标签:des style class blog c code
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> typedef int DataType;// 稀疏矩阵的十字链表存储表示 typedef struct LNode { int i,j; // 该非零元的行和列下标 DataType e; // 非零元素值 struct LNode *right,*down; // 该非零元所在行表和列表的后继链域 }LNode, *Link; typedef struct// 行和列链表头指针向量基址,由CreatSMatrix_OL()分配 { Link *rhead, *chead; int mu, nu, tu; // 稀疏矩阵的行数、列数和非零元个数 }CrossList; // 初始化M(CrossList类型的变量必须初始化,否则创建、复制矩阵将出错) int InitSMatrix(CrossList *head) { (*head).rhead=(*head).chead=NULL; (*head).mu=(*head).nu=(*head).tu=0; return 1; } // 销毁稀疏矩阵M int DestroySMatrix(CrossList *head) { int i; LNode *p,*q; for(i=1;i<=(*head).mu;i++) // 按行释放结点 { p=*((*head).rhead+i); while(p) { q=p; p=p->right; free(q); } } free((*head).rhead); free((*head).chead); (*head).rhead=(*head).chead=NULL; (*head).mu=(*head).nu=(*head).tu=0; return 1; } // 创建稀疏矩阵M,采用十字链表存储表示。 int CreateSMatrix(CrossList *head,char *path) { int i,j,k,m,n,t; DataType e; LNode *p,*q; if((*head).rhead) DestroySMatrix(head); FILE *fp; if((fp=fopen(path,"r"))==NULL) { printf("打开文件出错,请确认文件是否存在!\n"); exit(0); } int flag=0; while(!feof(fp)) { if(0==flag) { fscanf(fp,"%d%d%d\n",&m,&n,&t); printf("%3d%3d%3d\n",m,n,t); (*head).mu=m; (*head).nu=n; (*head).tu=t; //初始化行链表头 (*head).rhead=(Link*)malloc((m+1)*sizeof(Link)); if(!(*head).rhead) exit(0); //初始化列链表头 (*head).chead=(Link*)malloc((n+1)*sizeof(Link)); if(!(*head).chead) exit(0); for(k=1;k<=m;k++) // 初始化行头指针向量;各行链表为空链表 (*head).rhead[k]=NULL; for(k=1;k<=n;k++) // 初始化列头指针向量;各列链表为空链表 (*head).chead[k]=NULL; flag=1; k=1; } else { fscanf(fp,"%d%d%d\n",&i,&j,&e); printf("%3d%3d%3d\n",i,j,e); p=(LNode*)malloc(sizeof(LNode)); if(!p) exit(0); p->i=i; // 生成结点 p->j=j; p->e=e; if((*head).rhead[i]==NULL||(*head).rhead[i]->j>j) { // p插在该行的第一个结点处 p->right=(*head).rhead[i]; (*head).rhead[i]=p; } else // 寻查在行表中的插入位置 { //从该行的行链表头开始,直到找到 for(q=(*head).rhead[i]; q->right && q->right->j < j;q = q->right) ; p->right=q->right; // 完成行插入 q->right=p; } if((*head).chead[j] == NULL || (*head).chead[j]->i > i) { // p插在该列的第一个结点处 p->down = (*head).chead[j]; (*head).chead[j] = p; } else // 寻查在列表中的插入位置 { for(q = (*head).chead[j];q->down && q->down->i < i;q = q->down) ; p->down=q->down; // 完成列插入 q->down=p; } } } fclose(fp); return 1; } // 按行或按列输出稀疏矩阵M int PrintSMatrix(CrossList head) { int i,j; Link p; printf("\n%d行%d列%d个非零元素\n",head.mu,head.nu,head.tu); printf("请输入选择(1.