数据结构实验报告稀疏矩阵运算.docx
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数据结构实验报告稀疏矩阵运算
教学单位 计算机科学与技术
学生学号5
数据结构
课程设计报告书
题 目稀疏矩阵运算器
学生 豹
专业名称 软件工程
指导教师 志敏
实验目的:
深入研究数组的存储表示和实现技术,熟悉广义表存储结构的特性。
需要分析:
稀疏矩阵是指那些多数元素为零的矩阵。
利用“稀疏”特点进行存储和计算可以大大节省存储空间,提高计算效率。
实现一个能进行稀疏矩阵基本运算的运算器。
要求以带“行逻辑信息”的三元组顺序表存储稀疏矩阵,实现两矩阵的相加、相减、相乘等运算。
输入以三元组表示,输出以通常的阵列形式列出。
软件平台:
Windows2000,VisualC++6.0或WINTC
概要设计:
ADTArray{
数据对象:
D={aij|0≤i≤b1-1,0≤j≤b2-1}
数据关系:
R={ROW,COL}
ROW={
COL={
基本操作:
CreateSMatrix(&M);//操作结果:
创建稀疏矩阵M.
PrintSMatrix(M);
//初始化条件:
稀疏矩阵M存在.
//操作结果:
输出稀疏矩阵M.
AddSMatrix(M,N,&Q);
//初始化条件:
稀疏矩阵M与N的行数和列数对应相等.
//操作结果:
求稀疏矩阵的和Q=M+N.
SubSMatrix(M,N,&Q);
//初始化条件:
稀疏矩阵M与N的行数和列数对应相等.
//操作结果:
求稀疏矩阵的差Q=M-N.
MultSMatrix(M,N,&Q);
//初始化条件:
稀疏矩阵M的列数等于N的行数.
//操作结果:
求稀疏矩阵的乘积Q=M*N.
}ADTArray
调试测试:
初始界面
矩阵的加法
矩阵的减法
矩阵的转置
矩阵的乘法
程序源码:
#include
#include
#include
#defineMAXSIZE40//假设非零元素个数的最大值为40
#defineMAXRC20//假设矩阵的最大行数为20
typedefintElemType;
typedefstruct
{
inti,j;//非零元的行下标和列下标
ElemTypee;//非零元的值
}Triple;
typedefstruct
{
Tripledata[MAXSIZE+1];
intrpos[MAXRC+1];//各行第一个非零元在三元组的位置表
inths,ls,fls;
}TSMatrix,*Matrix;
voidCreat(TSMatrix&M)
{
inti,k;
for(i=1;i<=MAXRC+1;i++)
M.rpos[i]=0;
printf("请输入矩阵的行数、列数和非零元个数(以空格隔开):
");
scanf("%d%d%d",&M.hs,&M.ls,&M.fls);
for(i=1;i<=M.fls;i++)
{
printf("请用三元组形式输入矩阵的元素(行列非零元素):
");
scanf("%d%d%d",&M.data[i].i,&M.data[i].j,&M.data[i].e);
}
for(i=1,k=1;i<=M.hs;i++)
{
M.rpos[i]=k;
while(M.data[k].i<=i&&k<=M.fls)
k++;
}
}
voidXiangjia(TSMatrixA,TSMatrixB,TSMatrix&C,intn)
{
inta,b,temp,l;
C.hs=A.hs;
C.ls=A.ls;
a=b=l=1;
while(a<=A.fls&&b<=B.fls)
{
if(A.data[a].i==B.data[b].i)
{
if(A.data[a].j C.data[l++]=A.data[a++]; elseif(A.data[a].j>B.data[b].j) {C.data[l]=B.data[b];C.data[l++].e=n*B.data[b++].e;} else{ temp=A.data[a].e+n*B.data[b].e; if(temp) { C.data[l]=A.data[a]; C.data[l].e=temp; l++; } a++;b++; } } elseif(A.data[a].i C.data[l++]=A.data[a++]; else{C.data[l]=B.data[b];C.data[l++].e=n*B.data[b++].e;} } while(a<=A.fls) C.data[l++]=A.data[a++]; while(b<=B.fls) {C.data[l]=B.data[b];C.data[l++].e=n*B.data[b++].e;} C.fls=l-1; } intXiangcheng(TSMatrixA,TSMatrixB,TSMatrix&Q) { intarow,brow,ccol,tp,p,q,t; intctemp[MAXRC+1]; if(A.ls! =B.hs)return0; Q.hs=A.hs;Q.ls=B.ls;Q.fls=0; if(A.fls*B.fls) { for(arow=1;arow<=A.hs;arow++) { for(ccol=1;ccol<=Q.ls;ccol++) ctemp[ccol]=0; Q.rpos[arow]=Q.fls+1; if(arow