数据结构稀疏矩阵转置,加法

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数据结构之稀疏矩阵稀疏矩阵的存储方式和操作分析

数据结构之稀疏矩阵稀疏矩阵的存储方式和操作分析

数据结构之稀疏矩阵稀疏矩阵的存储方式和操作分析稀疏矩阵是指矩阵中大部分元素为零的特殊矩阵。

在实际应用中,稀疏矩阵经常出现,如图像处理、网络分析和科学计算等领域。

对于稀疏矩阵的存储和操作是数据结构中的重要内容。

本文将介绍稀疏矩阵的存储方式和相关操作的分析。

一、稀疏矩阵存储方式稀疏矩阵的存储方式有多种,其中三元组顺序表和二维数组是比较常用的方法。

1. 三元组顺序表三元组顺序表是一种基于行优先存储的方式,可以将稀疏矩阵以非零元素的形式存储起来。

主要包括行号、列号和元素值三个信息。

以一个4x5的稀疏矩阵为例,其中有三个非零元素分别为A[1][2]=3, A[2][3]=4, A[3][4]=5。

可以使用三元组顺序表来存储:```行号列号元素值1 2 32 3 43 4 5```三元组顺序表的优点是可以节省存储空间,同时也方便进行矩阵的操作。

但是在进行元素的查找和修改时,效率较低。

2. 二维数组二维数组是一种常见的矩阵表示方法,可以直接使用二维数组来表示稀疏矩阵。

其中非零元素的位置用实际的值表示,其余位置用零值表示。

以同样的4x5的稀疏矩阵为例,使用二维数组存储如下:```0 0 0 0 00 0 3 0 00 0 0 4 00 0 0 0 5```二维数组的优点是简单直观,并且可以快速进行元素的查找和修改。

但当稀疏矩阵的规模较大时,会造成较高的存储资源浪费。

二、稀疏矩阵的操作分析对于稀疏矩阵的操作,主要包括矩阵的转置、相加、相乘等。

1. 转置操作稀疏矩阵的转置是指将原始矩阵的行与列对调。

对于三元组顺序表来说,转置操作主要涉及到行号和列号的交换。

而对于二维数组来说,可以直接在取值的时候将行号和列号对调即可。

2. 相加操作稀疏矩阵的相加操作是指将两个矩阵对应位置的元素相加。

对于三元组顺序表来说,可以通过遍历两个矩阵的非零元素,并将其对应位置的元素相加。

而对于二维数组来说,可以直接将对应位置的元素相加即可。

3. 相乘操作稀疏矩阵的相乘操作是指将两个矩阵相乘得到一个新的矩阵。

数据结构实验报告稀疏矩阵运算

数据结构实验报告稀疏矩阵运算

数据结构实验报告稀疏矩阵运算实验目的:1.学习并理解稀疏矩阵的概念、特点以及存储方式。

2.掌握稀疏矩阵加法、乘法运算的基本思想和算法。

3.实现稀疏矩阵加法、乘法的算法,并进行性能测试和分析。

实验原理:稀疏矩阵是指矩阵中绝大多数元素为0的矩阵。

在实际问题中,有许多矩阵具有稀疏性,例如文本矩阵、图像矩阵等。

由于存储稀疏矩阵时,对于大量的零元素进行存储是一种浪费空间的行为,因此需要采用一种特殊的存储方式。

常见的稀疏矩阵的存储方式有三元组顺序表、十字链表、行逻辑链接表等。

其中,三元组顺序表是最简单直观的一种方式,它是将非零元素按行优先的顺序存储起来,每个元素由三个参数组成:行号、列号和元素值。

此外,还需要记录稀疏矩阵的行数、列数和非零元素个数。

稀疏矩阵加法的原理是将两个稀疏矩阵按照相同的行、列顺序进行遍历,对于相同位置的元素进行相加,得到结果矩阵。

稀疏矩阵乘法的原理是将两个稀疏矩阵按照乘法的定义进行计算,即行乘以列的和。

实验步骤:1.实现稀疏矩阵的三元组顺序表存储方式,并完成稀疏矩阵的初始化、转置、打印等基本操作。

2.实现稀疏矩阵的加法运算,并进行性能测试和分析。

3.实现稀疏矩阵的乘法运算,并进行性能测试和分析。

4.编写实验报告。

实验结果:经过实验测试,稀疏矩阵的加法和乘法算法都能正确运行,并且在处理稀疏矩阵时能够有效节省存储空间。

性能测试结果表明,稀疏矩阵加法、乘法的运行时间与非零元素个数有关,当非零元素个数较少时,运算速度较快;当非零元素个数较多时,运算速度较慢。

实验分析:稀疏矩阵的运算相对于普通矩阵的运算有明显的优势,可以节省存储空间和运算时间。

在实际应用中,稀疏矩阵的存储方式和运算算法都可以进行优化。

例如,可以采用行逻辑链接表的方式存储稀疏矩阵,进一步减少存储空间的占用;可以采用并行计算的策略加快稀疏矩阵的运算速度。

总结:通过本次实验,我深入学习了稀疏矩阵的概念、特点和存储方式,掌握了稀疏矩阵加法、乘法的基本思想和算法,并通过实验实现了稀疏矩阵的加法、乘法运算。

数据结构稀疏矩阵转置,加法

数据结构稀疏矩阵转置,加法

数据结构稀疏矩阵转置,加法《数据结构》实验报告◎实验题⽬:稀疏矩阵的转置、加法(⾏逻辑链接表)◎实验⽬的:学习使⽤三元组顺序表表⽰稀疏矩阵,并进⾏简单的运算◎实验内容:以三元组表表⽰稀疏矩阵,并进⾏稀疏矩阵的转置和加法运算。

⼀、需求分析该程序⽬的是为了⽤三元组表实现稀疏矩阵的转置和加法运算。

1、输⼊时都是以三元组表的形式输⼊;2、输出时包含两种输出形式:运算后得到的三元组表和运算后得到的矩阵;3、测试数据:(1)转置运算时输⼊三元组表:1 2 121 3 93 1 -33 6 144 3 245 2 186 1 156 4 -7得到转置后的三元组表:1 3 -31 6 152 1 122 5 183 1 93 4 244 6 -76 3 14(2)进⾏加法运算时先输⼊矩阵A(以三元组表形式):1 1 12 2 22 3 43 1 -4输⼊矩阵B(以三元组表形式):1 3 -22 3 -53 1 83 2 -6A与B的和矩阵以矩阵形式输出为:1 0 -20 2 -14 -6 0(⼆) 概要设计为了实现上述操作⾸先要定义三元组表,稀疏矩阵:typedef struct{int i,j;int e;}Triple;//三元组typedef struct{Triple data[MAXSIZE+1];int mu,nu,tu;}Matrix;//稀疏矩阵1.基本操作void CreatMatrix(Matrix *m)操作结果:创建⼀个稀疏矩阵。

void PrintMatrix(Matrix m)初始条件:矩阵m已存在。

操作结果:将矩阵m以矩阵的形式输出。

void FastTransposeMatrix(Matrix a,Matrix *b)初始条件:稀疏矩阵a已存在;操作结果:将矩阵a进⾏快速转置后存⼊b中。

void AddMatrix(Matrix a,Matrix b,Matrix *c)初始条件:稀疏矩阵a和b都已存在;操作结果:将矩阵a和b的和矩阵存⼊c中。

稀疏矩阵(算法与数据结构课程设计)

稀疏矩阵(算法与数据结构课程设计)

