第八周项目五C/C++稀疏矩阵的三元组表示的实现及应用

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/*   *Copyright (c) 2017,烟台大学计算机与控制工程学院   *All rights reserved.   *文件名称：.cpp*完成日期：2017年11月12日   *版 本 号：v1.0   * 稀疏矩阵的三元组表示的实现及应用 /*

（1）建立稀疏矩阵三元组表示的算法库，包括：
① 头文tup.h，定义数据类型，声明函数；
② 源文件tup.cpp，实现稀疏矩阵三元组表示的基本运算，主要算法包括：

void CreatMat(TSMatrix &t,ElemType A[M][N]);  //从一个二维稀疏矩阵创建其三元组表示bool Value(TSMatrix &t,ElemType x,int i,int j);  //三元组元素赋值bool Assign(TSMatrix t,ElemType &x,int i,int j);  //将指定位置的元素值赋给变量void DispMat(TSMatrix t); //输出三元组void TranTat(TSMatrix t,TSMatrix &tb);//矩阵转置

③ 设计main函数，测试上面实现的算法

稀疏矩阵的三元组表示相关的算法库采用程序的多文件组织形式，包括两个文件：

1.头文件：tup.h，包含定义稀疏矩阵的三元组表示数据结构的代码、宏定义、要实现算法的函数的声明；

#ifndef TUP_H_INCLUDED#define TUP_H_INCLUDED#define M 6#define N 7#define MaxSize  100         //矩阵中非零元素最多个数typedef int ElemType;typedef struct{    int r;                  //行号    int c;                  //列号    ElemType d;             //元素值} TupNode;                  //三元组定义typedef struct{    int rows;               //行数    int cols;               //列数    int nums;               //非零元素个数    TupNode data[MaxSize];} TSMatrix;                 //三元组顺序表定义void CreatMat(TSMatrix &t,ElemType A[M][N]);  //从一个二维稀疏矩阵创建其三元组表示bool Value(TSMatrix &t,ElemType x,int i,int j);  //三元组元素赋值bool Assign(TSMatrix t,ElemType &x,int i,int j); //将指定位置的元素值赋给变量void DispMat(TSMatrix t);//输出三元组void TranTat(TSMatrix t,TSMatrix &tb);//矩阵转置#endif // TUP_H_INCLUDED

2.源文件：tup.cpp，包含实现各种算法的函数的定义

#include "stdio.h"#include "tup.h"void CreatMat(TSMatrix &t,ElemType A[M][N])  //从一个二维稀疏矩阵创建其三元组表示{    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)     //只存储非零元素            {                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)  //三元组元素赋值{    int k=0,k1;    if (i>=t.rows || j>=t.cols)        return false;               //失败时返回false    while (k<t.nums && i>t.data[k].r) k++;                  //查找行    while (k<t.nums && i==t.data[k].r && j>t.data[k].c) k++;//查找列    if (t.data[k].r==i && t.data[k].c==j)   //存在这样的元素        t.data[k].d=x;    else                                    //不存在这样的元素时插入一个元素    {        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;                        //成功时返回true}bool Assign(TSMatrix t,ElemType &x,int i,int j)  //将指定位置的元素值赋给变量{    int k=0;    if (i>=t.rows || j>=t.cols)        return false;           //失败时返回false    while (k<t.nums && i>t.data[k].r) k++;                  //查找行    while (k<t.nums && i==t.data[k].r && j>t.data[k].c) k++;//查找列    if (t.data[k].r==i && t.data[k].c==j)        x=t.data[k].d;    else        x=0;                //在三元组中没有找到表示是零元素    return true;            //成功时返回true}void DispMat(TSMatrix t)        //输出三元组{    int i;    if (t.nums<=0)          //没有非零元素时返回        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)       //矩阵转置{    int p,q=0,v;                    //q为tb.data的下标    tb.rows=t.cols;    tb.cols=t.rows;    tb.nums=t.nums;    if (t.nums!=0)                  //当存在非零元素时执行转置    {        for (v=0; v<t.cols; v++)        //tb.data[q]中的记录以c域的次序排列            for (p=0; p<t.nums; p++)    //p为t.data的下标                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.在同一项目（project）中建立一个源文件(如main.cpp)，编制main函数，完成相关的测试工作。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)  //调用时返回true        printf("Assign(t,x,2,5)=>x=%d\n",x);    else  //调用时返回false        printf("Assign(t,x,2,5)=>参数错误\n");    Value(t,y,2,5);    printf("执行Value(t,10,2,5)\n");    if (Assign(t,x,2,5)==true)  //调用时返回true        printf("Assign(t,x,2,5)=>x=%d\n",x);    else  //调用时返回false        printf("Assign(t,x,2,5)=>参数错误\n");    printf("b:\n");    DispMat(t);    TranTat(t,tb);    printf("矩阵转置tb:\n");    DispMat(tb);    return 0;}

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