用三元组顺序表解决稀疏矩阵的转置问题,用2种方法实现并分析比较2种算法的时间和空间复杂性C++
时间: 2023-06-15 13:02:58 浏览: 101
稀疏矩阵可以使用三元组顺序表来表示,其中每个非零元素都对应一个三元组 (i, j, value),表示在第 i 行、第 j 列的位置上有一个值为 value 的元素。
转置稀疏矩阵的方法是将每个三元组的行列坐标交换,因此可以通过遍历原始的三元组顺序表,将每个三元组的行列坐标交换后插入一个新的三元组顺序表中,来得到转置后的三元组顺序表。
以下是两种不同的算法实现:
方法一:直接遍历原始三元组顺序表,将每个三元组的行列坐标交换后插入新的三元组顺序表中。
```cpp
void transpose(TSMatrix &M, TSMatrix &T) {
T.mu = M.nu; T.nu = M.mu; T.tu = M.tu;
if (T.tu) {
int q = 0;
for (int col = 1; col <= M.nu; col++) {
for (int p = 0; p < M.tu; p++) {
if (M.data[p].j == col) {
T.data[q].i = M.data[p].j;
T.data[q].j = M.data[p].i;
T.data[q].e = M.data[p].e;
q++;
}
}
}
}
}
```
方法二:使用辅助数组 colnum 和 colpos,其中 colnum[j] 表示第 j 列在转置后的三元组顺序表中的起始位置,colpos[p] 表示第 p 个三元组在转置后的三元组顺序表中的位置。这样可以通过遍历原始三元组顺序表,先计算出转置后每一列的起始位置,再将每个三元组插入到对应列的位置上。
```cpp
void transpose(TSMatrix &M, TSMatrix &T) {
T.mu = M.nu; T.nu = M.mu; T.tu = M.tu;
if (T.tu) {
int *colnum = new int[M.nu+1];
memset(colnum, 0, sizeof(int)*(M.nu+1));
for (int p = 0; p < M.tu; p++) {
colnum[M.data[p].j]++;
}
int *colpos = new int[M.nu+1];
colpos[1] = 0;
for (int col = 2; col <= M.nu; col++) {
colpos[col] = colpos[col-1] + colnum[col-1];
}
for (int p = 0; p < M.tu; p++) {
int col = M.data[p].j;
int q = colpos[col];
T.data[q].i = M.data[p].j;
T.data[q].j = M.data[p].i;
T.data[q].e = M.data[p].e;
colpos[col]++;
}
delete[] colnum;
delete[] colpos;
}
}
```
对于两种算法,时间复杂度都是 O(tu+nu),其中 tu 表示非零元素个数,nu 表示列数。但是方法二需要使用额外的辅助数组,因此空间复杂度会更高一些。
需要注意的是,稀疏矩阵的转置操作可以改变矩阵的稀疏性质,因此在实际应用中需要考虑是否有必要进行转置操作。
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