稀疏矩阵一、问题描述假若在n m ⨯阶中,有t 个元素不为零,令nm t ⨯=δ称为矩阵的稀疏因子。

通常认为≤δ0.05时称为稀疏矩阵。

稀疏矩阵的研究大大的减少了数据在计算机中存储所需的空间,然而,它们的运算却与普通矩阵有所差异。

通过本次实验实现稀疏矩阵的转置、加法和乘法等多种运算。

二、基本要求1、稀疏矩阵采用三元组表示,建立稀疏矩阵,并能按矩阵和三元组方式输出;2、编写算法,完成稀疏矩阵的转置操作;3、编写算法,完成对两个具有相同行列数的稀疏矩阵进行求和操作;4、编写算法,对前一矩阵行数与后一矩阵列数相等的两个矩阵,完成两个稀疏矩阵的相乘操作。

三、测试数据1、转置操作的测试数据:⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛00200013000010020100 2、相加操作的测试数据: ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛00200013000010020100 ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛00200010000210030300 3、相乘操作的测试数据: ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛0000000300400021 ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛001002000021 四、算法思想1、三元组结构类型为Triple ,用i 表示元素的行,j 表示元素的列,e 表示元素值。

稀疏矩阵的结构类型为TSMatrix ,用数组data[]表示三元组,mu 表示行数,nu 表示列数,tu 表示非零元个数。

2、稀疏矩阵转置的算法思想将需要转置的矩阵a 所有元素存储在三元组表a.data 中,按照矩阵a 的列序来转置。

为了找到a的每一列中所有非零元素,需要对其三元组表a.data扫描一遍,由于a.data 是以a的行需序为主序来存放每个非零元的,由此得到的就是a的转置矩阵的三元组表,将其储存在b.data中。

3、稀疏矩阵相加的算法思想比较满足条件(行数及列数都相同的两个矩阵)的两个稀疏矩阵中不为0的元素的行数及列数(即i与j),将i与j都相等的前后两个元素值e相加,保持i,j不变储存在新的三元组中,不等的则分别储存在此新三元组中。

数据结构稀疏矩阵运算器

数据结构稀疏矩阵运算器

数据结构稀疏矩阵运算器引言:稀疏矩阵是指在一个二维矩阵中,绝大多数元素为0或者没有意义的元素。

与之相对,稠密矩阵则是指大部分元素都有意义且不为0的矩阵。

稀疏矩阵在很多实际问题中经常出现,例如图论、网络分析、自然语言处理等领域。

为了高效地处理稀疏矩阵的运算,我们可以使用稀疏矩阵运算器。

一、稀疏矩阵的表示方法对于一个m×n的稀疏矩阵,我们可以使用三元组(Triplet)的方式进行表示。

三元组表示法包括三个数组:行数组row、列数组col 和值数组value。

其中,row[i]和col[i]分别表示第i个非零元素的行和列,value[i]表示第i个非零元素的值。

通过这种方式,我们可以用较少的空间来表示一个稀疏矩阵,从而提高运算效率。

二、稀疏矩阵的加法运算稀疏矩阵的加法运算可以通过遍历两个稀疏矩阵的非零元素,并将相同位置的元素相加得到结果。

具体步骤如下:1. 初始化一个新的稀疏矩阵result,其行数和列数与原始稀疏矩阵相同。

2. 遍历两个稀疏矩阵的非零元素,将相同位置的元素相加,并将结果存储在result中。

3. 返回result作为加法运算的结果。

三、稀疏矩阵的乘法运算稀疏矩阵的乘法运算可以通过矩阵的数学定义来实现。

具体步骤如下:1. 初始化一个新的稀疏矩阵result,其行数等于第一个稀疏矩阵的行数,列数等于第二个稀疏矩阵的列数。

2. 遍历第一个稀疏矩阵的每个非零元素,将其与第二个稀疏矩阵相应位置的元素相乘,并将结果累加到result中。

3. 返回result作为乘法运算的结果。

四、稀疏矩阵的转置运算稀疏矩阵的转置运算可以通过交换行数组row和列数组col来实现。

具体步骤如下:1. 初始化一个新的稀疏矩阵result,其行数等于原始稀疏矩阵的列数,列数等于原始稀疏矩阵的行数。

2. 将原始稀疏矩阵的行数组row赋值给result的列数组col,将原始稀疏矩阵的列数组col赋值给result的行数组row。

数据结构稀疏矩阵的表示和转置

数据结构稀疏矩阵的表示和转置

数据结构实验报告实验四稀疏矩阵的表示和转置一、实验目的1. 掌握稀疏矩阵的三元组顺序表存储结构2. 掌握稀疏矩阵的转置算法。

二、实验内容采用三元组表存储表示,求稀疏矩阵M的转置矩阵T。

(算法5.1)三、实验步骤:1. 构建稀疏矩阵M。

2. 求稀疏矩阵M的转置矩阵T。

3. 输出稀疏矩阵M和稀疏矩阵T。

四、算法说明首先要创建稀疏矩阵的三元组顺序表存储表示,定义mu,nu,tu分别表示矩阵的行数、列数和非零元个数。

在进行稀疏矩阵的转置时要做到(1):将矩阵的行列值相互交换;(2):将每个三元组的i,j相互调换;(3):重排三元组之间的次序便可实现矩阵的转置。

五、测试结果六、分析与探讨在此次程序中转置的方法称为快速转置,在转置前,应先求得M的每一列中非零元的个数,进而求得每一列的第一个非零元的位置。

七、附录:源代码数据结构实验报告源代码列在附录中,要求程序风格清晰易理解,有充分的注释。

有意义的注释行不少于30%。

#include <stdio.h>#define MAXSIZE 5#define MAXMN 200typedef struct{int i,j;int e;}Triple;typedef struct{Triple data[MAXSIZE];int rpos[MAXMN];int mu,nu,tu;//矩阵的行数、列数和非零元个数}TSMatrix; //行逻辑连接的顺序表int main(){printf("矩阵M\n");TSMatrix M,T;printf("i j v\n");int i;for(i=0;i<MAXSIZE;i++)scanf("%d %d %d",&M.data[i].i, &M.data[i].j, &M.data[i].e); printf("请输入矩阵M的行数mu,列数nu,及非零元的个数tu\n"); scanf("%d %d %d",&M.mu, &M.nu, &M.tu);//求稀疏矩阵M的转置矩阵TT.mu=M.nu; T.nu=M.mu; T.tu=M.tu;if(T.tu){int t, column, num[MAXMN]={0}; //用来统计M中每列非零元的个数for(t=0;t<M.tu;t++)++num[M.data[t].j];T.rpos[0]=0; for(column=1;column<T.mu;column++)T.rpos[column]=T.rpos[column-1]+num[column-1]; int p, q;for(p=0;p<M.tu;p++){column=M.data[p].j;q=T.rpos[column];T.data[q].i=M.data[p].j;T.data[q].j=M.data[p].i;数据结构实验报告T.data[q].e=M.data[p].e;T.rpos[column]++; //转置矩阵T中同一行的非零元的起始位置自增1 } }//输出矩阵M及转置矩阵Tprintf("\n矩阵T:\n");printf("i j v\n");for(i=0;i<T.tu;i++)printf("%d %d %d\n",T.data[i].i, T.data[i].j, T.data[i].e); printf("\n");return 0;}欢迎您的下载,资料仅供参考!致力为企业和个人提供合同协议,策划案计划书,学习课件等等打造全网一站式需求。

