设计算法并编程实现用三元组顺序表解决稀疏矩阵的转置问题,解决稀疏矩阵的转置问题的两种方法实现并分析比较3种算法的时间和空间复杂性。
时间: 2023-06-14 22:02:41 浏览: 121
稀疏矩阵转置问题可以通过两种方法进行解决:基于三元组顺序表的方法和基于十字链表的方法。本文将着重介绍基于三元组顺序表的方法。
一、基于三元组顺序表的转置方法
1. 三元组顺序表的定义
三元组顺序表是指将一个三元组按一定的顺序存储在一维数组中,具体定义如下:
```
typedef struct {
int i, j; // 行下标和列下标
ElemType e; // 元素值
} Triple;
typedef struct {
Triple data[MAXSIZE + 1]; // 存储三元组的一维数组,data[0]未使用
int mu, nu, tu; // 稀疏矩阵的行数、列数和非零元素个数
} TSMatrix;
```
2. 稀疏矩阵转置的算法思路
稀疏矩阵转置的算法思路是:将原矩阵中的每个非零元素,按其列下标为主关键字,行下标为次关键字,插入到转置矩阵中。具体实现步骤如下:
(1)创建一个新的三元组顺序表,用于存储转置后的矩阵。
(2)遍历原矩阵中的每个非零元素,将其插入到新的三元组顺序表中,同时行下标和列下标交换。
(3)将新的三元组顺序表中的元素按行下标为主关键字,列下标为次关键字进行排序。
3. 稀疏矩阵转置的算法实现
```
void transpose(TSMatrix M, TSMatrix *T) {
int col, p, q;
T->mu = M.nu; // 转置后矩阵的行数等于原矩阵的列数
T->nu = M.mu; // 转置后矩阵的列数等于原矩阵的行数
T->tu = M.tu; // 转置后矩阵的非零元素个数等于原矩阵的非零元素个数
if (T->tu) { // 非零矩阵
q = 1;
for (col = 1; col <= M.nu; col++) { // 遍历每一列
for (p = 1; p <= M.tu; p++) { // 遍历每一行
if (M.data[p].j == col) { // 如果该元素在当前列
T->data[q].i = M.data[p].j; // 行下标和列下标交换
T->data[q].j = M.data[p].i;
T->data[q].e = M.data[p].e;
q++; // 移动到下一个位置
}
}
}
}
}
```
二、时间和空间复杂性分析
1. 时间复杂性
稀疏矩阵转置的时间复杂性取决于原矩阵中的非零元素个数 tu,转置后的矩阵中的非零元素个数也为 tu。因此,稀疏矩阵转置的时间复杂性为 O(tu)。
2. 空间复杂性
稀疏矩阵转置的空间复杂性取决于原矩阵中的非零元素个数 tu 和转置后的矩阵中的非零元素个数 tu。因此,稀疏矩阵转置的空间复杂性为 O(tu)。
基于十字链表的稀疏矩阵转置方法,其时间复杂性和空间复杂性均为 O(tu)。因此,两种方法在时间和空间上都是等价的。
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