数组与矩阵存储:三角矩阵的压缩方法

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"这篇文档主要介绍了数据结构中的数组,特别是三角矩阵的概念以及如何进行压缩存储。数组作为一种特殊的线性表,其数据元素是同构的,并具有固定的结构。数组的操作主要包括根据下标存取和修改数据元素。在顺序存储结构中,数组可以按行序或列序存放,其中三角矩阵和对称矩阵可以通过压缩存储来节省空间。" 在数组的定义中,一个数组是由m×n个相同类型的数据元素构成的集合,用A[m][n]表示,每个元素可以通过一对下标(i,j)来标识,其中1≤i≤m,1≤j≤n。数组的特点包括结构固定,即一旦创建,其大小不可变,且所有数据元素的类型一致。数组的运算主要涉及两个方面:一是给定一组下标,可以直接存取对应的数据元素;二是可以修改指定下标的数据元素的值。 在数组的顺序存储结构中,有两种常见的次序约定:行序为主序和列序为主序。行序为主序意味着按照从左到右、从上到下的顺序存储元素,而列序为主序则是先按列存储,再按行推进。对于二维数组中的元素aij,其在内存中的位置可以通过公式Loc(aij)=Loc(a11)+(i-1)*n+(j-1)*l计算,其中l是数组元素的大小。 三角矩阵是一种特殊形式的矩阵,其中非零元素只出现在主对角线及其下方,这样的结构允许我们只存储非零元素,从而节省存储空间。对于三角矩阵,其元素的存储同样遵循行序为主序的规则,计算位置的公式变为Loc(aij)=Loc(a11)+[(i-1)*(i-2)/2+(j-1)]。 对称矩阵是另一类可以压缩存储的矩阵,其特点是矩阵的下三角部分与上三角部分是对称的,因此只需要存储下三角部分或上三角部分即可重构整个矩阵。对于对角矩阵,只有主对角线上的元素非零,其他位置都是0,所以存储时只需保留这些非零元素。 通过理解这些基本概念,我们可以更有效地处理和操作数组,特别是在进行大规模计算时,如矩阵运算,压缩存储技术能显著提高计算效率和内存利用率。在编程实现中,这些知识对于设计高效的数据结构和算法至关重要。