【第9周 项目3 - 稀疏矩阵的三元组表示的实现(1)】

问题及代码:

/* 
Copyright (c)2015,烟台大学计算机与控制工程学院 
All rights reserved. 
文件名称:稀疏矩阵的三元组表示的实现及应用.cpp 
作    者:张耀
完成日期:20151116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:若干测试数据。 
程序输出:三元组对应操作的输出。 
*/   

头文件< tup.h >:

#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

源文件< tup.cpp >:

#include"tup.h" 
//TSMatrix储存行的个数、列的个数、及非0的个数、tupnode数组(包含每个元素的row,col和实际值)  

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=0,j=0; 
    t.cols=N; 
    t.rows=M; 
    t.nums=0; 
    while(i<M)  
    {  
        while(j<N)  
        {  
            if(A[i][j]!=0)  
            {  
                t.data[t.nums].d=A[i][j]; 
                t.data[t.nums].r=i; 
                t.data[t.nums].c=j; 
                t.nums++; 
            }  
            j++; 
        }  
        j=0; 
        i++; 
    }  
}  

bool Value(TSMatrix &t,ElemType x,int i,int j)  
{  
    if(i>t.rows||j>t.cols)  
    {  
        return false; 
    }  

    int k=0,k1; 
    while(k<t.nums&&i>t.data[k].r)  
    {  
        k++; 
    }  
    while(k<t.nums&&i==t.data[k].r&&j>t.data[k].c)  
    {  
        k++; 
    }  
     if (t.data[k].r==i && t.data[k].c==j)   //存在这样的元素  
        t.data[k].d=x; 
    else  
    {  
        k1=t.nums-1; 
        while(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; 
            k1--; 
        }  
        t.data[k].r=i; 
        t.data[k].c=j; 
        t.data[k].d=x; 
        t.nums++; 
        return true; 
    }  
}  
//三元组元素赋值  
bool Assign(TSMatrix t,ElemType &x,int i,int j)  
{  
    if(i>t.rows||j>t.cols)  
    {  
        return false; 
    }  

    int k=0; 
    while(k<t.nums&&i>t.data[k].r&&j>t.data[k].c)  
    {  
        if(t.data[k].r==i&&t.data[k].c==j)  
        {  

            break; 
        }  
        k++; 

    }  
    if(t.data[k].r==i&&t.data[k].c==j)  
    {  
        x=t.data[k].d; 
    }  
    else x=0; 
    return true; 

} //将指定位置的元素值赋给变量  
void DispMat(TSMatrix t)  
{  
    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); 


}//输出三元组  
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++; 
                }  
    }  
}

测试函数< main.cpp >:

#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:

【第9周 项目3 - 稀疏矩阵的三元组表示的实现(1)】_第1张图片

知识点总结:

稀疏矩阵的三元组表示方法。

学习心得:

自己在实现代码的过程中,本想改进一下寻找数据的方式,没想到想的有点太简单了,没有达到预期的效果,还是需要学习啊。

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