稀疏矩阵运算器源代码

1、#include "iomanip.h"#include "iostream.h"#include "conio.h"#include "stdio.h"#include "string.h"#include "stdlib.h"#define TRUE 1#define FALSE 0#define OK 1#define ERROR 0typedef int Status ;typedef int ElemType;#define MAXSIZE 100 / 非零元个数的

2、最大值#define SIZENUM 10typedef struct int i,j; / 行下标,列下标ElemType e; / 非零元素值Triple;typedef struct Triple dataMAXSIZE+1; / 非零元三元组表,data0未用 int mu,nu,tu; / 矩阵的行数、列数和非零元个数 TSMatrix;void create(TSMatrix &TM);/创建矩阵void disp(TSMatrix TM);/通常形式输出稀疏矩阵Status LocateELem(TSMatrix M,int i,int j,int e);/三元组表中是否

3、存在非零元素Aij，若存在返回e void InsertSortMatrix(TSMatrix &TM);/根据对矩阵的行列，三元组TM作直接插入排序 Status TransposeSMatrix(TSMatrix M,TSMatrix &T); /矩阵转置的算法Status AddTSM(TSMatrix A,TSMatrix B,TSMatrix &C); /矩阵的加法运算:C=A+BStatus SubTSM(TSMatrix A,TSMatrix B,TSMatrix &C); /矩阵的减法运算:C=A-BStatus MultSMatrix(TSMa

4、trix A,TSMatrix B,TSMatrix &C); /矩阵的乘法运算:C=A×Bvoid NiMatrix(TSMatrix &TM);/矩阵求逆/-创建矩阵-/void create(TSMatrix &TM) int i,j,i1,j1,n,e;cout<<"矩阵的行数、列数、非零元个数(mu,nu,tu)：" cin>>i>>j>>n;TM.mu=i;TM.nu=j;TM.tu=0;if(TM.mu<1|TM.nu<1)cout<<"输入有误

5、!"<<endl;for(int k=1;k<=n;k+)cout<<"第"<<k<<"个元素行、列、值(i,j,e):" cin>>i1>>j1>>e;if(i1>TM.mu|j1>TM.nu|e=0)cout<<"输入有误!"<<endl; k-;else if(LocateELem(TM,i1,j1,e)=1)cout<<"元素已经存在!"<<endl

6、; k-;elseTM.datak.i=i1;TM.datak.j=j1;TM.datak.e=e;TM.tu+; InsertSortMatrix(TM);Status LocateELem(TSMatrix M,int i,int j,int e)/三元组表中是否存在非零元素Aij，若存在返回e int k;for(k=1;k<=M.tu;k+)if(M.datak.i=i&&M.datak.j=j)e=M.datak.e; return TRUE;return FALSE;void InsertSortMatrix(TSMatrix &TM)/根据对矩阵的行

7、列，三元组TM作直接插入排序 int i,j;for(i=2;i<=TM.tu;i+)if(TM.datai.i<TM.datai-1.i|TM.datai.i=TM.datai-1.i&&TM.datai.j<TM.datai-1.j) TM.data0.i=TM.datai.i;TM.data0.j=TM.datai.j;TM.data0.e=TM.datai.e;for(j=i-1;TM.data0.i<TM.dataj.i|TM.data0.i=TM.dataj.i&&TM.data0.j<TM.dataj.j;-j) TM

8、.dataj+1.i=TM.dataj.i;TM.dataj+1.j=TM.dataj.j;TM.dataj+1.e=TM.dataj.e;TM.dataj+1.i=TM.data0.i;TM.dataj+1.j=TM.data0.j;TM.dataj+1.e=TM.data0.e;/-通常形式输出稀疏矩阵-/void disp(TSMatrix TM) int i,j,k,flag=1;for(i=1;i<=TM.mu;i+) cout<<setw(6);for(j=1;j<=TM.nu;j+)for(k=1;k<=TM.tu;k+)if(i=TM.datak.

