C++,用十字链表实现稀疏矩阵的加减法
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发布时间：2022-05-16 16:49
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时间：2023-11-02 04:46
一些说明：
A----矩阵A ，B----矩阵B，C----矩阵C
用p，q控制A的行列
用u，v控制B的行列
下面是程序的代码
#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
#define smax 100
typedef int datatype;
typedef struct lnode //结构体和共用体的定义
{
int i,j;
struct lnode *cptr,*rptr;
union
{
struct lnode *next;
datatype v;
}uval;
}link;
int flag=0;
//建立稀疏矩阵的函数，返回十字链表头指针
link *creatlinkmat()
{
link *p,*q,*head,*cp[smax];
int i,j,k,m,n,t,s;
datatype v;
printf("输入行、列，非零元素个数(m,n,t数字间用逗号分隔)");
scanf("%d,%d,%d",&m,&n,&t);//输入行、列，非零元素个数
if(m>n)s=m; else s=n;
head=(link *)malloc(sizeof(link)); //建立十字链表头结点
head->i=m;head->j=n;
cp[0]=head; //cp[]是指针数组，分别指向头结点和行、列表头结点
for(i=1;i<=s;i++) //建立头结点循环链表
{
p=(link *)malloc(sizeof(link));
p->i=0;p->j=0;
p->rptr=p;p->cptr=p;
cp[i]=p; cp[i-1]->uval.next=p;
}
cp[s]->uval.next=head;
for(k=1;k<=t;k++)
{
printf("/t 第%d个元素(行号i 列号j 值v，数字间用空格分隔):",k);
scanf("%d%d%d",&i,&j,&v);
p=(link *)malloc(sizeof(link));
p->i=i;p->j=j;p->uval.v=v;
q=cp[i];
while((q->rptr!=cp[i])&&(q->rptr->j<j))
q=q->rptr;
p->rptr=q->rptr;
q->rptr=p;
q=cp[j];
while((q->cptr!=cp[j])&&(q->cptr->i<i))
q=q->cptr;
p->cptr=q->cptr;
q->cptr=p;
}
return head;
}
//插入结点函数
void insert(int i,int j,int v,link *cp[])
{
link *p,*q;
p=(link *)malloc(sizeof(link));
p->i=i;p->j=j;p->uval.v=v;
//以下是经*p结点插入第i行链表中
q=cp[i];
while((q->rptr!=cp[i])&&(q->rptr->j<j))
q=q->rptr;//在第i行中找第一个列号大于j的结点*(q->rptr)
//找不到时，*q是该行表上的尾结点
p->rptr=q->rptr;
q->rptr=p;//*p插入在*q之后
//以下是将结点插入第j列链表中
q=cp[j];//取第j列表头结点
while((q->cptr!=cp[j])&&(q->cptr->i<i))
q=q->cptr ;//在第j行中找第一个列号大于i的结点*(q->cptr)
//找不到时，*q是该行表上的尾结点
p->cptr=q->cptr;
q->cptr=p;//*p插入在*q之后
}
//输出十字链表的函数
void print(link *A)
{
link *p,*q,*r;//p是控制行q是控制列r是控制输出的格式
int k,col,t,row;
col=A->j;//矩阵A的列数
printf("矩阵为：/n");
p=A->uval.next;//p指向第一个结点（不是头结点）
while(p!=A)
{
q=p->rptr;//p指向这以一行的一个值
if(q==A->cptr)break;//如果行或列处理完了，跳出
r=p;//r指向这一行的头结点
while(q!=p)
{
for(k=1;k<q->j-(r->j);k++)//输出同一行上两非零数据间的零
printf(" 0");
printf("%3d",q->uval.v);//输出那个非零值
q=q->rptr;//q指向这一行的下一个元素
r=r->rptr;//r指向q前面的一个非零元素
}
k=r->j;//k的值是某一行的最后一个非零元的列数
for(t=k;t<col;t++)//输出一行上最后一个非零元后面的零
printf(" 0");
printf("/n");
p=p->uval.next;//p指向下一行
}
}
link *add(link *a,link *b)
{
link *p,*q,*u,*v,*r,*cp[smax],*c;//p,q控制十字链a的行列,u,v控制十字链b的行列
int s,i;
if(a->i!=b->i||a->j!=b->j)
{ flag=1;return NULL; }
//建立c的表头环链
c=(link *)malloc(sizeof(link));
c->i=a->i;c->j=a->j;
if(c->i>c->j)s=c->i; else s=c->j;
cp[0]=c;
for(i=1;i<=s;i++)
{
r=(link *)malloc(sizeof(link));
r->i=0;r->j=0;
r->rptr=r;r->cptr=r;
cp[i]=r;
cp[i-1]->uval.next=r;
}
cp[s]->uval.next =c;
//矩阵相加
p=a->uval.next;u=b->uval.next;
while(p!=a&&u!=b)
{
q=p->rptr;v=u->rptr;
if(q==p&&v!=u)//矩阵a中第p行为空，矩阵b的第u行不为空
while(v!=u)//将b的行的都复制到和矩阵中
{insert(v->i,v->j,v->uval.v,cp);v=v->rptr;}
else if(v==u&&q!=p)//矩阵a中第p行不为空，矩阵b的第u行为空
while(q!=p)
{insert(q->i,q->j,q->uval.v,cp);q=q->rptr;}
else if(q!=p&&v!=u)//矩阵b的第u行和矩阵a的第p行都不为空
{
while(q!=p&&v!=u)
{
if(q->j<v->j)//如果a中有元素的列数小于b的，将a中的所有小于b的值都插到c中
{insert(q->i,q->j,q->uval.v,cp);q=q->rptr;}
else if(q->j>v->j)//如果b中有元素的列数小于a的，将a中的所有小于b的值都插到c中
{insert(v->i,v->j,v->uval.v,cp);v=v->rptr;}
else//a、b当前是在同一个位置，判断加的和是否为零，不为零才做加法运算
{if(q->uval.v+v->uval.v!=0)insert(q->i,q->j,(q->uval.v+v->uval.v),cp);
q=q->rptr;v=v->rptr;
}
}
if(q==p&&v!=u)//如果b未处理完，将b中未处理的值都插入到和矩阵中
while(v!=u)
{insert(v->i,v->j,v->uval.v,cp);v=v->rptr;}
else if(v==u&&q!=p)//如果a未处理完，将a中未处理的值都插入到和矩阵中
while(q!=p)
{insert(q->i,q->j,q->uval.v,cp);q=q->rptr;}
else; //都处理完了，什么都不做
}
else ; //矩阵b的第u行和矩阵a的第p行都为空，什么都不做
p=p->uval.next;u=u->uval.next;//a、b都指向下一行
}
return c;
}
//
void main()
{
link *A,*B,*C;
A=creatlinkmat();print(A);
B=creatlinkmat();print(B);
C=add(A,B);
if(flag==1)printf("矩阵A、B不能相加!!");
else printf("和矩阵C为：/n");print(C);
}
