+1。 c=(y[i]y[i2])/(x[i]x[i2])。 c=c(y[i1]y[i2])/(x[i1]x[i2])。 a2=c/(x[i]x[i1])。 a1=(y[i1]y[i2])/(x[i1]x[i2])。 a0=y[i2]。 m=a0+a1*(zx[i2])+a2*(zx[i2])*(zx[i1])。 printf(開(kāi)度 a0=%f(mm)\n飛逸轉(zhuǎn)速 =%f(rpm),z,m)。} ? 二元插值及程序設(shè)計(jì) （ 1）正交網(wǎng)格的二元線性插值 ZA=f(Xa,Ya)=f(Zi,j,Zi,j+1,Zi+1,j,Zi+1,J+1) Yj+1 Yj Xi Xi+1 Zi,j Zi,j+1 Zi+1,j+1 Zi+1,j Xa Ya A ZA i i+1 j+1 j 2 1 ? 二元插值方法 插值計(jì)算式 1）沿 X單方向插值 Z1=(Zi+1,jZi,j)/(Xi+1Xi)*(XaXi） +Zi,j Z2=(Zi+1,j+1Zi+1,j)/(Xi+1Xi)*（ XaXi)+Zi+1,j 2）沿 Y單方向插值 ZA=(Z2Z1)/(Yj+1Yj)*(YaYj)+Z1 2) 二元線性插值綜合式 令 p= (Xi+1Xi)*(XaXi） 。 q= (Yj+1Yj)*(YaYj)。 則： ZA=(1p)(1q)Zi,j+(1p)qZi,j+1+p(1q)Zi+1,j+pqZi+1,j+1 —————————— 二元線性插值綜合式 ? （ 2） 非 正交網(wǎng)格的二元線性插值 Y X Yj+1 Yj Xi,j Xi+1,j J+1 J 1 2 YA XA A X1 X2 Zi,j Zi+1,j Zi,j+1 Zi+1,j+1 Z1 Z2 ? 插值計(jì)算方法 （ 1）沿斜線單方向插值 Z1=(Zi,j+1Zi,j)/(Yj+1Yj)*(Xi,j+1Xi,j)+Zi,j Z2=(Zi+1,j+1Zi,j+1)/((Yj+1Yj)*(Xi,j+1Xi,j)+Zi,j X1=(Xi,j+1Xi,j)/(Yj+1Yj)*(Xi,j+1Xi,j)+Xi,j X2=(Xi+1,j+1Xi,j+1)/((Yj+1Yj)*(Xi,j+1Xi,j)+Xi,j (2) 沿水平單方向插值 ZA=(Z2Z1)/(X2X1)*(XAX1)+X1 ? 二元線性插值程序的設(shè)計(jì) 用二維數(shù)組如數(shù)法存儲(chǔ)二維數(shù)表或二元曲線：X(I),y(j),z(I