9、i&&j=TM.datak.j)cout<<TM.datak.e<<setw(6);flag=0;if(flag) cout<<"0"<<setw(6);flag=1;cout<<endl;/-矩阵转置的算法-/Status TransposeSMatrix(TSMatrix M,TSMatrix &T) int col,p,q;T.mu=M.nu;T.nu=M.mu;T.tu=M.tu;if(M.tu)q=1;for(col=1;col<=M.nu;col+)for(p=1;p<

10、;=M.tu;p+) if(M.datap.j=col) T.dataq.i=M.datap.j; T.dataq.j=M.datap.i; T.dataq.e=M.datap.e; +q; return OK; /-矩阵加算法-/ Status AddTSM(TSMatrix A,TSMatrix B,TSMatrix &C) /* 三元组表示的稀疏矩阵加法: C=A+B */ int n=1,m=1,k=1; ElemType temp; if(A.mu=B.mu&&A.nu=B.nu) while(m<=A.tu&&n<=B.tu) /

11、若A当前元素的行号等于B当前元素的行号，则比较其列号，将较小列的元素 /存入C中，如果列号也相等，则将对应的元素值相加后存入C中 if(A.datam.i=B.datan.i) if(A.datam.j<B.datan.j) C.datak.i=A.datam.i; C.datak.j=A.datam.j; C.datak.e=A.datam.e; k+;m+; else if(A.datam.j>B.datan.j) C.datak.i=B.datan.i; C.datak.j=B.datan.j; C.datak.e=B.datan.e; k+;n+; else temp=A.

12、datam.e+B.datan.e; if(temp!=0)/不为0才添加到C中 C.datak.i=A.datam.i; C.datak.j=A.datam.j; C.datak.e=temp; k+; m+;n+; /若A当前元素的行号小于B当前元素的行号，则将A的元素存入C中 else if(A.datam.i<B.datan.i) C.datak.i=A.datam.i; C.datak.j=A.datam.j; C.datak.e=A.datam.e; k+;m+; /若A当前元素的行号大于B当前元素的行号，则将B的元素存入C中 else C.datak.i=B.datan.i

13、; C.datak.j=B.datan.j; C.datak.e=B.datan.e; k+;n+; /把剩余部分元素存入C中 if(m>A.tu&&n<=B.tu) for( ;n<=B.tu;n+) C.datak.i=B.datan.i; C.datak.j=B.datan.j; C.datak.e=B.datan.e; k+; if(n>B.tu&&m<=A.tu) for( ;m<=A.tu;m+) C.datak.i=A.datam.i; C.datak.j=A.datam.j; C.datak.e=A.datam

14、.e; k+; C.mu=A.mu; C.nu=A.nu; C.tu=k-1; return OK; else return ERROR; /-矩阵的减法运算-/ Status SubTSM(TSMatrix A,TSMatrix B,TSMatrix &C) /* 三元组表示的稀疏矩阵减法: C=A+B */ int n=1,m=1,k=1;ElemType temp;if(A.mu=B.mu&&A.nu=B.nu)while(m<=A.tu&&n<=B.tu)/若A当前元素的行号等于B当前元素的行号，则比较其列号，将较小列的元素 /存入C

15、中，如果列号也相等，则将对应的元素值相减后存入C中 if(A.datam.i=B.datan.i)if(A.datam.j<B.datan.j)C.datak.i=A.datam.i;C.datak.j=A.datam.j;C.datak.e=A.datam.e;k+;m+;else if(A.datam.j>B.datan.j)C.datak.i=B.datan.i;C.datak.j=B.datan.j;C.datak.e=-B.datan.e;k+;n+;else temp=A.datam.e-B.datan.e;if(temp!=0)/不为0才添加到C中C.datak.i=