elsetp=A.fls+1; for(p=A.rpos[arow];p { brow=A.data[p].j; if(brow elset=B.fls+1; for(q=B.rpos[brow];q { ccol=B.data[q].j; ctemp[ccol]+=A.data[p].e*B.data[q].e; } } for(ccol=1;ccol<=Q.ls;ccol++) { if(ctemp[ccol]){ if(++Q.fls>MAXSIZE)return0; Q.data[Q.fls].i=arow; Q.data[Q.fls].j=ccol; Q.data[Q.fls].e=ctemp[ccol]; } } } } return1; } voidPrint_SMatrix(TSMatrixM) { intk,l,n; Matrixp; p=&M; for(k=1,n=1;k<=p->hs;k++) { for(l=1;l<=p->ls;l++) { if(p->data[n].i==k&&p->data[n].j==l) { printf("%5d",p->data[n].e); n++; } else printf("%5d",0); } printf("\n"); } printf("\n"); } voidZhuanzhi(TSMatrix*a,TSMatrix*b) { intq,col,p; b->hs=a->ls; b->ls=a->hs; b->fls=a->fls; if(b->fls) { q=1; for(col=1;col<=a->ls;col++) for(p=1;p<=a->fls;p++) if(a->data[p].j==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; ++q; } } } voidDestory_SMatrix(TSMatrix&M) { M.hs=M.ls=M.fls=0; } voidmain() { TSMatrixA,B,C; TSMatrix*p=&A,*q=&B; intflag,n; while (1) { system("cls"); printf("\n\n\n"); printf("\t┏━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┓\n"); printf("\t┃***稀疏矩阵的加、减、转、乘***┃\n"); printf("\t┣━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫\n"); printf("\t┃1、稀疏矩阵的加法┃\n"); printf("\t┃2、稀疏矩阵的减法┃\n"); printf("\t┃3、稀疏矩阵的转置┃\n"); printf("\t┃4、稀疏矩阵的乘法┃\n"); printf("\t┃5、退出该应用程序┃\n"); printf("\t┗━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┛\n"); printf("输入要进行的项目的编号: "); scanf("%d",&flag); if(flag==5)break; Creat(A); printf("矩阵A: \n");Print_SMatrix(A); switch(flag) { case1: Creat(B);n=1; printf("矩阵B: \n"); Print_SMatrix(B); if(A.hs==B.hs&&A.ls==B.ls) { printf("A+B: \n"); Xiangjia(A,B,C,n); Print_SMatrix(C); } elseprintf("错误! 行列不一致\n"); break; case2: Creat(B);n=-1; printf("矩阵B: \n"); Print_SMatrix(B); if(A.hs==B.hs&&A.ls==B.ls) { printf("A-B: \n"); Xiangjia(A,B,C,n); Print_SMatrix(C); } elseprintf("错误! 行列不一致\n"); break; case3: printf("A->B: \n"); Zhuanzhi(p,q); Print_SMatrix(B); break; case4: Creat(B); printf("矩阵B: \n"); Print_SMatrix(B); printf("A*B: \n"); n=Xiangcheng(A,B,C); if(! n)printf("错误! 行列不匹配\n"); elsePrint_SMatrix(C); break; default: printf("输入错误! \n"); } Destory_SMatrix(A); Destory_SMatrix(B); Destory_SMatrix(C); getchar();getchar(); } printf("\n\t\t\t***程序已经退出***\n"); getchar(); } 小结:
- 配套讲稿:
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- 关 键 词:
- 数据结构 实验 报告 稀疏 矩阵 运算