已知两个稀疏矩阵A和B,试基于三元组顺序表,java编程实现A+B的运算

时间: 2024-05-05 11:18:07 浏览: 8
好的,我可以帮你回答这个问题。 首先,对于稀疏矩阵可以使用三元组顺序表进行存储,三元组顺序表由三个数组组成,分别存储非零元素的行、列、和值。我们可以先定义一个稀疏矩阵类SparseMatrix,包含以下属性和方法: ```java public class SparseMatrix { private int rows; // 矩阵行数 private int cols; // 矩阵列数 private int num; // 矩阵非零元素个数 private int[] rowPos; // 非零元素的行下标 private int[] colPos; // 非零元素的列下标 private double[] values; // 非零元素的值 // 构造方法 public SparseMatrix(int rows, int cols, int num, int[] rowPos, int[] colPos, double[] values) { this.rows = rows; this.cols = cols; this.num = num; this.rowPos = rowPos; this.colPos = colPos; this.values = values; } // 矩阵加法 public SparseMatrix add(SparseMatrix b) { // 判断两个矩阵是否可以相加 if (this.rows != b.rows || this.cols != b.cols) { throw new IllegalArgumentException("两个矩阵大小不一致"); } // 定义一个新矩阵 SparseMatrix c = new SparseMatrix(rows, cols, 0, new int[num + b.num], new int[num + b.num], new double[num + b.num]); // 遍历两个矩阵的非零元素,进行相加计算 int i = 0, j = 0, k = 0; while (i < this.num && j < b.num) { if (this.rowPos[i] < b.rowPos[j] || (this.rowPos[i] == b.rowPos[j] && this.colPos[i] < b.colPos[j])) { c.rowPos[k] = this.rowPos[i]; c.colPos[k] = this.colPos[i]; c.values[k] = this.values[i]; i++; } else if (this.rowPos[i] == b.rowPos[j] && this.colPos[i] == b.colPos[j]) { c.rowPos[k] = this.rowPos[i]; c.colPos[k] = this.colPos[i]; c.values[k] = this.values[i] + b.values[j]; i++; j++; } else { c.rowPos[k] = b.rowPos[j]; c.colPos[k] = b.colPos[j]; c.values[k] = b.values[j]; j++; } k++; } // 将剩余非零元素加入新矩阵 while (i < this.num) { c.rowPos[k] = this.rowPos[i]; c.colPos[k] = this.colPos[i]; c.values[k] = this.values[i]; i++; k++; } while (j < b.num) { c.rowPos[k] = b.rowPos[j]; c.colPos[k] = b.colPos[j]; c.values[k] = b.values[j]; j++; k++; } c.num = k; return c; } // 矩阵乘法 public SparseMatrix multiply(SparseMatrix b) { // 判断两个矩阵是否可以相乘 if (this.cols != b.rows) { throw new IllegalArgumentException("两个矩阵不满足行列对应"); } // 定义一个新矩阵 SparseMatrix c = new SparseMatrix(rows, b.cols, 0, new int[rows * b.cols], new int[rows * b.cols], new double[rows * b.cols]); // 遍历所有非零元素,进行相乘计算 for (int i = 0; i < this.num; i++) { for (int j = 0; j < b.num; j++) { if (this.colPos[i] == b.rowPos[j]) { int k = c.getIndex(this.rowPos[i], b.colPos[j]); c.values[k] += this.values[i] * b.values[j]; } } } c.num = c.getNonZeroNum(); return c; } // 获取非零元素的个数 public int getNonZeroNum() { int cnt = 0; for (int i = 0; i < num; i++) { if (values[i] != 0) { cnt++; } } return cnt; } // 获取某个元素的下标 private int getIndex(int i, int j) { for (int k = 0; k < num; k++) { if (rowPos[k] == i && colPos[k] == j) { return k; } } return -1; } } ``` 以上是稀疏矩阵的基本操作,接下来我们可以进行A B的运算,首先读取A和B的输入,然后利用三元组顺序表进行存储,最后根据需求进行加法或乘法的运算。完整代码如下: ```java import java.util.Scanner; public class SparseMatrixExample { public static void main(String[] args) { Scanner sc = new Scanner(System.in); System.out.println("请输入A矩阵的行、列、非零元素个数:"); int n1 = sc.nextInt(); int m1 = sc.nextInt(); int num1 = sc.nextInt(); System.out.println("请输入A矩阵的非零元素(三元组),每行包含一个元素的行下标、列下标和值:"); int[] rowPos1 = new int[num1]; int[] colPos1 = new int[num1]; double[] values1 = new double[num1]; for (int i = 0; i < num1; i++) { rowPos1[i] = sc.nextInt(); colPos1[i] = sc.nextInt(); values1[i] = sc.nextDouble(); } System.out.println("请输入B矩阵的行、列、非零元素个数:"); int n2 = sc.nextInt(); int m2 = sc.nextInt(); int num2 = sc.nextInt(); System.out.println("请输入B矩阵的非零元素(三元组),每行包含一个元素的行下标、列下标和值:"); int[] rowPos2 = new int[num2]; int[] colPos2 = new int[num2]; double[] values2 = new double[num2]; for (int i = 0; i < num2; i++) { rowPos2[i] = sc.nextInt(); colPos2[i] = sc.nextInt(); values2[i] = sc.nextDouble(); } sc.close(); // 使用三元组顺序表进行存储 SparseMatrix A = new SparseMatrix(n1, m1, num1, rowPos1, colPos1, values1); SparseMatrix B = new SparseMatrix(n2, m2, num2, rowPos2, colPos2, values2); // 进行加法或乘法的运算 SparseMatrix C = A.add(B); SparseMatrix D = A.multiply(B); // 输出结果 System.out.println("矩阵A:"); System.out.println(A); System.out.println("矩阵B:"); System.out.println(B); System.out.println("A + B:"); System.out.println(C); System.out.println("A * B:"); System.out.println(D); } } ``` 注意,在进行加法和乘法的计算时,由于稀疏矩阵的性质,我们只需要对非零元素进行遍历和计算,可以大大降低计算复杂度。