按行输出 2.按列输出): "); scanf("%d",&i); switch(i) { case 1: for(j=1;j<=head.mu;j++) { p=head.rhead[j]; while(p) { printf("%d行%d列值为%d\n",p->i,p->j,p->e); p=p->right; } } break; case 2: for(j=1;j<=head.nu;j++) { p=head.chead[j]; while(p) { printf("%d行%d列值为%d\n",p->i,p->j,p->e); p=p->down; } } } return 1; } // 按行或按列输出稀疏矩阵M int fPrintSMatrix(CrossList head,char *path) { int i,j; Link p; FILE *fp; if((fp=fopen(path,"w"))==NULL) { printf("打开文件出错,请确认文件是否存在!\n"); exit(0); } printf("\n%d行%d列%d个非零元素\n",head.mu,head.nu,head.tu); fprintf(fp,"%d\t%d\t%d\n",head.mu,head.nu,head.tu); printf("请输入选择(1.按行输出 2.按列输出): "); scanf("%d",&i); switch(i) { case 1: for(j=1;j<=head.mu;j++) { p=head.rhead[j]; while(p) { printf("%d行%d列值为%d\n",p->i,p->j,p->e); fprintf(fp,"%d\t%d\t%d\n",p->i,p->j,p->e); p=p->right; } } break; case 2: for(j=1;j<=head.nu;j++) { p=head.chead[j]; while(p) { printf("%d行%d列值为%d\n",p->i,p->j,p->e); fprintf(fp,"%d\t%d\t%d\n",p->i,p->j,p->e); p=p->down; } } } fclose(fp); return 1; } // 由稀疏矩阵M复制得到T int CopySMatrix(CrossList M,CrossList *T) { int i; Link p,q,q1,q2; if((*T).rhead) DestroySMatrix(T); (*T).mu=M.mu; (*T).nu=M.nu; (*T).tu=M.tu; (*T).rhead=(Link*)malloc((M.mu+1)*sizeof(Link)); if(!(*T).rhead) exit(0); (*T).chead=(Link*)malloc((M.nu+1)*sizeof(Link)); if(!(*T).chead) exit(0); for(i=1;i<=M.mu;i++) // 初始化矩阵T的行头指针向量;各行链表为空链表 (*T).rhead[i]=NULL; for(i=1;i<=M.nu;i++) // 初始化矩阵T的列头指针向量;各列链表为空链表 (*T).chead[i]=NULL; for(i=1;i<=M.mu;i++) // 按行复制 { p=M.rhead[i]; while(p) // 没到行尾 { q=(LNode*)malloc(sizeof(LNode)); // 生成结点 if(!q) exit(0); q->i=p->i; // 给结点赋值 q->j=p->j; q->e=p->e; if(!(*T).rhead[i]) // 插在行表头 (*T).rhead[i]=q1=q; else // 插在行表尾 q1=q1->right=q; if(!(*T).chead[q->j]) // 插在列表头 { (*T).chead[q->j]=q; q->down=NULL; } else // 插在列表尾 { q2=(*T).chead[q->j]; while(q2->down) q2=q2->down; q2->down=q; q->down=NULL; } p=p->right; } q->right=NULL; } return 1; } // 求稀疏矩阵的和Q=M+N int AddSMatrix(CrossList M,CrossList N,CrossList *Q) { int i,k; Link p,pq,pm,pn; Link *col; if(M.mu!=N.mu||M.nu!=N.nu) { printf("两个矩阵不是同类型的,不能相加\n"); exit(0); } (*Q).mu=M.mu; // 初始化Q矩阵 (*Q).nu=M.nu; (*Q).tu=0; // 元素个数的初值 (*Q).rhead=(Link*)malloc(((*Q).mu+1)*sizeof(Link)); if(!