第九周 项目3-稀疏矩阵的三元组表示的实现及应用

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Copyright (c)2015,烟台大学计算机与控制工程学院
All rights reserved.
文件名称:项目3-1.cbp
作    者:孙钰坤
完成日期:2015年11月23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
*/

 

 

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	  
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++;  
                }  
    }  
}  

 
  
  
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;  
}  


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