使用c语言,编制一个能演示稀疏矩阵相加、相减、相乘、转置的程序。 (1)以带行逻辑链接信息的三元组顺序表表示稀疏矩阵。 (2)实现两个矩阵的相加、相减、相乘和矩阵转置。 (3)稀疏矩阵的输入形式可采用...
时间: 2024-03-14 16:45:29 浏览: 55
好的,以下是程序实现的代码:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MAXSIZE 100
typedef struct {
int i, j;
int e;
} Triple; // 三元组结构体
typedef struct {
Triple data[MAXSIZE + 1]; // 三元组顺序表
int mu, nu, tu; // 稀疏矩阵的行数、列数、非零元素个数
} TSMatrix;
// 构造稀疏矩阵
void CreateMatrix(TSMatrix *M) {
int m, n, t;
printf("请输入稀疏矩阵的行数、列数、非零元素个数:\n");
scanf("%d %d %d", &m, &n, &t);
M->mu = m;
M->nu = n;
M->tu = t;
printf("请输入三元组表中每个元素的行、列、值:\n");
for (int i = 1; i <= t; i++) {
scanf("%d %d %d", &M->data[i].i, &M->data[i].j, &M->data[i].e);
}
}
// 矩阵转置
void TransposeMatrix(TSMatrix M, TSMatrix *T) {
T->mu = M.nu;
T->nu = M.mu;
T->tu = M.tu;
if (T->tu) {
int q = 1;
for (int col = 1; col <= M.nu; col++) {
for (int p = 1; p <= M.tu; p++) {
if (M.data[p].j == col) {
T->data[q].i = M.data[p].j;
T->data[q].j = M.data[p].i;
T->data[q].e = M.data[p].e;
q++;
}
}
}
}
}
// 稀疏矩阵相加
void AddMatrix(TSMatrix M1, TSMatrix M2, TSMatrix *M3) {
if (M1.mu != M2.mu || M1.nu != M2.nu) {
printf("两个矩阵的行列数不同,无法相加!\n");
M3->tu = 0;
return;
}
int i = 1, j = 1, k = 1;
while (i <= M1.tu && j <= M2.tu) {
if (M1.data[i].i < M2.data[j].i || (M1.data[i].i == M2.data[j].i && M1.data[i].j < M2.data[j].j)) {
M3->data[k++] = M1.data[i++];
} else if (M1.data[i].i == M2.data[j].i && M1.data[i].j == M2.data[j].j) {
int e = M1.data[i].e + M2.data[j].e;
if (e != 0) {
M3->data[k].i = M1.data[i].i;
M3->data[k].j = M1.data[i].j;
M3->data[k].e = e;
k++;
}
i++;
j++;
} else {
M3->data[k++] = M2.data[j++];
}
}
while (i <= M1.tu) {
M3->data[k++] = M1.data[i++];
}
while (j <= M2.tu) {
M3->data[k++] = M2.data[j++];
}
M3->mu = M1.mu;
M3->nu = M1.nu;
M3->tu = k - 1;
}
// 稀疏矩阵相减
void SubMatrix(TSMatrix M1, TSMatrix M2, TSMatrix *M3) {
if (M1.mu != M2.mu || M1.nu != M2.nu) {
printf("两个矩阵的行列数不同,无法相减!\n");
M3->tu = 0;
return;
}
int i = 1, j = 1, k = 1;
while (i <= M1.tu && j <= M2.tu) {
if (M1.data[i].i < M2.data[j].i || (M1.data[i].i == M2.data[j].i && M1.data[i].j < M2.data[j].j)) {
M3->data[k++] = M1.data[i++];
} else if (M1.data[i].i == M2.data[j].i && M1.data[i].j == M2.data[j].j) {
int e = M1.data[i].e - M2.data[j].e;
if (e != 0) {
M3->data[k].i = M1.data[i].i;
