稀疏矩阵的存储与十字链表实现
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更新于2024-07-24
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"稀疏矩阵的操作"
稀疏矩阵是一种用于高效存储大量零元素的矩阵表示方法,尤其在处理大规模数据时非常有用。当一个矩阵中大部分元素为零时,使用传统的二维数组存储会浪费大量的空间。为了克服这个问题,我们可以采用两种主要的数据结构来存储稀疏矩阵:三元组数组和十字链表。
1. 三元组数组
三元组(triple)是稀疏矩阵的一种基本存储单元,包含三个元素:行索引(i),列索引(j)和非零元素值(e)。在三元组数组中,每个非零元素都会被表示为一个三元组。数组的大小通常比实际的矩阵大小大一些,以容纳可能的最大非零元素数量。在描述的代码中,定义了一个`triple`结构体,用于存储这些信息。同时,还定义了一个`juzhen`结构体,它包含了一个三元组数组`data`,以及记录每行第一个非零元素位置的数组`rops`,以及矩阵的行数`mu`、列数`nu`和非零元素数`t`。
2. 十字链表
十字链表是一种更灵活的稀疏矩阵存储方式,它可以更方便地进行插入和删除操作。在十字链表中,每个非零元素由一个节点(node)表示,包含行索引(i),列索引(j)和值(e),以及指向同一行或同一列中下一个非零元素的指针。在描述的代码中,定义了一个`node`结构体,表示链表的节点,以及一个`crosslist`结构体,包含行链表头指针`rhead`,列链表头指针`chead`,以及矩阵的行数`m`,列数`n`和非零元素数`t`。
创建十字链表的函数`createcross`首先读取矩阵的行数、列数和非零元素数,然后为行和列的头指针分配内存。接着,它循环读取每个非零元素的行、列和值,并将它们插入到相应的行链表和列链表中。这样,通过查找对应行或列的头指针,可以快速访问矩阵的非零元素。
在稀疏矩阵操作中,数组与链表的结合展示了各自的优势。数组提供了一种紧凑的存储方式,但插入和删除操作可能涉及大量元素的移动;而链表则允许动态地添加和删除元素,但访问速度相对较慢。选择哪种存储方式取决于应用场景的需求,例如矩阵的更新频率和空间效率的优先级。
2012-12-26 上传
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