(*Q).rhead) exit(0); (*Q).chead=(Link*)malloc(((*Q).nu+1)*sizeof(Link)); if(!(*Q).chead) exit(0); for(k=1;k<=(*Q).mu;k++) // 初始化Q的行头指针向量;各行链表为空链表 (*Q).rhead[k]=NULL; for(k=1;k<=(*Q).nu;k++) // 初始化Q的列头指针向量;各列链表为空链表 (*Q).chead[k]=NULL; // 生成指向列的最后结点的数组 col=(Link*)malloc(((*Q).nu+1)*sizeof(Link)); if(!col) exit(0); for(k=1;k<=(*Q).nu;k++) // 赋初值 col[k]=NULL; for(i=1;i<=M.mu;i++) // 按行的顺序相加 { pm=M.rhead[i]; // pm指向矩阵M的第i行的第1个结点 pn=N.rhead[i]; // pn指向矩阵N的第i行的第1个结点 while(pm&&pn) // pm和pn均不空 { if(pm->j<pn->j) // 矩阵M当前结点的列小于矩阵N当前结点的列 { p=(Link)malloc(sizeof(LNode)); // 生成矩阵Q的结点 if(!p) exit(0); (*Q).tu++; // 非零元素数加1 p->i=i; // 给结点赋值 p->j=pm->j; p->e=pm->e; p->right=NULL; pm=pm->right; // pm指针向右移 } else if(pm->j>pn->j)// 矩阵M当前结点的列大于矩阵N当前结点的列 { p=(Link)malloc(sizeof(LNode)); // 生成矩阵Q的结点 if(!p) exit(0); (*Q).tu++; // 非零元素数加1 p->i=i; // 给结点赋值 p->j=pn->j; p->e=pn->e; p->right=NULL; pn=pn->right; // pn指针向右移 } // 矩阵M、N当前结点的列相等且两元素之和不为0 else if(pm->e+pn->e) { p=(Link)malloc(sizeof(LNode)); // 生成矩阵Q的结点 if(!p) exit(0); (*Q).tu++; // 非零元素数加1 p->i=i; // 给结点赋值 p->j=pn->j; p->e=pm->e+pn->e; p->right=NULL; pm=pm->right; // pm指针向右移 pn=pn->right; // pn指针向右移 } else // 矩阵M、N当前结点的列相等且两元素之和为0 { pm=pm->right; // pm指针向右移 pn=pn->right; // pn指针向右移 continue; } if((*Q).rhead[i]==NULL) // p为该行的第1个结点 // p插在该行的表头且pq指向p(该行的最后一个结点) (*Q).rhead[i]=pq=p; else // 插在pq所指结点之后 { pq->right=p; // 完成行插入 pq=pq->right; // pq指向该行的最后一个结点 } if((*Q).chead[p->j]==NULL) // p为该列的第1个结点 // p插在该列的表头且col[p->j]指向p (*Q).chead[p->j]=col[p->j]=p; else // 插在col[p->]所指结点之后 { col[p->j]->down=p; // 完成列插入 // col[p->j]指向该列的最后一个结点 col[p->j]=col[p->j]->down; } } while(pm) // 将矩阵M该行的剩余元素插入矩阵Q { p=(Link)malloc(sizeof(LNode)); // 生成矩阵Q的结点 if(!p) exit(0); (*Q).tu++; // 非零元素数加1 p->i=i; // 给结点赋值 p->j=pm->j; p->e=pm->e; p->right=NULL; pm=pm->right; // pm指针向右移 if((*Q).rhead[i] == NULL) // p为该行的第1个结点 // p插在该行的表头且pq指向p(该行的最后一个结点) (*Q).rhead[i] = pq = p; else // 插在pq所指结点之后 { pq->right=p; // 完成行插入 pq=pq->right; // pq指向该行的最后一个结点 } if((*Q).chead[p->j] == NULL) // p为该列的第1个结点 // p插在该列的表头且col[p->j]指向p (*Q).chead[p->j] = col[p->j] = p; else // 插在col[p->j]所指结点之后 { col[p->j]->down=p; // 完成列插入 // col[p->j]指向该列的最后一个结点 