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C語言經(jīng)典算法 - 稀疏矩陣

2018-07-20    來源:open-open

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說明
如果在矩陣中,多數(shù)的元素并沒有資料,稱此矩陣為稀疏矩陣(sparse matrix), 由于矩陣在程
式中常使用二維陣列表示,二維陣列的大小與使用的記憶體空間成正比,如果多數(shù)的元素沒有
資料,則會造成記憶體空間的浪費,為此,必須設計稀疏矩陣的陣列儲存方式,利用較少的記
憶體空間儲存完整的矩陣資訊。
解法
在這邊所介紹的方法較為簡單,陣列只儲存矩陣的行數(shù)、列數(shù)與有資料的索引位置及其值,在
需要使用矩陣資料時,再透過程式運算加以還原,例如若矩陣資料如下,其中0表示矩陣中該
位置沒有資料:
0 0 0 0 0 0
0 3 0 0 0 0
0 0 0 6 0 0
0 0 9 0 0 0
0 0 0 0 12 0
這個矩陣是5X6矩陣,非零元素有4個,您要使用的陣列第一列記錄其列數(shù)、行數(shù)與非零元素個
數(shù):
5 6 4
陣列的第二列起,記錄其位置的列索引、行索引與儲存值:
1 1 3
2 3 6
3 2 9
4 4 12
所以原本要用30個元素儲存的矩陣資訊,現(xiàn)在只使用了15個元素來儲存,節(jié)省了不少記憶體的
使用。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
  int num[5][3] = {{5, 6, 4},
{1, 1, 3},
{2, 3, 6},
{3, 2, 9},
{4, 4, 12}};
  int i, j, k = 1;
  printf("sparse matrix:\n");
  for (i = 0; i < 5; i++)
  {
    for (j = 0; j < 3; j++)
    {
      printf("%4d", num[i][j]);
    }
    putchar('\n');
  }
  printf("\nmatrix還原:\n");
  for (i = 0; i < num[0][0]; i++)
  {
    for (j = 0; j < num[0][1]; j++)
    {
      if (k < num[0][2] && i == num[k][0] && j == num[k][1])
      {
        printf("%4d ", num[k][2]);
        k++;
      }
      else
        printf("%4d ", 0);
    }
    putchar('\n');
  }
  return 0;
}

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