資料結構(二)之稀疏矩陣篇
阿新 • • 發佈:2019-01-04
稀疏矩陣是指矩陣中大多數元素為零的矩陣。從直觀上講,當非零元素個數低於總元素的30%,這樣的矩陣被稱為稀疏矩陣。
稀疏矩陣的表示方法
ex1
A={0,12,9,0,0,0,0
0,0,0,0,0,0,0
-3,0,0,0,0,14,0
0,0,24,0,0,0,0
0,18,0,0,0,0,0
15,0,0,-7,0,0,0}
一 三元組表示法
row | col | e | ||
1 | 1 | 2 | 12 | |
2 | 1 | 3 | 9 | |
3 | 3 | 1 | -3 | |
4 | 3 | 6 | 14 | |
5 | 4 | 3 | 24 | |
6 | 5 | 2 | 18 | |
7 | 6 | 1 | 15 | |
8 | 7 | 4 | -7 | |
for(int i=0;i<n;i++) for(int j=0;j<m;j++) a[i][j]=b[j][i];
而我們在實現稀疏矩陣用三元組表示時,也可以把行列互換,但轉置之後三元組變得無序,重新排序三元組影響演算法的效率。
有兩種方法實現
①多次掃描,設一個標記數k,標記在轉置矩陣的位置,多次掃描三元組,將列數為col(1<=col<=n)的依次放入轉置矩陣中,i++;
核心演算法為
int k=1; for(Int col=1;col<=n;col++) for(int i=1;i<=A.len;i++) { if(A[i]..col==col)//轉置 { B[k].e=A[i].e; B[k].row=A[i].col; B[k].col=A[I].row; } }
即可實現轉置後按順序排列
②一次掃描轉置
我們可以建立兩個陣列num[i],postion[i],
num[i]用來存放待轉置矩陣列為i的個數,
positon[i]用來存放轉置矩陣放置列為i的個數。
核心演算法
for(int i=1;i<=A.n;i++)
num[i]=0;
for(int i=1;i<=A.len;i++)
num[A[i].col]++;//初始化num
int positon[1]=1;
for(int i=2;i<=A.n;i++)
{
positon[i]=positon[i-1]+num[i-1];
}//初始化positon
//我們知道列數為i的轉置後的陣列位置positon[i],接著position[i]++;指向下一個列數為i的儲存位置
for(int i=1;i<=A.len;i++)
{
col=A[i].col;q=positon[col];
B[q].col=A[i].row;
B[q].row=A[i].col;
B[q].e=A[I].e;
positon[col]++;
}
}
第一種演算法有兩層for迴圈時間複雜度=O(A.n*A.len);
第二種演算法有一層for迴圈時間複雜度為O(A.n+A.len);
演算法在時間複雜度的提升是犧牲空間為代價的。
稀疏矩陣表示法之三,十字連結串列表示法
typedef strucr Node
{ int row,col
int value;
struct Node *right,*down;
}OLNode,*OLink;
typedef struct
{
OLink *row_head,*col_head;
int m,n,len;
}CrossList;
//核心程式碼
{CrossList M;
M->row_head=(OLink*)malloc(sizeof(OLink)*(m+1))
/*關鍵部分
//char *p;
p=(char*)malloc(sizeof(len*sizeof(char)));
我們平常這樣做 分配長度為len一個字元陣列
同理OLink為指向OLNode的指標 分配一個長度為m+1的指向OLNode的指標陣列。
把陣列的地址傳給M->row_hear;*/
p=new OLNode;
p->row=i;p->col=j;p->data=e;
//插入操作
if(M->row_head[i]==NULL)
M->row_head[i]=p;
else
{
q=M->row_head;
while(q->right!=NULL&&q->right->col<j)
q=q->right;
p->right=q->right;q->right=p;
}//對列同理插入