col[p->j]=col[p->j]->down; } } while(pn) // 将矩阵N该行的剩余元素插入矩阵Q { p=(Link)malloc(sizeof(LNode)); // 生成矩阵Q的结点 if(!p) exit(0); (*Q).tu++; // 非零元素数加1 p->i=i; // 给结点赋值 p->j=pn->j; p->e=pn->e; p->right=NULL; pn=pn->right; // pm指针向右移 if((*Q).rhead[i]==NULL) // p为该行的第1个结点 // p插在该行的表头且pq指向p(该行的最后一个结点) (*Q).rhead[i]=pq=p; else // 插在pq所指结点之后 { pq->right=p; // 完成行插入 pq=pq->right; // pq指向该行的最后一个结点 } if((*Q).chead[p->j]==NULL) // p为该列的第1个结点 // p插在该列的表头且col[p->j]指向p (*Q).chead[p->j]=col[p->j]=p; else // 插在col[p->j]所指结点之后 { col[p->j]->down=p; // 完成列插入 // col[p->j]指向该列的最后一个结点 col[p->j]=col[p->j]->down; } } } for(k=1;k<=(*Q).nu;k++) if(col[k]) // k列有结点 col[k]->down=NULL; // 令该列最后一个结点的down指针为空 free(col); return 1; } // 求稀疏矩阵的差Q=M-N int SubtSMatrix(CrossList M,CrossList N,CrossList *Q) { int i,k; Link p,pq,pm,pn; Link *col; if(M.mu!=N.mu||M.nu!=N.nu) { printf("两个矩阵不是同类型的,不能相加\n"); exit(0); } (*Q).mu=M.mu; // 初始化Q矩阵 (*Q).nu=M.nu; (*Q).tu=0; // 元素个数的初值 (*Q).rhead=(Link*)malloc(((*Q).mu+1)*sizeof(Link)); if(!(*Q).rhead) exit(0); (*Q).chead=(Link*)malloc(((*Q).nu+1)*sizeof(Link)); if(!(*Q).chead) exit(0); for(k=1;k<=(*Q).mu;k++) // 初始化Q的行头指针向量;各行链表为空链表 (*Q).rhead[k]=NULL; for(k=1;k<=(*Q).nu;k++) // 初始化Q的列头指针向量;各列链表为空链表 (*Q).chead[k]=NULL; // 生成指向列的最后结点的数组 col=(Link*)malloc(((*Q).nu+1)*sizeof(Link)); if(!col) exit(0); for(k=1;k<=(*Q).nu;k++) // 赋初值 col[k]=NULL; for(i=1;i<=M.mu;i++) // 按行的顺序相加 { pm=M.rhead[i]; // pm指向矩阵M的第i行的第1个结点 pn=N.rhead[i]; // pn指向矩阵N的第i行的第1个结点 while(pm&&pn) // pm和pn均不空 { if(pm->j<pn->j) // 矩阵M当前结点的列小于矩阵N当前结点的列 { p=(Link)malloc(sizeof(LNode)); // 生成矩阵Q的结点 if(!p) exit(0); (*Q).tu++; // 非零元素数加1 p->i=i; // 给结点赋值 p->j=pm->j; p->e=pm->e; p->right=NULL; pm=pm->right; // pm指针向右移 } // 矩阵M当前结点的列大于矩阵N当前结点的列 else if(pm->j>pn->j) { p=(Link)malloc(sizeof(LNode)); // 生成矩阵Q的结点 if(!p) exit(0); (*Q).tu++; // 非零元素数加1 p->i=i; // 给结点赋值 p->j=pn->j; p->e=-pn->e; p->right=NULL; pn=pn->right; // pn指针向右移 } else if(pm->e-pn->e) { // 矩阵M、N当前结点的列相等且两元素之差不为0 p=(Link)malloc(sizeof(LNode)); // 生成矩阵Q的结点 if(!p) exit(0); (*Q).tu++; // 非零元素数加1 p->i=i; // 给结点赋值 p->j=pn->j; p->e=pm->e-pn->e; p->right=NULL; pm=pm->right; // pm指针向右移 pn=pn->right; // pn指针向右移 } else // 矩阵M、N当前结点的列相等且两元素之差为0 { pm=pm->right; // pm指针向右移 pn=pn->right; // pn指针向右移 