bo5-2.cpp

《数据结构算法实现及解析》—配合严蔚敏_吴伟民编著的数据结构(C语言版)(作者 高一凡)源代码

 // bo5-2.cpp 三元组稀疏矩阵的基本操作(8个),包括算法5.1
 Status CreateSMatrix(TSMatrix &M)
 { // 创建稀疏矩阵M
   int i,m,n;
   ElemType e;
   Status k;
   printf("请输入矩阵的行数,列数,非零元素数：");
   scanf("%d,%d,%d",&M.mu,&M.nu,&M.tu);
   if(M.tu>MAX_SIZE)
     return ERROR;
   M.data[0].i=0; // 为以下比较顺序做准备
   for(i=1;i<=M.tu;i++)
   {
     do
     {
       printf("请按行序顺序输入第%d个非零元素所在的行(1～%d),列(1～%d),元素值:",i,M.mu,M.nu);
       scanf("%d,%d,%d",&m,&n,&e);
       k=0;
       if(m<1||m>M.mu||n<1||n>M.nu) // 行或列超出范围
         k=1;
       if(m<M.data[i-1].i||m==M.data[i-1].i&&n<=M.data[i-1].j) // 行或列的顺序有错
         k=1;
     }while(k);
     M.data[i].i=m;
     M.data[i].j=n;
     M.data[i].e=e;
   }
  return OK;
 }

 void DestroySMatrix(TSMatrix &M)
 { // 销毁稀疏矩阵M
   M.mu=M.nu=M.tu=0;
 }

 void PrintSMatrix(TSMatrix M)
 { // 输出稀疏矩阵M
   int i;
   printf("%d行%d列%d个非零元素。\n",M.mu,M.nu,M.tu);
   printf("行  列  元素值\n");
   for(i=1;i<=M.tu;i++)
     printf("%2d%4d%8d\n",M.data[i].i,M.data[i].j,M.data[i].e);
 }

 void PrintSMatrix1(TSMatrix M)
 { // 按矩阵形式输出M
   int i,j,k=1;
   Triple *p=M.data;
   p++; // p指向第1个非零元素
   for(i=1;i<=M.mu;i++)
   {
     for(j=1;j<=M.nu;j++)
       if(k<=M.tu&&p->i==i&&p->j==j) // p指向非零元，且p所指元素为当前处理元素
       {
         printf("%3d",p->e); // 输出p所指元素的值
         p++; // p指向下一个元素
         k++; // 计数器+1
       }
       else // p所指元素不是当前处理元素
         printf("%3d",0); // 输出0
     printf("\n");
   }
 }

 void CopySMatrix(TSMatrix M,TSMatrix &T)
 { // 由稀疏矩阵M复制得到T
   T=M;
 }

 int comp(int c1,int c2)
 { // AddSMatrix函数要用到，另加
   if(c1<c2)
     return -1;
   if(c1==c2)
     return 0;
   return 1;
 }

 Status AddSMatrix(TSMatrix M,TSMatrix N,TSMatrix &Q)
 { // 求稀疏矩阵的和Q=M+N
   int m=1,n=1,q=0;
   if(M.mu!=N.mu||M.nu!=N.nu) // M、N两稀疏矩阵行或列数不同
     return ERROR;
   Q.mu=M.mu;
   Q.nu=M.nu;
   while(m<=M.tu&&n<=N.tu) // 矩阵M和N的元素都没处理完
   {
     switch(comp(M.data[m].i,N.data[n].i))
     {
       case -1: Q.data[++q]=M.data[m++]; // 将矩阵M的当前元素值赋给矩阵Q
		break;
       case  0: switch(comp(M.data[m].j,N.data[n].j)) // M、N矩阵当前元素的行相等,继续比较列
                {
                  case -1: Q.data[++q]=M.data[m++];
                           break;
                  case  0: Q.data[++q]=M.data[m++]; // M、N矩阵当前非零元素的行列均相等
                           Q.data[q].e+=N.data[n++].e; // 矩阵M、N的当前元素值求和并赋给矩阵Q
                           if(Q.data[q].e==0) // 元素值为0，不存入压缩矩阵
                             q--;
                           break;
                  case  1: Q.data[++q]=N.data[n++];
                }
                break;
       case  1: Q.data[++q]=N.data[n++]; // 将矩阵N的当前元素值赋给矩阵Q
     }
   }
   while(m<=M.tu) // 矩阵N的元素全部处理完毕
     Q.data[++q]=M.data[m++];
   while(n<=N.tu) // 矩阵M的元素全部处理完毕
     Q.data[++q]=N.data[n++];
   Q.tu=q; // 矩阵Q的非零元素个数
   if(q>MAX_SIZE) // 非零元素个数太多
     return ERROR;
   return OK;
 }