16、A.datam.i;C.datak.j=A.datam.j;C.datak.e=temp;k+;m+;n+;/若A当前元素的行号小于B当前元素的行号，则将A的元素存入C中 else if(A.datam.i<B.datan.i)C.datak.i=A.datam.i;C.datak.j=A.datam.j;C.datak.e=A.datam.e;k+;m+;/若A当前元素的行号大于B当前元素的行号，则将B的元素存入C中 elseC.datak.i=B.datan.i;C.datak.j=B.datan.j;C.datak.e=-B.datan.e;k+;n+;/把剩余部分元素存入C中if

17、(m<=A.tu)for( ;m<=A.tu;m+)C.datak.i=A.datam.i;C.datak.j=A.datam.j;C.datak.e=A.datam.e;k+;if(n<=B.tu)for( ;n<=B.tu;n+)C.datak.i=B.datan.i;C.datak.j=B.datan.j;C.datak.e=-B.datan.e;k+;C.mu=A.mu;C.nu=A.nu;C.tu=k-1;return OK;else return ERROR;int value(TSMatrix T,int i,int j)/得到Tij的值 int k;fo

18、r(k=1;k<=T.tu;k+)if(T.datak.i=i&&T.datak.j=j)return T.datak.e;return 0;/-矩阵乘法运算的算法-/Status MultSMatrix(TSMatrix A,TSMatrix B,TSMatrix &C) int i,j,k,sum,p=1;for(i=1;i<=A.mu;i+)for(j=1;j<=B.nu;j+) sum=0;for(k=1;k<=A.nu;k+)sum+=value(A,i,k)*value(B,k,j); if(sum!=0) C.datap.i=i;C

19、.datap.j=j;C.datap.e=sum;p+;C.mu=A.mu;C.nu=B.nu;C.tu=p-1;return OK;/JsMatrix()函数用于计算行列式,通过递归算法实现int JsMatrix(int sSIZENUM,int n) int z,j,k,r,total=0;int bSIZENUMSIZENUM;/*bNN用于存放，在矩阵sNN中元素s0的余子式*/if(n>2) for(z=0;z<n;z+)for(j=0;j<n-1;j+)for(k=0;k<n-1;k+)if(k>=z) bjk=sj+1k+1;else bjk=sj

20、+1k;if(z%2=0) r=s0z*JsMatrix(b,n-1); /*递归调用*/else r=(-1)*s0z*JsMatrix(b,n-1);total=total+r;else if(n=2) total=s00*s11-s01*s10;return total;void N1Matrix(int sSIZENUM,float bSIZENUM,int n)/N1Matrix()函数用于求原矩阵各元素对应的余子式，存放在数组bnn中，定义为float型int z,j,k,l,m,g,aSIZENUMSIZENUM;for(z=0;z<n;z+)l=z;for(j=0;j&l

21、t;n;j+) m=j;for(k=0;k<n-1;k+)for(g=0;g<n-1;g+) if(g>=m&&k<l) akg=skg+1;else if(k>=l&&g<m) akg=sk+1g;else if(k>=l&&g>=m) akg=sk+1g+1;else akg=skg;bzj=JsMatrix(a,n-1);/-矩阵求逆-/void NiMatrix(TSMatrix &TM) int i,j,n,k; n=TM.mu;float temp;int aSIZENUMSIZ

22、ENUM;float bSIZENUMSIZENUM,cSIZENUMSIZENUM;for(i=0;i<n;i+)for(j=0;j<n;j+)aij=0;for(i=1;i<=TM.tu;i+)aTM.datai.i-1TM.datai.j-1=TM.datai.e;k=JsMatrix(a,n);cout<<"矩阵的行列式的值: |A|="<<k<<endl;if(k=0) cout<<"行列式的值|A|=0,原矩阵无逆矩阵!"<<endl;else N1Matrix(a

23、, b,n);/调用N1Matrix()函数，得到原矩阵各元素对应的"余子式",存放在数组bnn中for(i=0;i<n;i+) /求代数余子式，此时bnn中存放的为原矩阵各元素对应的"代数余子式"for(j=0;j<n;j+)if(i+j)%2!=0 && bij!=0) bij=-bij;for(i=0;i<n;i+) /对bNN转置,此时bnn中存放的为原矩阵的伴随矩阵 for(j=i+1;j<n;j+)temp=bij;bij=bji;bji=temp;cout<<"伴随矩阵A*:&q

