C++ 稀疏矩阵库: 创建和设置元素

C++ 稀疏矩阵库: 创建和设置元素

本文将介绍如何使用 C++ 代码创建一个稀疏矩阵并设置其元素。

1. 结构体定义

首先，我们定义稀疏矩阵的结构体 SparseMatrix 和稀疏节点结构体 SparseNode：

typedef struct {
    int row;
    int col;
    TV value;
} SparseNode;

typedef struct {
    SparseNode nodes[MAX_NODES];
    int Rows;
    int Cols;
    int maxnodes;
} SparseMatrix;

其中：

• SparseNode 结构体表示稀疏矩阵中的一个非零元素，包含行号 row、列号 col 和元素值 value。
• SparseMatrix 结构体表示整个稀疏矩阵，包含一个 SparseNode 数组 nodes 用于存储所有非零元素，以及矩阵的行数 Rows、列数 Cols 和最大节点数 maxnodes。

2. 创建稀疏矩阵

使用 SM_Create 函数创建一个新的稀疏矩阵：

SparseMatrix* SM_Create(int rows, int cols, int maxnodes)
{
    SparseMatrix* A = (SparseMatrix*)malloc(sizeof(SparseMatrix));
    A->Rows = rows;
    A->Cols = cols;
    A->maxnodes = maxnodes;
    A->nodes = SL_Create(maxnodes);
    return A;
}

该函数首先使用 malloc 函数分配内存，然后初始化稀疏矩阵的属性，并使用 SL_Create 函数为三元组表分配内存。

3. 设置元素值

使用 SM_SetAt 函数设置稀疏矩阵中指定位置的元素值：

void SM_SetAt(SparseMatrix* A, int row, int col, TV x)
{
    if (row < 0 || row >= A->Rows || col < 0 || col >= A->Cols) {
        printf("SM_SetAt(): location error when writing elements of the matrix!");
        exit(0);
    }
    SL_SetNode(A->nodes, row, col, x);
}

该函数首先检查指定的行号和列号是否合法，然后调用 SL_SetNode 函数将元素值存储到三元组表中。

4. 设置三元组表节点

SL_SetNode 函数用于将元素值存储到三元组表中：

void SL_SetNode(SparseNode* nodes, int row, int col, TV x)
{
    int count = 0;
    while (nodes[count].row != -1) {
        if (nodes[count].row == row && nodes[count].col == col) {
            nodes[count].value = x;
            return;
        }
        count++;
    }
    if (count < MAX_NODES) {
        nodes[count].row = row;
        nodes[count].col = col;
        nodes[count].value = x;
        nodes[count + 1].row = -1;
    } else {
        printf("SL_SetNode(): maximum number of nodes reached!");
        exit(0);
    }
}

该函数首先遍历三元组表，寻找与目标位置相同的节点，如果找到则更新节点的值。如果未找到相同节点，则在表中插入一个新的节点。

5. 其他注意事项

• 代码中的 SL_Create 函数和 MAX_NODES 常量需要根据您的实际情况进行定义或修改。
• TV 类型的定义需要根据您实际存储的数据类型进行替换。

希望本文能帮助您了解如何在 C++ 中创建和设置稀疏矩阵的元素。