spmv存储格式是csr 用C语言实现 完整代码

SpMV (Sparse Matrix Vector Product) 是一种稀疏矩阵向量乘法操作，在处理大规模稀疏数据时非常高效。CSR (Compressed Sparse Row) 是常见的稀疏矩阵存储格式，它将矩阵分为三部分：

1. 数据数组 (data[]) 存储非零元素的值，
2. 行指针数组 (row_ptr[]) 存储每行第一个非零元素的索引，
3. 列索引数组 (col_ind[]) 存储每个非零元素对应的列索引。

下面是一个简单的C语言示例，演示如何使用CSR格式计算稀疏矩阵与向量的点积：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

typedef struct {
    int* row_ptr; // 行指针数组
    int* col_ind; // 列索引数组
    float* data;   // 数据数组
    int nnz;       // 非零元素个数
} CSRMatrix;

void spmv_CSR(float* result, const CSRMatrix* A, float* x, int n) {
    float val;
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        val = 0.0f;
        for (int j = A->row_ptr[i]; j < A->row_ptr[i + 1]; ++j) {
            val += A->data[j] * x[A->col_ind[j]];
        }
        result[i] = val;
    }
}

// 示例矩阵创建和读取
void create_CSR(CSRMatrix* A, int m, int n, FILE* sparse_file) {
    // ... 实现从文件中读取行指针、列索引和数据并填充结构 ...
}

int main() {
    int m = 100, n = 150; // 矩阵尺寸
    CSRMatrix A;
    // 初始化A
    float* result = malloc(n * sizeof(float)); // 向量结果

    // 打开并读取sparse文件
    FILE* file = fopen("sparse_matrix.txt", "r");
    if (!file) {
        printf("Failed to open file.\n");
        return 1;
    }

    create_CSR(&A, m, n, file);
    fclose(file);

    float* x = malloc(m * sizeof(float)); // 输入向量
    // ... 填充x ...

    spmv_CSR(result, &A, x, n);

    // 输出结果
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        printf("Result[%d]: %.4f\n", i, result[i]);
    }

    free(A.row_ptr);
    free(A.col_ind);
    free(A.data);
    free(x);
    free(result);
    return 0;
}

在这个例子中，`create_CSR` 函数用于从给定的文件中构建CSR矩阵，然后`spmv_CSR`函数负责实际的点积运算。注意，这个示例假设数据已经按照 CSR 格式准备好，并且输入向量 `x` 已经准备好了。