continue; } if((*Q).rhead[i]==NULL) // p为该行的第1个结点 // p插在该行的表头且pq指向p(该行的最后一个结点) (*Q).rhead[i]=pq=p; else // 插在pq所指结点之后 { pq->right=p; // 完成行插入 pq=pq->right; // pq指向该行的最后一个结点 } if((*Q).chead[p->j]==NULL) // p为该列的第1个结点 // p插在该列的表头且col[p->j]指向p (*Q).chead[p->j]=col[p->j]=p; else // 插在col[p->]所指结点之后 { col[p->j]->down=p; // 完成列插入 // col[p->j]指向该列的最后一个结点 col[p->j]=col[p->j]->down; } } while(pm) // 将矩阵M该行的剩余元素插入矩阵Q { p=(Link)malloc(sizeof(LNode)); // 生成矩阵Q的结点 if(!p) exit(0); (*Q).tu++; // 非零元素数加1 p->i=i; // 给结点赋值 p->j=pm->j; p->e=pm->e; p->right=NULL; pm=pm->right; // pm指针向右移 if((*Q).rhead[i]==NULL) // p为该行的第1个结点 // p插在该行的表头且pq指向p(该行的最后一个结点) (*Q).rhead[i]=pq=p; else // 插在pq所指结点之后 { pq->right=p; // 完成行插入 pq=pq->right; // pq指向该行的最后一个结点 } if((*Q).chead[p->j]==NULL) // p为该列的第1个结点 // p插在该列的表头且col[p->j]指向p (*Q).chead[p->j]=col[p->j]=p; else // 插在col[p->j]所指结点之后 { col[p->j]->down=p; // 完成列插入 // col[p->j]指向该列的最后一个结点 col[p->j]=col[p->j]->down; } } while(pn) // 将矩阵N该行的剩余元素插入矩阵Q { p=(Link)malloc(sizeof(LNode)); // 生成矩阵Q的结点 if(!p) exit(0); (*Q).tu++; // 非零元素数加1 p->i=i; // 给结点赋值 p->j=pn->j; p->e=-pn->e; p->right=NULL; pn=pn->right; // pm指针向右移 if((*Q).rhead[i]==NULL) // p为该行的第1个结点 // p插在该行的表头且pq指向p(该行的最后一个结点) (*Q).rhead[i]=pq=p; else // 插在pq所指结点之后 { pq->right=p; // 完成行插入 pq=pq->right; // pq指向该行的最后一个结点 } if((*Q).chead[p->j]==NULL) // p为该列的第1个结点 // p插在该列的表头且col[p->j]指向p (*Q).chead[p->j]=col[p->j]=p; else // 插在col[p->j]所指结点之后 { col[p->j]->down=p; // 完成列插入 // col[p->j]指向该列的最后一个结点 col[p->j]=col[p->j]->down; } } } for(k=1;k<=(*Q).nu;k++) if(col[k]) // k列有结点 col[k]->down=NULL; // 令该列最后一个结点的down指针为空 free(col); return 1; } // 求稀疏矩阵乘积Q=M*N int MultSMatrix(CrossList M,CrossList N,CrossList *Q) { int i,j,e; Link q,p0,q0,q1,q2; InitSMatrix(Q); (*Q).mu=M.mu; (*Q).nu=N.nu; (*Q).tu=0; (*Q).rhead=(Link*)malloc(((*Q).mu+1)*sizeof(Link)); if(!(*Q).rhead) exit(0); (*Q).chead=(Link*)malloc(((*Q).nu+1)*sizeof(Link)); if(!(*Q).chead) exit(0); for(i=1;i<=(*Q).mu;i++) // 初始化矩阵Q的行头指针向量;各行链表为空链表 (*Q).rhead[i]=NULL; for(i=1;i<=(*Q).nu;i++) // 初始化矩阵Q的列头指针向量;各列链表为空链表 (*Q).chead[i]=NULL; for(i=1;i<=(*Q).mu;i++) for(j=1;j<=(*Q).nu;j++) { p0=M.rhead[i]; q0=N.chead[j]; e=0; while(p0&&q0) { if(q0->i<p0->j) q0=q0->down; // 列指针后移 else if(q0->i>p0->j) p0=p0->right; // 行指针后移 else // q0->i==p0->j { e+=p0->e*q0->e; // 乘积累加 q0=q0->down; // 行列指针均后移 p0=p0->right; } } if(e) // 值不为0 { (*Q).tu++; // 非零元素数加1 q=(Link)malloc(sizeof(LNode)); // 生成结点 if(!q) // 生成结点失败 exit(0); q->i=i; // 给结点赋值 q->j=j; q->e=e; q->right=NULL; q->down=NULL; if(!