相关推荐

最新推荐

recommend-type

安装NumPy教程-详细版

附件是安装NumPy教程_详细版,文件绿色安全,请大家放心下载,仅供交流学习使用,无任何商业目的!
recommend-type

语音端点检测及其在Matlab中的实现.zip

语音端点检测及其在Matlab中的实现.zip
recommend-type

C#文档打印程序Demo

使用C#完成一般文档的打印,带有页眉,页脚文档打印,表格打印,打印预览等
recommend-type

DirectX修复工具-4-194985.zip

directx修复工具 DirectX修复工具(DirectX repair)是系统DirectX组件修复工具,DirectX修复工具主要是用于检测当前系统的DirectX状态,若发现异常情况就可以马上进行修复,非常快捷,使用效果也非常好。
recommend-type

Python手动实现人脸识别算法

人脸识别的主要算法 其核心算法是 欧式距离算法使用该算法计算两张脸的面部特征差异,一般在0.6 以下都可以被认为是同一张脸 人脸识别的主要步骤 1 获得人脸图片 2 将人脸图片转为128D的矩阵(这个也就是人脸特征的一种数字化表现) 3 保存人脸128D的特征到文件中 4 获取其他人脸转为128D特征通过欧式距离算法与我们保存的特征对比,如果差距在0.6以下就说明两张脸差距比较小
recommend-type

zigbee-cluster-library-specification

最新的zigbee-cluster-library-specification说明文档。
recommend-type

管理建模和仿真的文件

管理Boualem Benatallah引用此版本:布阿利姆·贝纳塔拉。管理建模和仿真。约瑟夫-傅立叶大学-格勒诺布尔第一大学,1996年。法语。NNT:电话:00345357HAL ID:电话:00345357https://theses.hal.science/tel-003453572008年12月9日提交HAL是一个多学科的开放存取档案馆,用于存放和传播科学研究论文,无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire
recommend-type

实现实时数据湖架构:Kafka与Hive集成

![实现实时数据湖架构:Kafka与Hive集成](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/10eb2e6972b3b6086286fc64c0b3ee41.jpeg) # 1. 实时数据湖架构概述** 实时数据湖是一种现代数据管理架构,它允许企业以低延迟的方式收集、存储和处理大量数据。与传统数据仓库不同,实时数据湖不依赖于预先定义的模式,而是采用灵活的架构,可以处理各种数据类型和格式。这种架构为企业提供了以下优势: - **实时洞察:**实时数据湖允许企业访问最新的数据,从而做出更明智的决策。 - **数据民主化:**实时数据湖使各种利益相关者都可
recommend-type

解答下列问题:S—>S;T|T;T—>a 构造任意项目集规范族,构造LR(0)分析表,并分析a;a

对于这个文法,我们可以构造以下项目集规范族: I0: S -> .S S -> .T T -> .a I1: S -> S. [$ T -> T. [$ I2: S -> T. I3: S -> S.;S S -> S.;T T -> T.;a 其中,点(.)表示已经被扫描过的符号,;$表示输入串的结束符号。 根据项目集规范族,我们可以构造出LR(0)分析表: 状态 | a | $ ---- | - | - I0 | s3| I1 | |acc I2 | | 其中s3表示移进到状态3,acc表示接受。在分析字符串a;a时,我们可以按照以下步骤进行
recommend-type

JSBSim Reference Manual

JSBSim参考手册,其中包含JSBSim简介,JSBSim配置文件xml的编写语法,编程手册以及一些应用实例等。其中有部分内容还没有写完,估计有生之年很难看到完整版了,但是内容还是很有参考价值的。