稀疏矩阵存储和操作稀疏矩阵的数据结构与算法

稀疏矩阵存储和操作稀疏矩阵的数据结构与算法

稀疏矩阵存储和操作稀疏矩阵的数据结构与算法稀疏矩阵是指具有大量零元素和少量非零元素的矩阵。

在实际场景中,由于矩阵中大部分元素为零,传统的矩阵存储方式会造成大量的存储空间的浪费以及数据操作的低效性。

因此,为了节省存储空间和提高数据操作的效率,稀疏矩阵的存储和操作需要借助于特定的数据结构和算法。

一、稀疏矩阵存储的数据结构1.1. 压缩存储方法压缩存储方法是一种常用的稀疏矩阵存储方法。

常见的压缩存储方法有三种:行压缩法(CSR)、列压缩法(CSC)和十字链表法。

1.1.1. 行压缩法(CSR)行压缩法是通过两个数组来存储稀疏矩阵的非零元素。

第一个数组存储非零元素的值,第二个数组存储非零元素在矩阵中的位置信息。

1.1.2. 列压缩法(CSC)列压缩法与行压缩法相似,只是存储方式不同。

列压缩法是通过两个数组来存储稀疏矩阵的非零元素。

第一个数组存储非零元素的值,第二个数组存储非零元素在矩阵中的位置信息。

1.1.3. 十字链表法十字链表法是一种更加灵活的稀疏矩阵存储方法。

通过使用链表的方式,将非零元素存储在链表中,并且每个非零元素还具有行和列的指针,方便进行数据操作。

1.2. 坐标存储法坐标存储法是一种简单直观的稀疏矩阵存储方法。

每个非零元素包括行列坐标和元素值,通过三元组的方式进行存储。

二、稀疏矩阵的操作算法2.1. 矩阵转置矩阵转置是指将原矩阵的行变为列,列变为行的操作。

对于稀疏矩阵,常用的转置算法为快速转置算法。

该算法通过统计每列非零元素的个数,并根据列的非零元素个数确定每个非零元素转置后的位置。

2.2. 矩阵相加矩阵相加是指将两个矩阵对应位置上的元素相加得到一个新的矩阵。

对于稀疏矩阵的相加,可以遍历两个矩阵的非零元素,对相同位置上的元素进行相加。

2.3. 矩阵相乘矩阵相乘是指将两个矩阵相乘得到一个新的矩阵。

对于稀疏矩阵的相乘,常用的算法为稀疏矩阵乘法算法。

该算法通过遍历两个矩阵的非零元素,按照矩阵乘法的规则计算得到新矩阵的非零元素。

数据结构课程设计稀疏矩阵

数据结构课程设计稀疏矩阵

稀疏矩阵应用摘要本课程设计主要实现在三元组存储结构与十字链表存储结构下输入稀疏矩阵,并对稀疏矩阵进行转置,相加,相乘操作,最后输出运算后的结果。

在程序设计中,考虑到方法的难易程度,采用了先用三元组实现稀疏矩阵的输入,输出,及其转置,相加,相乘操作的方法,再在十字链表下实现。

程序通过调试运行,结果与预期一样,初步实现了设计目标。

关键词程序设计;稀疏矩阵;三元组;十字链表1 引言1.1课程设计任务本课程设计主要实现在三元组存储结构与十字链表存储结构下输入稀疏矩阵,并对稀疏矩阵进行转置,相加,相乘操作,最后输出运算后的结果。

稀疏矩阵采用三元组和十字链表表示,并在两种不同的存储结构下,求两个具有相同行列数的稀疏矩阵A和B的相加矩阵C,并输出C;求出A的转置矩阵D,输出D;求两个稀疏矩阵A和B的相乘矩阵E,并输出E。

1.2课程设计性质数据结构课程设计是重要地实践性教学环节。

在进行了程序设计语言课和《数据结构》课程教学的基础上,设计实现相关的数据结构经典问题,有助于加深对数据结构课程的认识。

本课程设计是数据结构中的一个关于稀疏矩阵的算法的实现,包括在三元组和十字链表下存储稀疏矩阵,并对输入的稀疏矩阵进行转置,相加,相乘等操作,最后把运算结果输出。

此课程设计要求对数组存储结构和链表存储结构非常熟悉,并能熟练使用它们。

1.3课程设计目的其目的是让我们在学习完C、数据结构等课程基础上,掌握多维数组的逻辑结构和存储结构、掌握稀疏矩阵的压缩存储及转置,相加,相乘等基本操作,并用不同的方法输出结果,进一步掌握设计、实现较大系统的完整过程,包括系统分析、编码设计、系统集成、以及调试分析,熟练掌握数据结构的选择、设计、实现以及操作方法,为进一步的应用开发打好基础。

2需求分析2.1设计函数建立稀疏矩阵及初始化值和输出稀疏矩阵的值本模块要求设计函数建立稀疏矩阵并初始化,包括在三元组结构下和十字链表结构下。

首先要定义两种不同的结构体类型,在创建稀疏矩阵时,需要设计两个不同的函数分别在三元组和十字链表下创建稀疏矩阵,在输入出现错误时,能够对错误进行判别处理,初始化稀疏矩阵都为空值,特别注意在十字链表下,对变量进行动态的地址分配。

数据结构实验之稀疏矩阵的转置

数据结构实验之稀疏矩阵的转置

实验六:稀疏矩阵的转置[实验题目]改编教材中一维数组类,增加成员函数Array1D<T> & operator +(Array1D<T>& c2);,可以做求和运算,并在主程序里输入完两个长度相同的一维数组之后,调用这个成员函数求和。

完善教材中稀疏矩阵,调试转置运算,并编写出两个重定义的流操作运算,并自行编写主程序验证输出两个三元组,稀疏矩阵转置是否成功。

[概要分析]对一个稀疏矩阵,写成行三元组形式,对行三元组扫描一次即可定位,而关键是找到每列(0,1,…,n-1)首个非0元素的位置,在新的三元组转置,记在k数组中。

分别建立SeqTriple.cpp、SeqTriple.h、TsteSeqTripleMain.cpp。

[详细设计]1.类的结构2.核心代码(1)转置思路:快速转置算法使用n个指针k[i](0<=i<n)(n是矩阵的列数),指向稀疏矩阵M中i列的第一个非零元素在转置后的三元组B中的存放位置。

有了k[i],只要对三元组扫描一次即可定位。

关键在于找到每列首个非零元素的位置k[0]=0;k[i]=k[i-1]+num[i-1];具体代码:void SeqTriple<T>::Transpose(SeqTriple<T>& B)const{ //将this 转置赋给Bint *num=new int[n]; int *k=new int[n]; //为num和k分配空间B.m=n; B.n=m; B.t=t;if (t>0){for (int i=0; i<n; i++) num[i]=0; //初始化numfor (i=0; i<t; i++) num[trip[i].col]++; //计算numk[0]=0;for(i=1; i<n; i++) k[i]=k[i-1]+num[i-1]; //计算kfor(i=0; i<t; i++){ //扫描this对象的三元组表int j=k[trip[i].col]++; //求this对象的第i项在B中的位置jB.trip[j].row=trip[i].col; //将this对象的第i项转置到B的位置jB.trip[j].col=trip[i].row;B.trip[j].value=trip[i].value;}}delete [] num;delete [] k;}(2)整体赋值思路:先将本类对象所占空间清空,再按赋值对象(即参数对象)规格重新申请空间,最后循环拷贝每个元素。

