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={|0≤i≤b1-2,0≤j≤b2-1}
COL={|0≤i≤b1-1,0≤j≤b2-2}
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].jC.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].iC.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（arowelsetp=A.fls+1;
for（p=A.rpos[arow];p{
brow=A.data[p].j;
if（browelset=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：
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