M3->data[k].j = M1.data[i].j;
M3->data[k].e = e;
k++;
}
i++;
j++;
} else {
M3->data[k++] = M2.data[j++];
}
}
while (i <= M1.tu) {
M3->data[k++] = M1.data[i++];
}
while (j <= M2.tu) {
M3->data[k].i = M2.data[j].i;
M3->data[k].j = M2.data[j].j;
M3->data[k++].e = -M2.data[j++].e;
}
M3->mu = M1.mu;
M3->nu = M1.nu;
M3->tu = k - 1;
}
// 稀疏矩阵相乘
void MultMatrix(TSMatrix M1, TSMatrix M2, TSMatrix *M3) {
if (M1.nu != M2.mu) {
printf("两个矩阵无法相乘!\n");
M3->tu = 0;
return;
}
int q = 1;
int tpot[MAXSIZE + 1] = {0}; // 存储M2矩阵中每一列的第一个非零元素在b数组中的位置
for (int col = 1; col <= M2.nu; col++) {
for (int p = 1; p <= M2.tu; p++) {
if (M2.data[p].j == col) {
tpot[col] = p;
break;
}
}
}
for (int row = 1; row <= M1.mu; row++) {
int c[MAXSIZE + 1] = {0}; // 存储M3矩阵中每一行的值
for (int p = tpot[1]; p <= M2.tu; p++) {
int col = M2.data[p].j;
if (col > M1.nu) {
break;
}
if (tpot[col] == 0) {
continue;
}
int q1 = tpot[col];
int q2 = p;
while (q1 <= M1.tu && M1.data[q1].i == row && q2 <= M2.tu && M2.data[q2].j == col) {
if (M1.data[q1].j < M2.data[q2].i) {
q1++;
} else if (M1.data[q1].j > M2.data[q2].i) {
q2++;
} else {
c[col] += M1.data[q1].e * M2.data[q2].e;
q1++;
q2++;
}
}
}
for (int col = 1; col <= M1.nu; col++) {
if (c[col] != 0) {
M3->data[q].i = row;
M3->data[q].j = col;
M3->data[q].e = c[col];
q++;
}
}
}
M3->mu = M1.mu;
M3->nu = M2.nu;
M3->tu = q - 1;
}
// 输出稀疏矩阵
void PrintMatrix(TSMatrix M) {
printf("稀疏矩阵的三元组表:\n");
printf("行 列 值\n");
for (int i = 1; i <= M.tu; i++) {
printf("%2d %2d %2d\n", M.data[i].i, M.data[i].j, M.data[i].e);
}
}
int main() {
TSMatrix M1, M2, M3;
printf("请输入第一个稀疏矩阵:\n");
CreateMatrix(&M1);
printf("第一个稀疏矩阵为:\n");
PrintMatrix(M1);
printf("请输入第二个稀疏矩阵:\n");
CreateMatrix(&M2);
printf("第二个稀疏矩阵为:\n");
PrintMatrix(M2);
printf("第一个稀疏矩阵的转置矩阵为:\n");
TransposeMatrix(M1, &M3);
PrintMatrix(M3);
printf("第二个稀疏矩阵的转置矩阵为:\n");
TransposeMatrix(M2, &M3);
PrintMatrix(M3);
printf("两个稀疏矩阵相加的结果为:\n");
AddMatrix(M1, M2, &M3);
PrintMatrix(M3);
printf("两个稀疏矩阵相减的结果为:\n");
SubMatrix(M1, M2, &M3);
PrintMatrix(M3);
printf("两个稀疏矩阵相乘的结果为:\n");
MultMatrix(M1, M2, &M3);
PrintMatrix(M3);
return 0;
}
```
程序中使用了三元组顺序表来表示稀疏矩阵,具体实现了矩阵的转置、相加、相减、相乘等功能。在程序运行时,先输入两个稀疏矩阵的信息,然后分别输出它们的转置矩阵和相加、相减、相乘的结果。
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