24、uot;<<endl;for(i=0;i<n;i+)/ 打印伴随矩阵A*cout<<setw(6);for(j=0;j<n;j+)cout<<bij<<setw(6);cout<<endl;for(i=0;i<n;i+) /求逆矩阵，此时cnn中存放的是原矩阵的逆矩阵 for(j=0;j<n;j+)cij=bij/k;cout<<"逆矩阵(A*)/|A|:"<<endl;for(i=0;i<n;i+)/ 打印逆矩阵cout<<setw(6);for(

25、j=0;j<n;j+)cout<<cij<<setw(6);cout<<endl;/elsevoid main() system("cls");system("color 17");/设置窗口的背景颜色system("mode con cols=80 lines=40");system("title #矩阵运算器#");printf("t*n"); putchar('n');inp: while(1) /system("cls&

26、quot;);cout<<endl;printf("tt -欢迎使用稀疏矩阵运算器-n",2,2);putchar('n');printf("t*n"); putchar('n');printf("tt <1>矩阵转置 n",2,2);printf("tt - n",2,2); printf("tt <2>矩阵相加 n",2,2);printf("tt - n",2,2);printf("tt &l

27、t;3>矩阵相减 n",2,2);printf("tt - n",2,2);printf("tt <4>矩阵相乘 n",2,2);printf("tt - n",2,2);printf("tt <5>矩阵求逆 n",2,2);printf("tt - n",2,2);printf("tt <6>退出程序 n",2,2);printf("tt - n",2,2);putchar('n');p

28、rintf("t*n");printf("tt 强制退出请按 Ctrl +Cn");printf("t*n");char choice;cout<<endl<<"请选择操作(1-6):"cin>>choice;TSMatrix A,B,C;switch(choice) case '1':cout<<"创建矩阵A"<<endl;create(A);TransposeSMatrix(A,B);cout<<&quo

29、t;矩阵A:"<<endl;disp(A);cout<<"转置矩阵A:"<<endl;disp(B);cout<<" Press any key to continue!"<<endl<<endl;getche();system("cls");goto inp;case '2':cout<<"创建矩阵A"<<endl;create(A);cout<<"创建矩阵B"

30、<<endl;create(B);if(A.mu!=B.mu|A.nu!=B.nu) cout<<"两个矩阵的行、列数不匹配运算规则"<<endl;cout<<" Press any key to continue!"<<endl<<endl;getche();system("cls");goto inp;AddTSM(A,B,C);cout<<"矩阵A:"<<endl;disp(A); cout<<&quo

31、t;矩阵B:"<<endl;disp(B); cout<<"矩阵C=A+B:"<<endl;disp(C); cout<<" Press any key to continue!"<<endl<<endl; getche();system("cls"); goto inp; case '3': cout<<"创建矩阵A"<<endl; create(A); cout<<"创

32、建矩阵B"<<endl; create(B); if(A.mu!=B.mu|A.nu!=B.nu) cout<<"两个矩阵的行、列数不匹配运算规则"<<endl; cout<<" Press any key to continue!"<<endl<<endl; getche();system("cls"); goto inp; SubTSM(A,B,C); cout<<"矩阵A:"<<endl;disp(A);

33、 cout<<"矩阵B:"<<endl;disp(B); cout<<"矩阵C=A-B:"<<endl;disp(C); cout<<" Press any key to continue!"<<endl<<endl; getche();system("cls"); goto inp; case '4': cout<<"创建矩阵A"<<endl; create(A); cout<<"创建矩阵B"<<endl; create(B); if(A.mu!=B.nu) cout<<"两个矩阵的行、列数不匹配运算规则"<<endl; cout<<" Press any key to continue!"<<endl<<endl; getche();system("cls"); goto inp; MultSMatrix(A,B,C); cout<<"