 Status SubtSMatrix(TSMatrix M,TSMatrix N,TSMatrix &Q)
 { // 求稀疏矩阵的差Q=M-N
   int i;
   for(i=1;i<=N.tu;i++)
     N.data[i].e*=-1;
   return AddSMatrix(M,N,Q);
 }

 void TransposeSMatrix(TSMatrix M,TSMatrix &T)
 { // 求稀疏矩阵M的转置矩阵T。算法5.1改
   int p,q,col;
   T.mu=M.nu;
   T.nu=M.mu;
   T.tu=M.tu;
   if(T.tu)
   {
     q=1;
     for(col=1;col<=M.nu;++col)
       for(p=1;p<=M.tu;++p)
         if(M.data[p].j==col)
         {
           T.data[q].i=M.data[p].j;
           T.data[q].j=M.data[p].i;
           T.data[q].e=M.data[p].e;
           ++q;
         }
   }
 }

 Status MultSMatrix(TSMatrix M,TSMatrix N,TSMatrix &Q)
 { // 求稀疏矩阵的乘积Q=M×N
   int i,j;
   ElemType *Nc,*Tc;
   TSMatrix T; // 临时矩阵
   if(M.nu!=N.mu)
     return ERROR;
   T.nu=M.mu; // 临时矩阵T是Q的转秩矩阵
   T.mu=N.nu;
   T.tu=0;
   Nc=(ElemType*)malloc((N.mu+1)*sizeof(ElemType)); // Nc为矩阵N一列的临时数组(非压缩,[0]不用)
   Tc=(ElemType*)malloc((M.nu+1)*sizeof(ElemType)); // Tc为矩阵T一行的临时数组(非压缩,[0]不用)
   if(!Nc||!Tc) // 创建临时数组不成功
     exit(ERROR);
   for(i=1;i<=N.nu;i++) // 对于N的每一列
   {
     for(j=1;j<=N.mu;j++)
       Nc[j]=0; // 矩阵Nc的初值为0
     for(j=1;j<=M.mu;j++)
       Tc[j]=0; // 临时数组Tc的初值为0，[0]不用
     for(j=1;j<=N.tu;j++) // 对于N的每一个非零元素
       if(N.data[j].j==i) // 属于第i列
	 Nc[N.data[j].i]=N.data[j].e; // 根据其所在行将其元素值赋给相应的Nc
     for(j=1;j<=M.tu;j++) // 对于M的每一个值
       Tc[M.data[j].i]+=M.data[j].e*Nc[M.data[j].j]; // Tc中存N的第i列与M相乘的结果
     for(j=1;j<=M.mu;j++)
       if(Tc[j]!=0)
       {
         T.data[++T.tu].e=Tc[j];
         T.data[T.tu].i=i;
         T.data[T.tu].j=j;
       }
   }
   if(T.tu>MAX_SIZE) // 非零元素个数太多
     return ERROR;
   TransposeSMatrix(T,Q); // 将T的转秩赋给Q
   DestroySMatrix(T); // 销毁临时矩阵T
   free(Tc); // 释放动态数组Tc和Nc
   free(Nc);
   return OK;
 }