设计算法实现特殊矩阵的压缩存储,并实现矩阵元素按下标检索
时间: 2024-10-25 20:15:56 浏览: 35
算法设计用于特殊矩阵的压缩存储通常针对那些稀疏矩阵,即大部分元素值为零的矩阵。这种存储可以节省大量空间,因为非零元素无需单独存储每个值。一种常见的压缩存储方法是“三元组”或“坐标压缩”。
1. **Compressed Sparse Row (CSR) 格式**:
- 存储非零行首地址(row indices)在一维数组`col_ptr[]`中,表示第i行的第一个非零元素所在列的位置。
- 另一维数组`values[]`存储所有非零元素的实际值。
- 对于每一行,有一个对应的索引数组`row_indices[]`,它包含该行内非零元素的列索引。
2. **Compressed Sparse Column (CSC) 格式**:
- 类似于CSR,只是将非零行首地址换成了非零列首地址(col_indices[]),并把非零值按列存储(values[])。
3. **实现按索引检索**:
- 要获取某个位置`(i, j)`的值,首先查找到对应行`i`的`col_ptr[i]`,然后在`values`数组中找到从`col_ptr[i]`开始到`col_ptr[i+1]`之间,列索引等于`j`的那个值。
**示例Python代码片段**(假设已经初始化了CSR/CSC矩阵对象`sparse_matrix`):
```python
def get_value(sparse_matrix, row, col):
if sparse_matrix.format == 'csr':
return sparse_matrix.values[sparse_matrix.col_ptr[row]:sparse_matrix.col_ptr[row + 1]][col]
elif sparse_matrix.format == 'csc':
return sparse_matrix.values[col][sparse_matrix.row_indices[col]]
```
**相关问题--:**
1. CSR和CSC格式各适用于哪些类型的矩阵?
2. 如何在读取密集矩阵时转换为压缩存储?
3. 压缩存储对矩阵运算的时间复杂度有何影响?
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