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資料結構之自建演算法庫——稀疏矩陣的三元組表示

這裡寫圖片描述

稀疏矩陣的三元組表示相關的演算法庫採用程式的多檔案組織形式,包括兩個檔案:

  1.標頭檔案:tup.h,包含定義稀疏矩陣的三元組表示資料結構的程式碼、巨集定義、要實現演算法的函式的宣告;

#ifndef TUP_H_INCLUDED
#define TUP_H_INCLUDED

#define M 6
#define N 7
#define MaxSize  100         //矩陣中非零元素最多個數
typedef int ElemType;

typedef struct
{
    int r;                  //行號
    int c;                  //列號
ElemType d; //元素值 } TupNode; //三元組定義 typedef struct { int rows; //行數 int cols; //列數 int nums; //非零元素個數 TupNode data[MaxSize]; } TSMatrix; //三元組順序表定義 void CreatMat(TSMatrix &t,ElemType A[M][N]); //從一個二維稀疏矩陣建立其三元組表示
bool Value(TSMatrix &t,ElemType x,int i,int j); //三元組元素賦值 bool Assign(TSMatrix t,ElemType &x,int i,int j); //將指定位置的元素值賦給變數 void DispMat(TSMatrix t);//輸出三元組 void TranTat(TSMatrix t,TSMatrix &tb);//矩陣轉置 #endif // TUP_H_INCLUDED

2.原始檔:tup.cpp,包含實現各種演算法的函式的定義

#include "stdio.h"
#include "tup.h"
void CreatMat(TSMatrix &t,ElemType A[M][N]) //從一個二維稀疏矩陣建立其三元組表示 { 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) //只儲存非零元素 { 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) //三元組元素賦值 { int k=0,k1; if (i>=t.rows || j>=t.cols) return false; //失敗時返回false while (k<t.nums && i>t.data[k].r) k++; //查詢行 while (k<t.nums && i==t.data[k].r && j>t.data[k].c) k++;//查詢列 if (t.data[k].r==i && t.data[k].c==j) //存在這樣的元素 t.data[k].d=x; else //不存在這樣的元素時插入一個元素 { 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; //成功時返回true } bool Assign(TSMatrix t,ElemType &x,int i,int j) //將指定位置的元素值賦給變數 { int k=0; if (i>=t.rows || j>=t.cols) return false; //失敗時返回false while (k<t.nums && i>t.data[k].r) k++; //查詢行 while (k<t.nums && i==t.data[k].r && j>t.data[k].c) k++;//查詢列 if (t.data[k].r==i && t.data[k].c==j) x=t.data[k].d; else x=0; //在三元組中沒有找到表示是零元素 return true; //成功時返回true } void DispMat(TSMatrix t) //輸出三元組 { int i; if (t.nums<=0) //沒有非零元素時返回 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) //矩陣轉置 { int p,q=0,v; //q為tb.data的下標 tb.rows=t.cols; tb.cols=t.rows; tb.nums=t.nums; if (t.nums!=0) //當存在非零元素時執行轉置 { for (v=0; v<t.cols; v++) //tb.data[q]中的記錄以c域的次序排列 for (p=0; p<t.nums; p++) //p為t.data的下標 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++; } } }

3.在同一專案(project)中建立一個原始檔(如main.cpp),編制main函式,完成相關的測試工作。 例:

#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)  //呼叫時返回true
        printf("Assign(t,x,2,5)=>x=%d\n",x);
    else  //呼叫時返回false
        printf("Assign(t,x,2,5)=>引數錯誤\n");
    Value(t,y,2,5);
    printf("執行Value(t,10,2,5)\n");
    if (Assign(t,x,2,5)==true)  //呼叫時返回true
        printf("Assign(t,x,2,5)=>x=%d\n",x);
    else  //呼叫時返回false
        printf("Assign(t,x,2,5)=>引數錯誤\n");
    printf("b:\n");
    DispMat(t);
    TranTat(t,tb);
    printf("矩陣轉置tb:\n");
    DispMat(tb);
    return 0;
}