若对称矩阵 AnXn按行顺序压缩存储,只存下三角到 一维数组 b 中,则 b 的元素个数是 ,元素 aij 在 b 中的下标是 。
时间: 2023-07-14 18:13:29 浏览: 147
对称矩阵的压缩储存讲解
对称矩阵 AnXn按行顺序压缩存储,只存下三角时,可以只存储矩阵的下三角或上三角,因为对称矩阵的上三角和下三角相等。假设只存储下三角,则需要存储的元素个数为:
$$\sum_{i=1}^{n}i=\frac{n(n+1)}{2}$$
元素 $a_{i,j}$ 在一维数组 b 中的下标为:
$$
\begin{aligned}
&b_{1} = a_{1,1}\\
&b_{2} = a_{2,1}\\
&b_{3} = a_{3,1}\\
&\cdots\\
&b_{n-1} = a_{n-1,1}\\
&b_{n} = a_{n,1}\\
&b_{n+1} = a_{2,2}\\
&b_{n+2} = a_{3,2}\\
&\cdots\\
&b_{\frac{n(n+1)}{2}} = a_{n,n}
\end{aligned}
$$
其中,$b_i$ 表示数组 b 中的第 i 个元素,$a_{i,j}$ 表示矩阵中的第 i 行第 j 列的元素。可以发现,对于矩阵中下三角的任意一个元素 $a_{i,j}$,它在数组 b 中的下标为 $\frac{i(i-1)}{2}+j$。这个公式的推导可以参考下面的过程:
首先,对于矩阵中的第一行(除去第一个元素 $a_{1,1}$),它的元素在数组 b 中的下标分别为:
$$
\begin{aligned}
&b_{2} = a_{2,1}\\
&b_{3} = a_{3,1}\\
&\cdots\\
&b_{n} = a_{n,1}
\end{aligned}
$$
可以发现,除去第一个元素 $a_{1,1}$,剩下的元素在数组 b 中的下标都是连续的,从 2 开始一直到 n。
对于矩阵中的第二行(除去第一个和第二个元素 $a_{2,1}$ 和 $a_{2,2}$),它的元素在数组 b 中的下标分别为:
$$
\begin{aligned}
&b_{4} = a_{3,2}\\
&b_{5} = a_{4,2}\\
&\cdots\\
&b_{n+1} = a_{n,2}
\end{aligned}
$$
可以发现,除去前两个元素 $a_{2,1}$ 和 $a_{2,2}$,剩下的元素在数组 b 中的下标也是连续的,从 4 开始一直到 n+1。
对于矩阵中的第三行(除去前三个元素 $a_{3,1}$,$a_{3,2}$ 和 $a_{3,3}$),它的元素在数组 b 中的下标分别为:
$$
\begin{aligned}
&b_{6} = a_{4,3}\\
&b_{7} = a_{5,3}\\
&\cdots\\
&b_{n+2} = a_{n,3}
\end{aligned}
$$
同样可以发现,除去前三个元素,剩下的元素在数组 b 中的下标也是连续的,从 6 开始一直到 n+2。
以此类推,对于矩阵中的第 i 行,除去前 i-1 个元素,剩下的元素在数组 b 中的下标也是连续的,从 $\frac{i(i-1)}{2}+1$ 开始一直到 $\frac{i(i-1)}{2}+n-i+1$。
因此,对于任意一个元素 $a_{i,j}$,它在数组 b 中的下标为:
$$\frac{i(i-1)}{2}+j$$
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