稀疏矩阵表示:正交链表实现与操作

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"正交链表用于表示稀疏矩阵,是一种高效的存储方法,特别是对于非零元素较少的矩阵。在正交链表中,我们使用三元组来存储矩阵的行、列和值,通过链表连接这些三元组。在输入流中读取矩阵时,先读取一个三元组,然后根据行和列的大小确定最大值,这有助于在后续处理中快速定位元素。如果矩阵为空,即所有元素都是零,则链表的头结点指向自身,表示一个空链表。 单链表是链表的一种基本形式,它的每个元素(或称为表项)由一个结点构成,结点可以在内存中不连续存储,形成线性结构。单链表的特点包括灵活性和可扩展性,可以根据需要动态添加或删除结点。在C++中,实现单链表通常需要定义三个类:链表结点类(ListNode)、链表类(List)以及链表游标类(Iterator)。链表结点包含数据和指向下一个结点的指针,链表类维护表头和表尾指针,以及提供对链表的各种操作,而链表游标则用于遍历链表。 循环链表与单链表类似,但最后一个结点的指针会返回到链表的第一个结点,形成一个闭合的环。这种结构在某些情况下可以简化边界条件的处理。 双向链表(DoublyLinkedList)比单链表更复杂,它不仅包含指向下一个结点的指针,还包含一个指向前一个结点的指针。这使得在双向链表中可以更容易地进行前后移动。 在处理多项式时,可以使用链表来表示各个项,其中每个结点包含系数和指数。通过链表操作,可以方便地实现多项式的相加和相减。 稀疏矩阵是指非零元素相对较少的矩阵,用正交链表表示时,只存储非零元素的三元组,大大节省了存储空间。当矩阵的非零元素数量远小于矩阵总元素时,这种方法非常有效。在输入矩阵时,如果读取到的三元组表示的矩阵为零矩阵(所有元素都是零),则只需让链表的头结点指向自身,表示这是一个空链表。 单链表的插入和删除操作直接影响链表的结构。在单链表中插入新结点,可以是在链表的开头、中间或末尾。例如,在第一个结点前插入,需要更新表头指针。删除结点时,需要调整相邻结点的链接关系以保持链表的完整性。这些操作都需要考虑到链表的特性,如结点的指针更新和空链表的情况处理。"