稀疏矩阵的三元组实现:加减乘转置操作
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更新于2024-09-09
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"稀疏矩阵的操作,包括三元组表示、加法、减法、乘法和转置的实现"
在计算机科学中,稀疏矩阵(Sparse Matrix)是指大部分元素为零的矩阵,通常用于存储大规模的数据,如图论中的邻接矩阵或大型线性方程组。由于零元素过多,直接使用二维数组存储会浪费大量空间,因此采用更高效的数据结构——三元组(Triplet)来存储非零元素。
在这个程序中,稀疏矩阵通过结构体`TSMatrix`表示,包含以下字段:
1. `Triple data[MAXSIZE+1]`: 三元组数组,存储非零元素,`data[0]`未使用。
2. `int rpos[MAXRC+1]`: 行定位数组,记录每一行的第一个非零元素在三元组数组中的位置。
3. `int rows, cols, num`: 矩阵的行数、列数和非零元素个数。
`Triple`结构体定义了每个非零元素的信息,包括:
1. `int r, c`: 该非零元素的行下标和列下标。
2. `int e`: 该非零元素的值。
程序提供了以下功能:
1. `Read_data(TSMatrix *M)`: 从用户输入读取矩阵,并将其转换为三元组形式存储在`TSMatrix`结构体中。
2. `TransposeSMatrix(TSMatrix M, TSMatrix *T)`: 计算矩阵的转置,将原矩阵`M`的转置存储在`T`中。
3. `PlusSMatrix(TSMatrix M, TSMatrix N, TSMatrix *H)`: 实现两个稀疏矩阵的加法,结果存储在`H`中。
4. `MinusSMatrix(TSMatrix M, TSMatrix N, TSMatrix *H)`: 实现两个稀疏矩阵的减法,结果存储在`H`中。
5. `MultSMatrix(TSMatrix M, TSMatrix N, TSMatrix *Q)`: 实现两个稀疏矩阵的乘法,结果存储在`Q`中。注意,这是矩阵乘法,不是点乘。
6. `print(TSMatrix T)`: 打印稀疏矩阵`T`的非零元素及其位置。
7. `compare(int r1, int c1, int r2, int c2)`: 判断两个矩阵是否能进行加、减、乘运算,如维度是否匹配等。
8. `main()`函数是程序的入口,通过用户交互选择操作并执行相应的功能。
稀疏矩阵操作的效率主要取决于非零元素的数量。在本程序中,通过三元组和行定位数组,可以快速访问和操作非零元素,从而提高处理效率。对于大型稀疏矩阵,这样的实现方式可以显著节省内存和计算资源。
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2022-09-22 上传
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