实验五数组的运算（第8周）

实验目的：

掌握稀疏矩阵的压缩存储方法及主要运算的实现。

实验内容与要求：

设计一个稀疏矩阵计算器，要求能够：⑴输入并建立稀疏矩阵；⑵输出稀疏矩阵(先输出三元组，再输出矩阵)；⑶执行两个矩阵相加；⑷执行两个矩阵相乘；⑸求一个矩阵的转置矩阵（用快速转置）；⑹（选做）求一个矩阵的逆矩阵。

选做未做

#include<iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;
const int MAXSIZE=100;     //矩阵非零元个数template<class T>
class TSMaxtrix {
private:struct Triple {     //三元组int i;         //行下标int j;         //列下表T e;           //非零元值};Triple *data;                       //三元组表int mu;                               //行数int nu;                             //列数int tu;                             //非零元个数int cpot[MAXSIZE] = { 0 };          //记录T中各行非零元当前存储位置。int num[MAXSIZE] = { 0 };            //记录稀疏阵每列非零元个数public://初始化TSMaxtrix() {data = new Triple[MAXSIZE];mu = 0;nu = 0;tu = 0;}//创建稀疏阵void create() {cout << "输入矩阵行、列数:";int m, n;cin >> m >> n;mu = m; nu = n;T z;      //临时记录数据大小for (int i = 0; i < m; i++) {cout << "输入第" << i + 1 << "行的数据:";for (int j = 0; j < n; j++) {cin >> z;if (z != 0) {              data[tu].i = i; data[tu].j = j; data[tu].e = z;tu++;num[j]++;}}}}//输出稀疏阵void print() {if (tu != 0) {//输出三元组表cout << "三元组表为:" << endl;;for (int i = 0; i < tu; i++) {cout << "    |" << setw(2) << data[i].i + 1 << "|" << setw(2) << data[i].j + 1 << "|" << setw(2) << data[i].e << "|" << endl;}int z = 0;cout << "矩阵为:" << endl;for (int i = 0; i < mu; i++) {cout << "    ";for (int j = 0; j < nu; j++) {if (i == data[z].i && j == data[z].j) {cout << setw(5) << data[z].e;z++;}else {cout << setw(5) << "0";}}cout << endl;}}else {cout << endl<<"    error"<<endl;}}//两个矩阵相加void add(TSMaxtrix<T>t1, TSMaxtrix<T>t2) {this->mu = t1.mu; this->nu = t1.nu;int x = 0, y = 0;//判断这两个矩阵是否能相加if (t1.mu == t2.mu && t1.nu == t2.nu) {//将两个矩阵相同位置数据相加并放入当前矩阵相应位置,不同位置数据依次放入while (x != t1.tu && y != t2.tu) {if (t1.data[x].i == t2.data[y].i && t1.data[x].j == t2.data[y].j) {this->data[tu].i = t1.data[x].i;this->data[tu].j = t1.data[x].j;this->data[tu].e = t1.data[x].e + t2.data[y].e;tu++;x++; y++;}else if (t1.data[x].i < t2.data[y].i || (t1.data[x].i == t2.data[y].i && t1.data[x].j < t2.data[y].j)) {this->data[tu].i = t1.data[x].i;this->data[tu].j = t1.data[x].j;this->data[tu].e = t1.data[x].e;tu++;x++;}else if (t2.data[y].i < t1.data[x].i || (t2.data[y].i == t1.data[x].i && t2.data[y].j < t1.data[x].j)) {this->data[tu].i = t2.data[y].i;this->data[tu].j = t2.data[y].j;this->data[tu].e = t2.data[y].e;tu++;y++;}}//将矩阵t1剩余元素加入当前矩阵while (x != t1.tu) {this->data[tu].i = t1.data[x].i;this->data[tu].j = t1.data[x].j;this->data[tu].e = t1.data[x].e;tu++;x++;}//将矩阵t2剩余元素加入当前矩阵while (y != t2.tu) {this->data[tu].i = t2.data[y].i;this->data[tu].j = t2.data[y].j;this->data[tu].e = t2.data[y].e;tu++;y++;}}}//两个矩阵相乘void multiply(TSMaxtrix<T>t1, TSMaxtrix<T>t2) {//判断这两个矩阵是否能相乘if (t1.nu == t2.mu) {this->mu = t1.mu;this->nu = t2.nu;int i = 0; int z; //z为判断数据while (i != t1.tu) {for (int j = 0; j < t2.tu; j++) {if (t1.data[i].j == t2.data[j].i) {z = 0;for (int k = 0; k < this->tu; k++) {//判断元素是否需要相加合并if (t1.data[i].i == this->data[k].i && t2.data[j].j == this->data[k].j) {this->data[k].e += t1.data[i].e * t2.data[j].e;z = 1;}                  }if (z == 0) {        //为结果三元组表赋值this->data[tu].i = t1.data[i].i;this->data[tu].j = t2.data[j].j;this->data[tu].e = t1.data[i].e * t2.data[j].e;tu++;}                  }}i++;}}}//矩阵的转置void transposition(TSMaxtrix M) {//获取矩阵T各行非零元储存位置this->cpot[this->tu] = 0;this->tu++;for (int i = 0; i < M.tu; i++) {this->cpot[this->tu] =this->cpot[this->tu-1]+M.num[i];this->tu++;}this->tu = M.tu;this->mu = M.nu;this->nu = M.mu;//三元组形式开始转置for (int i = 0; i < M.tu; i++) {this->data[this->cpot[M.data[i].j]].i = M.data[i].j;this->data[this->cpot[M.data[i].j]].j = M.data[i].i;this->data[this->cpot[M.data[i].j]].e = M.data[i].e;this->cpot[M.data[i].j] += 1;}}};//菜单
void show() {cout << "---数组的运算---" << endl;cout << "---1.创建稀疏矩阵" << endl;cout << "---2.两个稀疏阵相加" << endl;cout << "---3.两个稀疏阵相乘" << endl;cout << "---4.稀疏阵的转置" << endl;cout << "---0.退出" << endl;
}
int main() {int n = 0; char ch;while (1) {show();cout << endl;cin >> n;if (n == 0)break;//创建稀疏矩阵if (n == 1) {TSMaxtrix<float>T;T.create();T.print();cout << endl << endl << "按下回车健执行下一步";ch = cin.get();ch = cin.get();system("cls ");}//两个稀疏阵相加if (n == 2) {TSMaxtrix<float>T; TSMaxtrix<float>T1; TSMaxtrix<float>T2;cout << "创建稀疏阵一" << endl;T1.create();cout << endl<< "创建稀疏阵二" << endl;T2.create();cout << "两个稀疏阵相加后结果为:" << endl;T.add(T1, T2);T.print();cout << endl << endl << "按下回车健执行下一步";ch = cin.get();ch = cin.get();system("cls ");}//两个稀疏阵相乘if (n == 3) {TSMaxtrix<float>T; TSMaxtrix<float>T1; TSMaxtrix<float>T2;cout << "创建稀疏阵一" << endl;T1.create();cout <<endl<< "创建稀疏阵二" << endl;T2.create();cout << "两个稀疏阵相乘后结果为:" << endl;T.multiply(T1, T2);T.print();cout << endl << endl << "按下回车健执行下一步";ch = cin.get();ch = cin.get();system("cls ");}//稀疏阵的转置if (n == 4) {TSMaxtrix<float>T; TSMaxtrix<float>M;cout << "创建稀疏阵" << endl;M.create();M.print();cout << "转置后的矩阵为" << endl;T.transposition(M);T.print();cout << endl << endl << "按下回车健执行下一步";ch = cin.get();ch = cin.get();system("cls ");}     }
}

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