c++求:对两个以三元组形式存储的同阶稀疏矩阵A、B,设计算法 求C=A+B。
时间: 2024-05-09 22:20:32 浏览: 111
稀疏矩阵乘法可以采用三元组存储方式进行优化,具体算法如下:
1. 对矩阵A进行行压缩,得到两个数组rowPtrA和colIdxA,其中rowPtrA[i]表示A中第i行的第一个非零元素在数据中的位置,colIdxA[k]表示第k个非零元素在A中的列数。
2. 对矩阵B进行列压缩,得到两个数组colPtrB和rowIdxB,其中colPtrB[j]表示B中第j列的第一个非零元素在数据中的位置,rowIdxB[k]表示第k个非零元素在B中的行数。
3. 初始化稀疏矩阵C的三元组存储数组rowIdxC、colIdxC和valueC,其中rowIdxC和colIdxC的含义与A、B相同,valueC用于存储结果矩阵C中的非零元素。
4. 对于A中的每一行i,遍历该行的所有非零元素A[i][k],并在B中找到所有列j满足B[k][j]非零,将对应的乘积累加到C[i][j]中。具体实现可以利用rowPtrA、colIdxA、colPtrB和rowIdxB数组,以及两个指针k和j进行遍历和查找。
5. 返回稀疏矩阵C的三元组存储数组。
下面是Python代码实现:
```python
def sparse_matrix_multiplication(A, B):
# Step 1: row compression for matrix A
rowPtrA, colIdxA = [], []
for i in range(len(A)):
rowPtrA.append(len(colIdxA))
for j in range(len(A[0])):
if A[i][j] != 0:
colIdxA.append(j)
rowPtrA.append(len(colIdxA))
# Step 2: column compression for matrix B
colPtrB, rowIdxB = [], []
for j in range(len(B[0])):
colPtrB.append(len(rowIdxB))
for i in range(len(B)):
if B[i][j] != 0:
rowIdxB.append(i)
colPtrB.append(len(rowIdxB))
# Step 3: initialize sparse matrix C
rowIdxC, colIdxC, valueC = [], [], []
# Step 4: matrix multiplication
for i in range(len(A)):
for k in range(rowPtrA[i], rowPtrA[i+1]):
colA = colIdxA[k]
for l in range(colPtrB[colA], colPtrB[colA+1]):
j = rowIdxB[l]
valueCIndex = len(valueC) - 1
while valueCIndex >= 0 and rowIdxC[valueCIndex] > i:
valueCIndex -= 1
if valueCIndex < 0 or rowIdxC[valueCIndex] < i or colIdxC[valueCIndex] < j:
rowIdxC.insert(valueCIndex+1, i)
colIdxC.insert(valueCIndex+1, j)
valueC.insert(valueCIndex+1, 0)
valueC[valueCIndex+1] += A[i][colA] * B[colA][j]
return rowIdxC, colIdxC, valueC
```
该算法采用了稀疏矩阵乘法的优化方式,在稀疏矩阵A、B的情况下可以大幅提升计算效率。
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