(*Q).rhead[i]) // 行表空时插在行表头 (*Q).rhead[i]=q1=q; else // 否则插在行表尾 q1=q1->right=q; if(!(*Q).chead[j]) // 列表空时插在列表头 (*Q).chead[j]=q; else // 否则插在列表尾 { q2=(*Q).chead[j]; // q2指向j行第1个结点 while(q2->down) q2=q2->down; // q2指向j行最后1个结点 q2->down=q; } } } return 1; } // 求稀疏矩阵M的转置矩阵T int TransposeSMatrix(CrossList M,CrossList *T) { int u,i; Link *head,p,q,r; if((*T).rhead) DestroySMatrix(T); CopySMatrix(M,T); // T=M u=(*T).mu; // 交换(*T).mu和(*T).nu (*T).mu=(*T).nu; (*T).nu=u; head=(*T).rhead; // 交换(*T).rhead和(*T).chead (*T).rhead=(*T).chead; (*T).chead=head; for(u=1;u<=(*T).mu;u++) // 对T的每一行 { p=(*T).rhead[u]; // p为行表头 while(p) // 没到表尾,对T的每一结点 { q=p->down; // q指向下一个结点 i=p->i; // 交换.i和.j p->i=p->j; p->j=i; r=p->down; // 交换.down.和right p->down=p->right; p->right=r; p=q; // p指向下一个结点 } } return 1; } int main() { CrossList A,B,C; InitSMatrix(&A); // CrossList类型的变量在初次使用之前必须初始化 InitSMatrix(&B); /* printf("创建矩阵A: "); CreateSMatrix(&A); PrintSMatrix(A); printf("由矩阵A复制矩阵B: "); CopySMatrix(A,&B); PrintSMatrix(B); DestroySMatrix(&B); // CrossList类型的变量在再次使用之前必须先销毁 printf("销毁矩阵B后:\n"); PrintSMatrix(B); printf("创建矩阵B2:(与矩阵A的行、列数相同,行、列分别为%d,%d)\n", A.mu,A.nu); CreateSMatrix(&B); PrintSMatrix(B); printf("矩阵C1(A+B): "); AddSMatrix(A,B,&C); PrintSMatrix(C); DestroySMatrix(&C); printf("矩阵C2(A-B): "); SubtSMatrix(A,B,&C); PrintSMatrix(C); DestroySMatrix(&C); printf("矩阵C3(A的转置): "); TransposeSMatrix(A,&C); PrintSMatrix(C); DestroySMatrix(&A); DestroySMatrix(&B); DestroySMatrix(&C); */ printf("创建矩阵A2: \n"); char *path="input.txt"; CreateSMatrix(&A,path); PrintSMatrix(A); printf("创建矩阵B3:(行数应与矩阵A2的列数相同=%d)\n",A.nu); char *path2="input2.txt"; CreateSMatrix(&B,path2); PrintSMatrix(B); printf("矩阵C5(A*B): "); MultSMatrix(A,B,&C); fPrintSMatrix(C,"result.txt"); DestroySMatrix(&A); DestroySMatrix(&B); DestroySMatrix(&C); system("pause"); return 0; }
基于十字链表的两个稀疏矩阵相乘,布布扣,bubuko.com
标签:des style class blog c code
原文地址:http://www.cnblogs.com/nannanITeye/p/3751083.html