数据结构——稀疏矩阵运算器

数据结构——稀疏矩阵运算器

数据结构——稀疏矩阵运算器目录1. 简介1.1 概述1.2 稀疏矩阵的定义2. 数据结构设计2.1 稀疏矩阵的存储方式2.2 稀疏矩阵的数据结构设计3. 基本操作3.1 创建稀疏矩阵3.2 初始化稀疏矩阵的元素3.3 稀疏矩阵的加法3.4 稀疏矩阵的减法3.5 稀疏矩阵的乘法4. 高级操作4.1 稀疏矩阵的转置4.2 稀疏矩阵的快速乘法5. 示例应用5.1 矩阵乘法示例5.2 矩阵转置示例6. 总结与展望1. 简介1.1 概述稀疏矩阵是一种具有大量零元素的矩阵,对于大规模稀疏矩阵的运算,传统的矩阵运算方法效率较低。

本文档介绍了一种稀疏矩阵运算器的设计和实现。

1.2 稀疏矩阵的定义稀疏矩阵是指矩阵中大部分元素为零的矩阵。

相比于密集矩阵,稀疏矩阵的存储和运算可以进行有效的优化,提高运算效率。

2. 数据结构设计2.1 稀疏矩阵的存储方式稀疏矩阵可以使用多种方式进行存储,常见的方法有三元组表示法和十字链表表示法。

本文档使用三元组表示法进行存储。

2.2 稀疏矩阵的数据结构设计稀疏矩阵的数据结构设计包括矩阵的行数、列数和非零元素的个数等基本信息,以及按照行优先的方式存储稀疏矩阵的非零元素和对应的行列索引。

3. 基本操作3.1 创建稀疏矩阵创建稀疏矩阵的操作包括输入矩阵的行数和列数,以及非零元素的个数,以便为矩阵分配内存空间。

3.2 初始化稀疏矩阵的元素初始化稀疏矩阵的操作包括输入矩阵的非零元素及其对应的行列索引。

3.3 稀疏矩阵的加法实现稀疏矩阵的加法运算,包括对两个稀疏矩阵进行相应的遍历和运算操作。

3.4 稀疏矩阵的减法实现稀疏矩阵的减法运算,包括对两个稀疏矩阵进行相应的遍历和运算操作。

3.5 稀疏矩阵的乘法实现稀疏矩阵的乘法运算,包括对两个稀疏矩阵进行相应的遍历和运算操作。

4. 高级操作4.1 稀疏矩阵的转置实现稀疏矩阵的转置操作,包括对稀疏矩阵的行列索引进行互换。

4.2 稀疏矩阵的快速乘法通过对矩阵进行合并和切分等操作,实现稀疏矩阵的快速乘法运算,提高运算效率。

矩阵转置及相加实验报告

矩阵转置及相加实验报告

一、实验内容和要求1、稀疏矩阵A,B均采用三元组表示,验证实现矩阵A快速转置算法,设计并验证A,B相加得到矩阵C的算法。

(1)从键盘输入矩阵的行数和列数,随机生成稀疏矩阵。

(2)设计算法将随机生成的稀疏矩阵转换成三元组顺序表示形式存储。

(3)设计算法将快速转置得到的与相加得到的三元组顺序表分别转换成矩阵形式。

(4)输出随机生成的稀疏矩阵A,B及其三元组顺序表、快速转置得到的与相加得到的三元组顺序表及其矩阵形式。

二、实验过程及结果一、需求分析1、将随机生成的数定义为int型(为方便起见设定范围为-20至20(不含0),可修改),三元组存储的元素分别为非零元的行下标、列下标及该位置的元素值,零元不进行存储。

实际上在生成稀疏矩阵时是随机选取一些位置生成非零元然后存入三元组中。

2、从键盘输入矩阵的行数和列数后应能输出三元组顺序表及相应矩阵(按行和列排列形式输出)。

3、程序能实现的功能包括:①随机产生稀疏矩阵;②输出阵列形式的矩阵;③输出三元组顺序表;④将矩阵快速转置;⑤将两个稀疏矩阵相加生成新的矩阵。

二、概要设计1、稀疏矩阵的抽象数据类型定义:ADT TSMatrix{数据对象:D={ aij|i=1,2,…,m,j=1,2,…,n;Ai,j∈ElemSet,m和n分别称为矩阵的行数和列数} 数据关系:R={Row,Col}Row={<ai,j,ai,j+1>|1≤i≤m, 1≤j≤n-1}Col ={<ai,j,ai+1,j>|1≤i≤m-1, 1≤j≤n}基本操作:CreateTSMatrix(&M)操作结果:创建矩阵MPrintTSMatrix(M)初始条件:矩阵M已存在操作结果:输出矩阵M中三元组形式的非零元素PrintTSMatrix1(M)初始条件:矩阵M已存在操作结果:以阵列形式输出矩阵UnZore(M, row, col)初始条件:矩阵M已存在操作结果:若位置(row,col)处存在非零元素,则返回该元素存储在矩阵中的序号TSMatrix_Add(M, N,&Q)初始条件:矩阵M,N已存在操作结果:将矩阵M,N相加得到Q并返回矩阵QFastTransposeSMatrix(M,&N)初始条件:矩阵M已存在操作结果:将矩阵M快速转置得到转置矩阵N并返回}ADT TSMatrix;⒊本程序模块结构⑴主函数模块void main(){初始化迷矩阵;创建矩阵并输出;将矩阵转置并输出;将矩阵相加并输出结果;}三、详细设计1、基本数据类型操作⑴typedef int ElemType;typedef struct{int i,j;ElemType e;}Triple;//数据类型三元组typedef struct{Triple data[maxsize+1];//矩阵大小int mu,nu,tu; //}TSMatrix;//矩阵抽象数据类型2、参数设置:#define maxsize 10000//----------基本操作的算法描述--------------------Status CreateTSMatrix(TSMatrix *M){//创建一个随机矩阵(data[0]未用)srand((int)time(NULL));printf("Please Input The Lines And Columns Of The Matrix:\n");printf("...(矩阵的期望规格大于4*5(或5*4))...\n");scanf(M->mu,M->nu);for(m=0;m<M->mu;m++){for(n=0;n<M->nu;n++){k[m][n]=rand()%20;if(k[m][n]==0){if(rand()%2)M->data[p].e=rand()%20+1;elseM->data[p].e=rand()%20-20;M->data[p].i=m+1;M->data[p].j=n+1;p++;}}}M->tu=p-1; //p从1开始,非零元个数刚好等于p-1return OK;}void PrintTSMatrix(TSMatrix M){//输出矩阵的三元组顺序表if(M.tu==0)printf("无非零元!\n");else{printf("该矩阵的行数为%d、列数为%d、非零元素个数为%d.\n非零元的坐标及值:\n\n",M.mu,M.nu,M.tu);printf(" 行列元素值\n");for(i=1;i<=M.tu;i++){printf("%4d%4d%6d\n",M.data[i].i,M.data[i].j,M.data[i].e);}printf("\n");}}void PrintTSMatrix1(TSMatrix M){//输出矩阵的阵列形式printf("阵列形式为:\n");for(i=1;i<=M.mu;i++){for(j=1;j<=M.nu;j++)if (k<M.tu&&p->i==i&&p->j==j){printf("%4d",p->e); //data[0]未用,p从data[1]开始p++;k++;}elseprintf("%4d",0);printf("\n");}printf("\n");}int UnZore(TSMatrix M,int row,int col){while(order<=M.tu){if(M.data[order].i==row&&M.data[order].j==col)//order从1开始return order;order++;}return 0;}Status TSMatrix_Add(TSMatrix M,TSMatrix N,TSMatrix *Q){//矩阵相加得到新的矩阵,order从1开始if(M.mu==N.mu&&M.nu==N.nu){for(row=1;row<=M.mu;row++){for(col=1;col<=M.nu;col++){order1=UnZore(M,row,col);order2=UnZore(N,row,col);if(order1&&order2){Q->data[order].i=row;Q->data[order].j=col;Q->data[order].e=M.data[order1].e+N.data[order2].e;order++;}else if(order1&&(!order2)){Q->data[order].e=M.data[order1].e;Q->data[order].i=M.data[order1].i;Q->data[order].j=M.data[order1].j;order++;}else if((!order1)&&order2){Q->data[order].e=N.data[order2].e;Q->data[order].i=N.data[order2].i;Q->data[order].j=N.data[order2].j;order++;}}}Q->mu=M.mu;Q->nu=M.nu;Q->tu=order-1;return OK;}else{printf("\n不是同型矩阵不能进行相加!\n");return ERROR;}}Status FastTransposeSMatrix(TSMatrix M,TSMatrix *N){//采用三元组顺序表存储表示,求稀疏矩阵M的转置矩阵NN->mu=M.nu;N->nu=M.mu;N->tu=M.tu;if(N->tu){for(i=1;i<=M.nu;++i)num[i]=0;for(t=1;t<=M.tu;++t)++num[M.data[t].j];//求M中每一列非零元个数 cpot[1]=1;//求第col列中第一个元素在b.data中的序号for(i=2;i<=M.nu;++i)cpot[i]=cpot[i-1]+num[i-1];for(p=1;p<=M.tu;++p){i=M.data[p].j;q=cpot[i];N->data[q].i=M.data[p].j;N->data[q].j=M.data[p].i;N->data[q].e=M.data[p].e;++cpot[i];}}return OK;}⑶主函数算法:void main(){TSMatrix A,A1,B,C;printf("矩阵A:\n");CreateTSMatrix(&A);PrintTSMatrix(A);PrintTSMatrix1(A);printf("由矩阵A转置得矩阵A1...\n");FastTransposeSMatrix(A,&A1);PrintTSMatrix(A1);PrintTSMatrix1(A1);printf("矩阵B:\n");CreateTSMatrix(&B);PrintTSMatrix(B);PrintTSMatrix1(B);printf("矩阵A加矩阵B得到矩阵C...\n");if(TSMatrix_Add(A,B,&C)){PrintTSMatrix(C);PrintTSMatrix1(C);}}四、调试分析1、三元组顺序表的输出顺序应该是先按行排序再按列排序,即行主序,依次输出。

