在C语言中,如何实现一个高效的稀疏矩阵存储结构,并提供相应的初始化和元素访问代码示例?
时间: 2024-12-03 20:28:44 浏览: 4
稀疏矩阵指的是大部分元素为零的矩阵,在这种情况下,使用压缩存储技术可以大幅节省内存空间。在C语言中,常用的稀疏矩阵压缩存储技术包括三元组表示法和十字链表。这里我们重点介绍三元组表示法,它通过一个三元组数组来存储非零元素及其位置信息。
参考资源链接:[数组和广义表的顺序存储:行优先与列优先](https://wenku.csdn.net/doc/466qy3vzjj?spm=1055.2569.3001.10343)
三元组表示法的结构体通常包含三个字段:行号、列号和元素值。这种结构允许我们快速地通过行号和列号定位非零元素,同时避免存储大量的零值。
下面是使用三元组表示法实现稀疏矩阵初始化和元素访问的示例代码:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
// 定义三元组结构体
typedef struct {
int row; // 行号
int col; // 列号
int value; // 元素值
} Triple;
// 稀疏矩阵结构体
typedef struct {
Triple *data; // 三元组数组
int rows; // 矩阵行数
int cols; // 矩阵列数
int nums; // 非零元素个数
} TSMatrix;
// 初始化稀疏矩阵
TSMatrix* createSparseMatrix(int rows, int cols, int nums) {
TSMatrix *matrix = (TSMatrix*)malloc(sizeof(TSMatrix));
matrix->data = (Triple*)malloc(nums * sizeof(Triple));
matrix->rows = rows;
matrix->cols = cols;
matrix->nums = nums;
return matrix;
}
// 访问稀疏矩阵中的元素
int getValueAt(TSMatrix *matrix, int row, int col) {
for (int k = 0; k < matrix->nums; ++k) {
if (matrix->data[k].row == row && matrix->data[k].col == col) {
return matrix->data[k].value;
}
}
return 0; // 如果元素为零或不存在,则返回0
}
int main() {
// 假设有一个5x5的矩阵,非零元素个数为4
TSMatrix *sparseMatrix = createSparseMatrix(5, 5, 4);
// 假设非零元素为(1,2,3), (3,4,5), (4,1,6), (5,5,7)
sparseMatrix->data[0] = (Triple){1, 2, 3};
sparseMatrix->data[1] = (Triple){3, 4, 5};
sparseMatrix->data[2] = (Triple){4, 1, 6};
sparseMatrix->data[3] = (Triple){5, 5, 7};
// 获取矩阵中(4,1)位置的元素值
int value = getValueAt(sparseMatrix, 4, 1);
printf(
参考资源链接:[数组和广义表的顺序存储:行优先与列优先](https://wenku.csdn.net/doc/466qy3vzjj?spm=1055.2569.3001.10343)
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