稀疏矩阵的三元组表示的实现及应用
在现代社会中，在一个大量的人群集体中，总会有和某个人有相互之间的关系或者单向关系的，那我们的矩阵也是如此，稀疏矩阵压缩存储的方式，便可以让这种关系一目了然，巧妙应用。
贺老师的慕课中，是这样展现的：
那么，本次实践需要建立多文件组织的工程项目，可以点击此处参考。
实现源代码如下：
1.tup.h
//*Copyright (c)2017,烟台大学计算机与控制工程学院* //*All rights reservrd.* //*文件名称 ：tup.h* //*作者：田长航* //*完成时间：2017年10月23日* //*版本号：v1.0* //*问题描述:包含定义稀疏矩阵的三元组表示数据结构的代码、宏定义、要实现算法的函数的声明* //*输入描述:无* //*程序输出:无* #ifndef TUP_H_INCLUDED #define TUP_H_INCLUDED #define M 6 #define N 7 #define MaxSize 100 //矩阵中非零元素最多个数 typedef int ElemType; typedef struct { int r; //行号 int c; //列号 ElemType d; //元素值 } TupNode; //三元组定义 typedef struct { int rows; //行数 int cols; //列数 int nums; //非零元素个数 TupNode data[MaxSize]; } TSMatrix; //三元组顺序表定义 void CreatMat(TSMatrix &t,ElemType A[M][N]); //从一个二维稀疏矩阵创建其三元组表示 bool Value(TSMatrix &t,ElemType x,int i,int j); //三元组元素赋值 bool Assign(TSMatrix t,ElemType &x,int i,int j); //将指定位置的元素值赋给变量 void DispMat(TSMatrix t);//输出三元组 void TranTat(TSMatrix t,TSMatrix &tb);//矩阵转置 #endif // TUP_H_INCLUDED
2.tup.cpp
//*Copyright (c)2017,烟台大学计算机与控制工程学院* //*All rights reservrd.* //*文件名称 ：tup.cpp* //*作者：田长航* //*完成时间：2017年10月23日* //*版本号：v1.0* //*问题描述:包含实现各种算法的函数的定义* //*输入描述:无* //*程序输出:无* #include "stdio.h" #include "tup.h" void CreatMat(TSMatrix &t,ElemType A[M][N]) //从一个二维稀疏矩阵创建其三元组表示 { int i,j; t.rows=M; t.cols=N; t.nums=0; for (i=0; i<M; i++) { for (j=0; j<N; j++) if (A[i][j]!=0) //只存储非零元素 { t.data[t.nums].r=i; t.data[t.nums].c=j; t.data[t.nums].d=A[i][j]; t.nums++; } } } bool Value(TSMatrix &t,ElemType x,int i,int j) //三元组元素赋值 { int k=0,k1; if (i>=t.rows || j>=t.cols) return false; //失败时返回false while (k<t.nums && i>t.data[k].r) k++; //查找行 while (k<t.nums && i==t.data[k].r && j>t.data[k].c) k++;//查找列 if (t.data[k].r==i && t.data[k].c==j) //存在这样的元素 t.data[k].d=x; else //不存在这样的元素时插入一个元素 { for (k1=t.nums-1; k1>=k; k1--) { t.data[k1+1].r=t.data[k1].r; t.data[k1+1].c=t.data[k1].c; t.data[k1+1].d=t.data[k1].d; } t.data[k].r=i; t.data[k].c=j; t.data[k].d=x; t.nums++; } return true; //成功时返回true } bool Assign(TSMatrix t,ElemType &x,int i,int j) //将指定位置的元素值赋给变量 { int k=0; if (i>=t.rows || j>=t.cols) return false; //失败时返回false while (k<t.nums && i>t.data[k].r) k++; //查找行 while (k<t.nums && i==t.data[k].r && j>t.data[k].c) k++;//查找列 if (t.data[k].r==i && t.data[k].c==j) x=t.data[k].d; else x=0; //在三元组中没有找到表示是零元素 return true; //成功时返回true } void DispMat(TSMatrix t) //输出三元组 { int i; if (t.nums<=0) //没有非零元素时返回 return; printf("\t%d\t%d\t%d\n",t.rows,t.cols,t.nums); printf("\t------------------\n"); for (i=0; i<t.nums; i++) printf("\t%d\t%d\t%d\n",t.data[i].r,t.data[i].c,t.data[i].d); } void TranTat(TSMatrix t,TSMatrix &tb) //矩阵转置 { int p,q=0,v; //q为tb.data的下标 tb.rows=t.cols; tb.cols=t.rows; tb.nums=t.nums; if (t.nums!=0) //当存在非零元素时执行转置 { for (v=0; v<t.cols; v++) //tb.data[q]中的记录以c域的次序排列 for (p=0; p<t.nums; p++) //p为t.data的下标 if (t.data[p].c==v) { tb.data[q].r=t.data[p].c; tb.data[q].c=t.data[p].r; tb.data[q].d=t.data[p].d; q++; } } }
3main.cpp
//*Copyright (c)2017,烟台大学计算机与控制工程学院* //*All rights reservrd.* //*文件名称 ：main.cpp* //*作者：田长航* //*完成时间：2017年10月23日* //*版本号：v1.0* //*问题描述:测试函数* //*输入描述:无* //*程序输出:无* #include <stdio.h> #include "tup.h" int main() { TSMatrix t,tb; int x,y=10; int A[6][7]= { {0,0,1,0,0,0,0}, {0,2,0,0,0,0,0}, {3,0,0,0,0,0,0}, {0,0,0,5,0,0,0}, {0,0,0,0,6,0,0}, {0,0,0,0,0,7,4} }; CreatMat(t,A); printf("b:\n"); DispMat(t); if (Assign(t,x,2,5)==true) //调用时返回true printf("Assign(t,x,2,5)=>x=%d\n",x); else //调用时返回false printf("Assign(t,x,2,5)=>参数错误\n"); Value(t,y,2,5); printf("执行Value(t,10,2,5)\n"); if (Assign(t,x,2,5)==true) //调用时返回true printf("Assign(t,x,2,5)=>x=%d\n",x); else //调用时返回false printf("Assign(t,x,2,5)=>参数错误\n"); printf("b:\n"); DispMat(t); TranTat(t,tb); printf("矩阵转置tb:\n"); DispMat(tb); return 0; }
运行结果截图如下：