三元组压缩存储结构的稀疏矩阵的运算快速转置

三元组压缩存储结构的稀疏矩阵的运算快速转置

三元组压缩存储结构的稀疏矩阵的运算快速转置在计算机科学和数学领域中,稀疏矩阵是一种在大部分元素为零的矩阵。

由于其大部分元素为零,因此在存储和运算时存在着一些挑战。

为了解决这一问题,人们提出了三元组压缩存储结构,这种存储结构能够有效地压缩稀疏矩阵,并且能够实现快速的运算转置。

1.稀疏矩阵稀疏矩阵是一种大部分元素为零的矩阵,与之相对应的是稠密矩阵,其大部分元素为非零值。

稀疏矩阵通常在图像处理、文本处理、网络分析等领域中得到广泛应用。

然而,由于大部分元素为零,传统的存储方式会导致存储空间的浪费。

人们提出了三元组压缩存储结构,以解决稀疏矩阵存储的问题。

2.三元组压缩存储结构三元组压缩存储结构是一种用于表示稀疏矩阵的存储格式。

它采用三个数组来分别存储矩阵的非零元素的行坐标、列坐标和数值。

由于只需存储非零元素的信息,因此能够有效地压缩存储空间。

三元组压缩存储结构还能够实现快速的随机访问,这是由于它将矩阵的元素位置和数值分开存储,使得在进行运算时能够更为高效。

3.稀疏矩阵的运算稀疏矩阵的运算是对稀疏矩阵进行加法、减法、乘法等操作的过程。

在进行稀疏矩阵的运算时,三元组压缩存储结构能够显著提高计算效率。

这是由于在进行运算时,只需考虑非零元素,而无需考虑大量的零元素,从而减少了计算的复杂度。

4.稀疏矩阵的快速转置稀疏矩阵的转置是将矩阵的行和列交换,同时保持非零元素的位置和数值不变。

在传统的存储方式下,稀疏矩阵的转置操作相对复杂且耗时。

然而,采用三元组压缩存储结构后,稀疏矩阵的快速转置变得十分简便。

通过交换三元组中的行坐标和列坐标,即可完成稀疏矩阵的快速转置操作。

5.个人观点和理解我认为三元组压缩存储结构的出现,极大地解决了稀疏矩阵在存储和运算中的效率问题。

通过将矩阵的非零元素信息进行压缩存储,不仅节省了存储空间,同时也提高了计算效率。

在实际应用中,三元组压缩存储结构能够更好地满足对存储空间和计算效率有较高要求的场景,为稀疏矩阵的处理提供了更为便利和高效的途径。

稀疏矩阵实验报告

稀疏矩阵实验报告

一、实验目的1. 理解稀疏矩阵的概念和特点。

2. 掌握稀疏矩阵的三元组表示方法。

3. 熟悉稀疏矩阵的基本运算,如转置、加法、减法等。

4. 提高编程能力和问题解决能力。

二、实验环境1. 操作系统:Windows 102. 编程语言:C++3. 开发工具:Visual Studio 2019三、实验内容1. 稀疏矩阵的三元组表示- 设计稀疏矩阵的三元组存储结构。

