第9周项目2 - 对称矩阵压缩存储的实现与应用(1).cpp

本文介绍了一种对称矩阵的压缩存储方法,并提供了一个C语言实现的例子。该方法能够有效地减少存储空间的需求,适用于对称矩阵的场景。文章详细展示了如何初始化、赋值、显示及销毁对称矩阵。

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Copyright (c)2015,烟台大学计算机与控制工程学院      
All rights reserved.      
文件名称:第9周项目2 - 对称矩阵压缩存储的实现与应用(1).cpp      
作    者:魏乐天      
完成日期:2015年12月      
版 本 号:v1.0      
      
问题描述:(1)用压缩形式存储对称矩阵,实现下面的操作并测试
          void Init(int *&b);//为N阶对称矩阵初始化存储数据的一维数组B
          int Value(int b[], int i, int j);//返回存储在b[M]中,对应二维数组A[i][j]的值
          void Assign(int b[], int e, int i, int j);//将e赋值给对应二维数组元素A[i][j],要存储到B[M]中
          void Disp(int b[]);//输出压缩存储在b中的对称矩阵
          void Destroy(int b[]);//销毁存储空间
输入描述:下三角数据。
程序输出:矩阵的全体输出。
*/
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#define N 4

//为N阶对称矩阵初始化存储数据的一维数组B
void Init(int *&b);
//返回存储在b[M]中,对应二维数组A[i][j]的值
//int Value(int b[], int i, int j);
//将e赋值给对应二维数组元素A[i][j],要存储到B[M]中
void Assign(int b[], int e, int i, int j);
//输出压缩存储在b中的对称矩阵
void Disp(int b[]);
//销毁存储空间
void Destroy(int b[]);

int main()
{
    int *b1;  //指向整型的指针,待初始化
    int i, j;
    int v;
    Init(b1);
    printf("请输入对称矩阵(只需要输入下三角部分即可)\n");
    for(i=0; i<N; i++)
    {
        printf("输入第%d行的%d个数据元素: ", i+1, i+1);
        for(j=0; j<=i; j++)
        {
            scanf("%d", &v);
            Assign(b1, v, i, j);

        }
    }
    Disp(b1);
    Destroy(b1);
    return 0;
}
void Init(int *&b)
{
    b=(int *)malloc(sizeof(int)*N*(N+1)/2);

}
void Assign(int b[], int e, int i, int j)
{
    int k;
    if(i>j)
    {
        k=i*(i+1)/2+j;
        b[k]=e;

    }
    else if(i<=j)
    {
        k=j*(j+1)/2+i;
        b[k]=e;
    }


}
void Disp(int b[])
{
    int i=0;
    int j=0;
    while(i<N)
    {
        while(j<N)
        {
            printf("%4d",b[i*(i+1)/2+j]);
            j++;
        }
        printf("\n");
        j=0;
        i++;
    }
}
void Destroy(int b[])
{

    free(b);
}

运行结果:


知识点总结:
对称矩阵的操作。

学习心得:
矩阵的操作是之前没有接触过的,感觉很陌生,通过借鉴老师的代码来达到学习的作用,我认为效果是非常好的。


在C++中,为了实现对称矩阵压缩存储(也称为半压缩存储),我们可以仅存储下三角部分的非零元素,因为对称矩阵的上三角部分下三角部分完全相同。对于给定的阶数n的对称矩阵,我们只需要存储从左上角到右下角的一条斜线的元素。 首先,我们需要一个动态数组或者向量(std::vector)来存储这些元素。假设我们有一个`std::vector<int> data`用于存储对称矩阵的下三角部分。当用户输入数据时,可以按照如下步骤操作: 1. 输入矩阵的阶数n。 2. 遍历每一行i (0 <= i < n),直到达到n-i-1: a. 获取当前行的长度(即i+1)。 b. 读取并保存这一行的元素,将它们依次添加到`data`的前n-i-1个位置(因为对称矩阵,不需要存储右上角的元素)。 例如,如果用户输入阶数4,输入的顺序可能是这样的: - 第一行:1 - 第二行:2, 3 - 第三行:4, 5, 6 - 第四行:7, 8, 9, 10 接着,我们可以创建一个函数来输出整个对称矩阵,只显示非零值: ```cpp void printSymmetricMatrix(int n) { for (int i = 0; i < n; ++i) { for (int j = std::max(i, n - i - 1); j >= 0; --j) { if (i + j < n && data[i + j] != 0) { // 检查是否是下三角部分的非零元素 std::cout << data[i + j] << " "; } else { std::cout << " "; } } std::cout << "\n"; } } ``` 查找功能可以通过计算行和列对应的索引来实现。由于我们只存储了下三角区域,所以行号i对应的数据下标范围是`0`到`(n-i-1)`。列号j对于对称矩阵来说,下标也是相同的。你可以编写类似下面的函数: ```cpp int findElement(int row, int col) { return row + col < n ? data[row + col] : 0; } ```
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