使用c++针对稀疏矩阵,设计并实现包含矩阵访问某位置(i,j)元素的操作,以及加法、乘法、转置操作

时间: 2024-10-23 22:06:33 浏览: 2
在C++中,处理稀疏矩阵通常需要使用特殊的数据结构,因为稀疏矩阵大部分元素为0,常规二维数组会浪费大量空间。一种常见的做法是使用邻接列表存储非零元素,结合索引对来进行高效访问。 **1. 矩阵访问(i, j)元素**: ```cpp struct SparseElement { int row, col; // 元素的行和列索引 double value; // 元素值 }; class SparseMatrix { private: std::vector<SparseElement> elements; // 存储非零元素 public: double& operator()(int i, int j) { for (auto& elem : elements) { if (elem.row == i && elem.col == j) return elem.value; } throw std::out_of_range("Index out of range"); // 如果找不到,则抛出异常 } }; ``` **2. 加法操作 (sparseAdd)**: ```cpp SparseMatrix sparseAdd(const SparseMatrix& a, const SparseMatrix& b) { SparseMatrix result; for (const auto& elemA : a.elements) { result.elements.push_back({elemA.row, elemA.col, elemA.value + b(elemA.row, elemA.col)}); } // 同理添加b的非零元素 return result; } ``` **3. 乘法操作 (sparseMultiply)**: 对于稀疏矩阵乘法,我们通常处理的是两个特定类型的稀疏矩阵(如CSR或COO),这涉及到复杂的搜索算法(如双指针法)。这里给出一个简化版本的例子: ```cpp // 假设a和b已经是支持乘法操作的矩阵 SparseMatrix sparseMultiply(const SparseMatrix& a, const SparseMatrix& b) { SparseMatrix result; for (const auto& elemA : a.elements) { for (const auto& elemB : b(elemA.row)) { // 使用get方法获取对应行的b矩阵元素 result.elements.push_back({elemB.col, elemA.col, elemA.value * elemB.value}); } } return result; } ``` **4. 转置操作 (transpose)**: ```cpp SparseMatrix transpose(const SparseMatrix& matrix) { SparseMatrix transposed; for (const auto& elem : matrix.elements) { transposed.elements.push_back({elem.col, elem.row, elem.value}); } return transposed; } ```
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