- 编写函数实现稀疏矩阵的三元组表示。

2. 稀疏矩阵的基本运算- 实现稀疏矩阵的转置。

- 实现稀疏矩阵的加法、减法。

- 实现稀疏矩阵的乘法。

3. 实验结果分析- 对实验结果进行分析,比较稀疏矩阵与普通矩阵运算的效率。

四、实验步骤1. 稀疏矩阵的三元组表示- 定义稀疏矩阵的三元组存储结构,包括行号、列号和元素值。

- 编写函数实现稀疏矩阵的三元组表示,包括读取稀疏矩阵的三元组数据、构建稀疏矩阵的三元组表示等。

2. 稀疏矩阵的基本运算- 实现稀疏矩阵的转置,包括交换行号和列号、重新排序等。

- 实现稀疏矩阵的加法、减法,包括遍历两个稀疏矩阵的三元组,计算对应元素的加法或减法结果。

- 实现稀疏矩阵的乘法,包括遍历两个稀疏矩阵的三元组,计算对应元素的乘法结果。

3. 实验结果分析- 对实验结果进行分析,比较稀疏矩阵与普通矩阵运算的效率。

- 分析实验结果,得出稀疏矩阵运算的优缺点。

五、实验结果1. 稀疏矩阵的三元组表示- 读取稀疏矩阵的三元组数据,构建稀疏矩阵的三元组表示。

2. 稀疏矩阵的基本运算- 实现稀疏矩阵的转置,包括交换行号和列号、重新排序等。

- 实现稀疏矩阵的加法、减法,包括遍历两个稀疏矩阵的三元组,计算对应元素的加法或减法结果。

- 实现稀疏矩阵的乘法,包括遍历两个稀疏矩阵的三元组,计算对应元素的乘法结果。

3. 实验结果分析- 稀疏矩阵运算效率比普通矩阵运算高,尤其在稀疏程度较高的矩阵上。

- 稀疏矩阵运算的缺点是存储空间较大,且运算过程中需要频繁进行数据交换。

数据结构——稀疏矩阵运算器

数据结构——稀疏矩阵运算器

数据结构——稀疏矩阵运算器数据结构——稀疏矩阵运算器1、简介1.1 背景稀疏矩阵是一种特殊的矩阵,其中包含大量的零元素。

与密集矩阵相比,稀疏矩阵在存储和计算上具有更高的效率。

稀疏矩阵运算器是一种特定的工具,用于执行稀疏矩阵的各种运算,如加法、减法、乘法等。

1.2 目的2、稀疏矩阵的定义与表示2.1 稀疏矩阵的定义稀疏矩阵是指在矩阵中只有部分元素非零的矩阵。

通常,如果矩阵中超过一定比例的元素为零,则可以将其称为稀疏矩阵。

2.2 稀疏矩阵的表示稀疏矩阵可以使用多种表示方式,如数组、链表、三元组等。

每种表示方式都有各自的特点和适用范围。

3、稀疏矩阵运算的基本概念3.1 稀疏矩阵加法稀疏矩阵加法是指对两个稀疏矩阵进行元素级别的相加操作。

该操作要求两个矩阵具有相同的维度。

3.2 稀疏矩阵减法稀疏矩阵减法是指对两个稀疏矩阵进行元素级别的相减操作。

该操作要求两个矩阵具有相同的维度。

3.3 稀疏矩阵乘法稀疏矩阵乘法是指对两个稀疏矩阵进行矩阵乘法运算。

该操作要求第一个矩阵的列数等于第二个矩阵的行数。

4、稀疏矩阵运算器的实现4.1 基本功能稀疏矩阵运算器应具备稀疏矩阵加法、减法和乘法的基本功能。

用户可以输入矩阵的维度和元素值,然后执行相应的运算。

4.2 稀疏矩阵的表示与存储稀疏矩阵的表示与存储是稀疏矩阵运算器的关键部分。

可以使用多种数据结构来表示和存储稀疏矩阵,如三元组、链表等。

4.3 稀疏矩阵运算的算法实现稀疏矩阵运算的算法实现是稀疏矩阵运算器的核心部分。

可以使用各种算法来实现稀疏矩阵的加法、减法和乘法运算。

5、附加功能与性能优化5.1 稀疏矩阵转置稀疏矩阵转置是指将稀疏矩阵的行与列进行交换。

该操作可以提高计算效率,并减少存储空间的使用。

5.2 稀疏矩阵的压缩与解压缩稀疏矩阵的压缩与解压缩是指将稀疏矩阵的存储空间进行优化,从而减少存储空间的使用。

5.3 算法的优化与性能测试稀疏矩阵运算器的性能优化是一个重要的方向。

数据结构--稀疏矩阵课程设计

数据结构--稀疏矩阵课程设计

安徽理工大学数据结构课程设计说明书题目: 稀疏矩阵的运算院系:计算机科学与工程学院专业班级:计算机10-*班学号: 201030****学生姓名: ******指导教师:2011年 12 月 28 日安徽理工大学课程设计(论文)任务书计算机科学与工程学院学号201030**** 学生姓名***** 专业(班级)计10-* 设计题目稀疏矩阵的运算设计技术参数系统平台:Windows XP开发工具:Microsoft Visual C++ 6.0设计要求(1)存储结构选择三元组存储方式;(2)实现一个稀疏矩阵的转置运算;(3)实现两个稀疏矩阵的加法运算;(4)实现两个稀疏矩阵的减法运算;(5)实现两个稀疏矩阵的乘法运算。

工作量课程设计报告要求不少于3000字。

源程序要求不少于300行工作计划11月9日-11月22日查找相关资料11月23日-11月26日 DOS菜单界面设计11月27日-12月5日设计算法12月6日-12月20日编写代码12月21日-12月28日撰写实验报告参考资料[1]秦锋.数据结构(C语言版).北京:清华大学出版社,2011[2]温秀梅,丁学均.Visual C++面向对象程序设计.北京:清华大学出版社,2009[3]何钦铭,颜晖.C语言程序设计.北京:高等教育出版社,2008指导教师签字教研室主任签字2011年 11 月 8 日安徽理工大学课程设计(论文)成绩评定表学生姓名:***** 学号:201030**** 专业班级:计10-* 课程设计题目:稀疏矩阵的运算指导教师评语:成绩:指导教师:年月日目录1 问题描述 (1)2 需求分析 (1)3 总体设计 (2)3.1 Matrix结构的定义 (2)3.2 系统流程图 (3)4 详细设计 (4)4.1 “菜单”界面 (4)4.2 建立矩阵 (4)4.3 显示矩阵 (6)4.4 矩阵的转置 (7)4.5 矩阵的加法运算 (8)4.6 矩阵的减法运算 (9)4.7 矩阵的乘法运算 (10)5 程序运行 (11)5.1 输入矩阵 (11)5.2 矩阵转置 (11)5.3 矩阵加法 (12)5.4 矩阵减法 (12)5.5 矩阵乘法 (13)5.6 退出及错误提示 (13)6 总结 (14)参考文献 (15)1 问题描述(1)题目内容:设计稀疏矩阵运算系统实现两个稀疏矩阵的加法、减法、乘法以及转置操作。

