第9周—項目3（2）兩個稀疏矩陣相加的運算

問題及代碼：

/*   
*煙臺大學計控學院    
*作    者：孫啓先   
*完成日期：2016年10月27日
*問題描述：提示1：兩個行數、列數相同的矩陣可以相加 
           提示2：充分利用已經建立好的算法庫解決問題
*/

#ifndef TUP_H_INCLUDED
#define TUP_H_INCLUDED
#endif // TUP_H_INCLUDED


#include <stdio.h>
#include "tup.h"
int main()
{
    TSMatrix ta,tb,tc;
    int A[M][N]=
    {
        {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}
    };
    int B[M][N]=
    {
        {0,0,10,0,0,0,0},
        {0,0,0,20,0,0,0},
        {0,0,0,0,0,0,0},
        {0,0,0,50,0,0,0},
        {0,0,20,0,0,0,0},
        {0,0,0,10,0,0,4}
    };
    CreatMat(ta,A);
    CreatMat(tb,B);
    printf("A:\n");
    DispMat(ta);
    printf("B:\n");
    DispMat(tb);
    if(MatAdd(ta, tb, tc))
    {
        printf("A+B:\n");
        DispMat(tc);
    }
    else
    {
        printf("相加失敗\n");
    }
    return 0;
}
#include "stdio.h"
#include "tup.h"

void CreatMat(TSMatrix &t,ElemType A[M][N])  //從一個二維稀疏矩陣創建其三元組表示
{
    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)     //只存儲非零元素
            {
                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)  //三元組元素賦值
{
    int k=0,k1;
    if (i>=t.rows || j>=t.cols)
        return false;               //失敗時返回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)   //存在這樣的元素
        t.data[k].d=x;
    else                                    //不存在這樣的元素時插入一個元素
    {
        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;                        //成功時返回true
}

bool Assign(TSMatrix t,ElemType &x,int i,int j)  //將指定位置的元素值賦給變量
{
    int k=0;
    if (i>=t.rows || j>=t.cols)
        return false;           //失敗時返回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;                //在三元組中沒有找到表示是零元素
    return true;            //成功時返回true
}

void DispMat(TSMatrix t)        //輸出三元組
{
    int i;
    if (t.nums<=0)          //沒有非零元素時返回
        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)       //矩陣轉置
{
    int p,q=0,v;                    //q爲tb.data的下標
    tb.rows=t.cols;
    tb.cols=t.rows;
    tb.nums=t.nums;
    if (t.nums!=0)                  //當存在非零元素時執行轉置
    {
        for (v=0; v<t.cols; v++)        //tb.data[q]中的記錄以c域的次序排列
            for (p=0; p<t.nums; p++)    //p爲t.data的下標
                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++;
                }
    }
}
bool MatAdd(TSMatrix a,TSMatrix b,TSMatrix &c)
{
    int i,j;
    ElemType va,vb,vc;
    if (a.rows!=b.rows || a.cols!=b.cols)
        return false;                        //行數或列數不等時不能進行相加運算
    c.rows=a.rows;
    c.cols=a.cols;       //c的行列數與a的相同
    c.nums=0;
    for(i=0; i<M; i++)
        for(j=0; j<N; j++)
        {
            Assign(a,va,i,j);
            Assign(b,vb,i,j);
            vc=va+vb;
            if(vc)
                Value(c,vc,i,j);
        }
    return true;
}
#ifndef TUP_H_INCLUDED
#define TUP_H_INCLUDED

#define M 6
#define N 7
#define MaxSize  100         //矩陣中非零元素最多個數
typedef int ElemType;

typedef struct
{
    int r;                  //行號
    int c;                  //列號
    ElemType d;             //元素值
} TupNode;                  //三元組定義

typedef struct
{
    int rows;               //行數
    int cols;               //列數
    int nums;               //非零元素個數
    TupNode data[MaxSize];
} TSMatrix;                 //三元組順序表定義

void CreatMat(TSMatrix &t,ElemType A[M][N]);  //從一個二維稀疏矩陣創建其三元組表示
bool Value(TSMatrix &t,ElemType x,int i,int j);  //三元組元素賦值
bool Assign(TSMatrix t,ElemType &x,int i,int j); //將指定位置的元素值賦給變量
void DispMat(TSMatrix t);//輸出三元組
void TranTat(TSMatrix t,TSMatrix &tb);//矩陣轉置
bool MatAdd(TSMatrix a,TSMatrix b,TSMatrix &c);
#endif // TUP_H_INCLUDED

 

運行結果：