第九周项目三：系数矩阵三元组表示的实现及应用
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文件名称：项目3-1.cbp
作 者：孙立立
完成日期：2015年12月4日
版 本 号：v1.0
问题描述：（1）建立稀疏矩阵三元组表示的算法库，包括：
① 头文tup.h，定义数据类型，声明函数；
② 源文件tup.cpp，实现稀疏矩阵三元组表示的基本运算，主要算法包括：
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
③ 设计main函数，测试上面实现的算法
输入描述：无
程序输出：测试数据
*/
tup.h代码：
#ifndef TUP_H_INCLUDED
#define TUP_H_INCLUDED
#include <stdio.h>
#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
cup.cpp：
#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++;
}
}
}
main.cpp代码:
#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：