稀疏矩阵加法和转置c语言

稀疏矩阵加法和转置c语言

稀疏矩阵加法和转置c语言稀疏矩阵是指矩阵中大部分元素为零的矩阵。

在实际应用中,很多矩阵都是稀疏的,例如图像处理、网络分析等领域。

为了节省存储空间和提高运算效率,我们需要使用特殊的方法来处理稀疏矩阵。

在C语言中,实现稀疏矩阵加法的方法有很多种,我们这里介绍一种常见的方法。

假设我们有两个稀疏矩阵A和B,它们的大小都是m 行n列。

我们的目标是计算它们的和矩阵C。

我们需要定义一个结构体来表示稀疏矩阵的非零元素。

这个结构体包含三个成员变量:行号row、列号column和元素值value。

我们可以使用一个数组来存储所有的非零元素。

接下来,我们需要编写一个函数来实现稀疏矩阵加法。

这个函数接受两个稀疏矩阵A和B作为参数,返回它们的和矩阵C。

函数的实现过程如下:1. 遍历稀疏矩阵A的所有非零元素,将它们加入和矩阵C中。

2. 遍历稀疏矩阵B的所有非零元素,将它们加入和矩阵C中。

3. 如果两个非零元素的行号和列号相同,我们需要将它们的值相加并存储到和矩阵C中。

在实际编写代码时,我们可以使用两个指针来分别指向稀疏矩阵A 和B的非零元素,这样可以提高遍历的效率。

除了稀疏矩阵加法,转置也是处理稀疏矩阵的常见操作之一。

在转置操作中,我们需要将矩阵的行与列互换,即将矩阵的第i行转置为第i列。

同样地,我们可以使用一个结构体来表示稀疏矩阵的非零元素。

在转置操作中,我们只需要将每个非零元素的行号和列号互换即可。

具体实现过程如下:1. 遍历稀疏矩阵的所有非零元素。

2. 将每个非零元素的行号和列号互换。

与稀疏矩阵加法类似,我们可以使用指针来提高遍历的效率。

总结起来,稀疏矩阵加法和转置是处理稀疏矩阵的两个常见操作。

在C语言中,我们可以使用结构体和指针来实现这两个操作。

通过合理的算法设计和代码实现,我们可以高效地处理稀疏矩阵,节省存储空间和提高运算效率。

希望本文对读者理解稀疏矩阵加法和转置在C语言中的实现有所帮助。

对稀疏矩阵结构的操作

对稀疏矩阵结构的操作

对稀疏矩阵结构的操作稀疏矩阵是一种特殊的矩阵结构,其大部分元素为0,只有少部分非零元素。

由于稀疏矩阵的特殊性,对其进行操作时需要采用特定的方法和算法。

本文将介绍几种常见的对稀疏矩阵进行操作的方法。

一、稀疏矩阵的存储方式稀疏矩阵的存储方式有多种,常见的有三元组表示法和压缩存储方式。

三元组表示法是将非零元素的行、列和值分别存储在三个数组中,这种存储方式简单直观,但是对于大规模稀疏矩阵来说,空间占用较大。

压缩存储方式则是将稀疏矩阵按行或按列进行压缩存储,只存储非零元素的位置和值,可以大大减小空间占用。

二、稀疏矩阵的加法和减法对于稀疏矩阵的加法和减法,可以采用三元组表示法或压缩存储方式。

首先需要将两个矩阵转换为相同的存储方式,然后按照矩阵的行列进行遍历,将对应位置的元素进行加法或减法操作。

在遍历过程中,需要注意处理非零元素的情况,可以采用稀疏矩阵的存储结构进行判断和处理。

三、稀疏矩阵的乘法稀疏矩阵的乘法是一种复杂的运算,涉及到矩阵的行列遍历和乘法操作。

对于两个稀疏矩阵的乘法,可以采用三元组表示法或压缩存储方式。

首先需要将两个矩阵转换为相同的存储方式,然后按照矩阵的行列进行遍历,对于每个非零元素,需要找到对应位置的元素进行乘法操作,并将结果累加。

在遍历过程中,可以采用稀疏矩阵的存储结构进行优化,减少不必要的运算。

四、稀疏矩阵的转置稀疏矩阵的转置是将矩阵的行和列进行互换,对于稀疏矩阵,可以采用三元组表示法或压缩存储方式进行转置。

对于三元组表示法,只需要将行和列进行互换即可;对于压缩存储方式,只需要将行和列的索引进行互换,并按照转置后的行列顺序重新排列非零元素。

五、稀疏矩阵的求逆稀疏矩阵的求逆是一种复杂的运算,需要借助于线性代数的知识和算法。

对于稀疏矩阵的求逆,可以采用LU分解、LDU分解或Cholesky分解等方法。

这些方法可以将稀疏矩阵分解为三个矩阵的乘积,然后再求解逆矩阵。

在求解过程中,需要注意处理稀疏矩阵的特殊结构,以提高求解的效率。

c语言稀疏矩阵应用代码实现三元组,十字链表下的稀疏矩阵的加、转、乘的实现。

c语言稀疏矩阵应用代码实现三元组,十字链表下的稀疏矩阵的加、转、乘的实现。

c语言稀疏矩阵应用代码实现三元组,十字链表下的稀疏矩阵的加、转、乘的实现。

在C语言中,实现稀疏矩阵的加法、转置和乘法涉及复杂的数据结构和算法。

其中,常用的表示稀疏矩阵的两种数据结构是三元组和十字链表。

下面我将为您提供一个简单的示例代码,用C语言实现稀疏矩阵的加法、转置和乘法操作,使用三元组表示法来表示稀疏矩阵。

首先,我们需要定义表示稀疏矩阵的三元组结构体:```c#include<stdio.h>#define MAX_SIZE100typedef struct{int row;int col;int value;}Element;typedef struct{int rows;int cols;int num_elements;Element data[MAX_SIZE];}SparseMatrix;```接下来,我们实现稀疏矩阵的加法、转置和乘法函数:```c#include<stdbool.h>//加法函数SparseMatrix addSparseMatrix(SparseMatrix matrix1,SparseMatrix matrix2){ SparseMatrix result;result.rows=matrix1.rows;result.cols=matrix1.cols;result.num_elements=0;int i=0,j=0;while(i<matrix1.num_elements&&j<matrix2.num_elements){if(matrix1.data[i].row<matrix2.data[j].row||(matrix1.data[i].row==matrix2.data[j].row&&matrix1.data[i].col<matrix2.data[j].col)){ result.data[result.num_elements++]=matrix1.data[i++];}else if(matrix1.data[i].row>matrix2.data[j].row||(matrix1.data[i].row==matrix2.data[j].row&&matrix1.data[i].col>matrix2.data[j].col)){ result.data[result.num_elements++]=matrix2.data[j++];}else{Element element;element.row=matrix1.data[i].row;element.col=matrix1.data[i].col;element.value=matrix1.data[i].value+matrix2.data[j].value;if(element.value!=0){result.data[result.num_elements++]=element;}i++;j++;}}while(i<matrix1.num_elements){result.data[result.num_elements++]=matrix1.data[i++];}while(j<matrix2.num_elements){result.data[result.num_elements++]=matrix2.data[j++];}return result;}//转置函数SparseMatrix transposeSparseMatrix(SparseMatrix matrix){ SparseMatrix result;result.rows=matrix.cols;result.cols=matrix.rows;result.num_elements=matrix.num_elements;int count[matrix.cols];int index[matrix.cols];for(int i=0;i<matrix.cols;i++){count[i]=0;}for(int i=0;i<matrix.num_elements;i++){count[matrix.data[i].col]++;}index[0]=0;for(int i=1;i<matrix.cols;i++){index[i]=index[i-1]+count[i-1];}for(int i=0;i<matrix.num_elements;i++){int j=index[matrix.data[i].col];result.data[j].row=matrix.data[i].col;result.data[j].col=matrix.data[i].row;result.data[j].value=matrix.data[i].value;index[matrix.data[i].col]++;}return result;}//乘法函数SparseMatrix multiplySparseMatrix(SparseMatrix matrix1,SparseMatrix matrix2){ SparseMatrix result;if(matrix1.cols!=matrix2.rows){result.rows=0;result.cols=0;result.num_elements=0;return result;}result.rows=matrix1.rows;result.cols=matrix2.cols;result.num_elements=0;bool visited[matrix2.cols];for(int i=0;i<matrix2.cols;i++){visited[i]=false;}for(int i=0;i<matrix1.num_elements;i++){for(int j=0;j<matrix2.num_elements;j++){if(matrix1.data[i].col==matrix2.data[j].row){Element element;element.row=matrix1.data[i].row;element.col=matrix2.data[j].col;element.value=matrix1.data[i].value*matrix2.data[j].value; result.data[result.num_elements++]=element;visited[matrix2.data[j].col]=true;}}}for(int i=0;i<matrix2.cols;i++){if(!visited[i]){for(int j=0;j<matrix1.rows;j++){Element element;element.row=j;element.col=i;element.value=0;result.data[result.num_elements++]=element;}}}return result;}```请注意,上述代码只是一个简单示例,实际应用中可能需要根据具体需求进行优化和扩展。

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《数据结构》实验报告◎实验题目:稀疏矩阵的转置、加法(行逻辑链接表)◎实验目的:学习使用三元组顺序表表示稀疏矩阵,并进行简单的运算◎实验内容:以三元组表表示稀疏矩阵,并进行稀疏矩阵的转置和加法运算。

一、需求分析该程序目的是为了用三元组表实现稀疏矩阵的转置和加法运算。

1、输入时都是以三元组表的形式输入;2、输出时包含两种输出形式:运算后得到的三元组表和运算后得到的矩阵;3、测试数据:(1)转置运算时输入三元组表:1 2 121 3 93 1 -33 6 144 3 245 2 186 1 156 4 -7得到转置后的三元组表:1 3 -31 6 152 1 122 5 183 1 93 4 244 6 -76 3 14(2)进行加法运算时先输入矩阵A(以三元组表形式):1 1 12 2 22 3 43 1 -4输入矩阵B(以三元组表形式):1 3 -22 3 -53 1 83 2 -6A与B的和矩阵以矩阵形式输出为:1 0 -20 2 -14 -6 0(二) 概要设计为了实现上述操作首先要定义三元组表,稀疏矩阵:typedef struct{int i,j;int e;}Triple;//三元组typedef struct{Triple data[MAXSIZE+1];int mu,nu,tu;}Matrix;//稀疏矩阵1.基本操作void CreatMatrix(Matrix *m)操作结果:创建一个稀疏矩阵。

void PrintMatrix(Matrix m)初始条件:矩阵m已存在。

操作结果:将矩阵m以矩阵的形式输出。

void FastTransposeMatrix(Matrix a,Matrix *b)初始条件:稀疏矩阵a已存在;操作结果:将矩阵a进行快速转置后存入b中。

void AddMatrix(Matrix a,Matrix b,Matrix *c)初始条件:稀疏矩阵a和b都已存在;操作结果:将矩阵a和b的和矩阵存入c中。

2.本程序包含了两个模块:(1)头文件模块;其中包括定义三元组表Triple和稀疏矩阵Matrix,以及创建矩阵void CreatMatrix(Matrix *m)和输出矩阵void PrintMatrix(Matrix m)两个函数;(2)主程序模块;包括主函数main(),快速转置函数void FastTransposeMatrix(Matrix a,Matrix *b)和实现矩阵相加函数void AddMatrix(Matrix a,Matrix b,Matrix *c)(三) 详细设计定义三元组和稀疏矩阵类型:typedef struct{int i,j;int e;}Triple;typedef struct{Triple data[MAXSIZE+1];int mu,nu,tu;}Matrix;创建头文件:“Matrix.h”void CreatMatrix(Matrix *m)//矩阵的初始化{int p=1,a,b,c;printf("请输入矩阵的行数、列数、非零元的个数(数据用空格隔开):");scanf("%d %d %d",&(*m).mu,&(*m).nu,&(*m).tu);while(p<=(*m).tu){printf("请输入第%d个非零元素的行数,列数,元素值(数据用空格隔开):",p);scanf("%d %d %d",&a,&b,&c);(*m).data[0].i=0;(*m).data[0].j=0;(*m).data[p].i=a;(*m).data[p].j=b;(*m).data[p].e=c;p++;}}void PrintMatrix(Matrix m)//矩阵的输出{int i,j,p=1;printf(" %d行%d列%d个非零元素以矩阵形式输出:\n",m.mu,m.nu,m.tu);for(i=1;i<=m.mu;i++){for(j=1;j<=m.nu;j++){if((m.data[p].i==i)&&(m.data[p].j==j)){printf("%4d",m.data[p].e);p++;}elseprintf("%4d",0);}printf("\n");}}主程序模块:#include"Matrix.h"#include<stdio.h>void FastTransposeMatrix(Matrix a,Matrix *b)//采用三元组顺序表存储表示,求稀疏矩阵a的转置矩阵b{int p,q,col,t;int num[MAXSIZE+1];int cpot[MAXSIZE+1];(*b).mu=a.nu;(*b).nu=a.mu;(*b).tu=a.tu;if((*b).tu){for(col=1;col<=a.nu;col++)num[col]=0;for(t=1;t<=a.tu;t++) //求a中每一列含非零元的个数num[a.data[t].j]++;cpot[1]=1; //求第col列中第一个非零元在b.data中的序号for(col=2;col<=a.nu;col++)cpot[col]=cpot[col-1]+num[col-1];for(p=1;p<=a.tu;p++){col=a.data[p].j;q=cpot[col];(*b).data[q].i=a.data[p].j;(*b).data[q].j=a.data[p].i;(*b).data[q].e=a.data[p].e;cpot[col]++;}//for p}//if}//FastTransposeMatrixvoid AddMatrix(Matrix a,Matrix b,Matrix *c)//采用行逻辑链接的顺序表,求矩阵a和b的和{int x,ce,pa=1,pb=1,pc=1;(*c).mu=a.mu;(*c).nu=b.nu;(*c).tu=0;for(x=1;x<=a.mu;x++)//对矩阵的每一行进行加法{while(a.data[pa].i==x&&b.data[pb].i==x){if(a.data[pa].j==b.data[pb].j){ce=a.data[pa].e+b.data[pb].e;if(ce)//如果和不为零,则将结果保存到C矩阵中对应的位置{(*c).data[pc].i=x;(*c).data[pc].j=a.data[pa].j;(*c).data[pc].e=ce;pa++;pb++;pc++;}}else if(a.data[pa].j>b.data[pb].j)//若a的列数比b的列数大,则将b 矩阵对应的值存入c{(*c).data[pc].i=x;(*c).data[pc].j=b.data[pb].j;(*c).data[pc].e=b.data[pb].e;pb++;pc++;}else //若b的列数比a的列数大,则将a矩阵对应的值存入c{(*c).data[pc].i=x;(*c).data[pc].j=a.data[pa].j;(*c).data[pc].e=a.data[pa].e;pa++;pc++;}}while(a.data[pa].i==x)//将a矩阵第x行中的剩余元素存入c{(*c).data[pc].i=x;(*c).data[pc].j=a.data[pa].j;(*c).data[pc].e=a.data[pa].e;pa++;pc++;}while(b.data[pb].i==x)//将b矩阵第x行中的剩余元素存入c{(*c).data[pc].i=x;(*c).data[pc].j=b.data[pb].j;(*c).data[pc].e=b.data[pb].e;pb++;pc++;}}//for(*c).tu=pc-1;}int main(){Matrix a,b,c;int i,k;printf("输入1进行矩阵的快速转置运算,输入0进行矩阵行逻辑加法运算:");scanf("%d",&i);if(i==1)//选择运算,当i为1时进行矩阵的转置运算,不为1则进行矩阵的加法运算{printf("创建矩阵A:\n");CreatMatrix(&a);printf("矩阵A以矩阵形式输出为:\n");PrintMatrix(a);printf("转置后的矩阵为:\n");FastTransposeMatrix(a,&b);printf("以三元组表输出为:\n");for(k=1;k<=b.tu;k++){printf("%4d %4d %4d\n",b.data[k].i,b.data[k].j,b.data[k].e);}printf("以矩阵的形式输出为:\n");PrintMatrix(b);}else{printf("创建矩阵A:\n");CreatMatrix(&a);printf("矩阵A以矩阵形式输出为:\n");PrintMatrix(a);printf("创建矩阵B:\n");CreatMatrix(&b);printf("矩阵B以矩阵形式输出为:\n");PrintMatrix(b);AddMatrix(a,b,&c);printf("A与B的和矩阵C以三元组形式表示为:\n");for(k=1;k<=c.tu;k++){printf("%4d %4d %4d\n",c.data[k].i,c.data[k].j,c.data[k].e);}printf("A与B的和矩阵C以矩阵的形式表示为:\n");PrintMatrix(c);}return 0;}(四) 程序使用说明及测试结果1.程序使用说明(1)本程序的运行环境为VC6.0。

(2)进入演示程序后即显示提示信息:输入1进行矩阵的快速转置运算,输入0进行矩阵行逻辑加法运算:根据需要选择要进行的运算。

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