《数据结构》算法实现及解析

/* bo5-4.c 稀疏矩阵的十字链表存储(存储结构由c5-4.h定义)的基本操作(9个) */ Status InitSMatrix(CrossList *M) /* 加 */ { /* 初始化M(CrossList类型的变量必须初始化,否则创建、复制矩阵将出错) */ (*M).rhead=(*M).chead=NULL; (*M).mu=(*M).nu=(*M).tu=0; return OK; } Status DestroySMatrix(CrossList *M) { /* 初始条件: 稀疏矩阵M存在。操作结果: 销毁稀疏矩阵M */ int i; OLNode *p,*q; for(i=1;i<=(*M).mu;i++) /* 按行释放结点 */ { p=*((*M).rhead+i); while(p) { q=p; p=p->right; free(q); } } free((*M).rhead); free((*M).chead); (*M).rhead=(*M).chead=NULL; (*M).mu=(*M).nu=(*M).tu=0; return OK; } Status CreateSMatrix(CrossList *M) { /* 创建稀疏矩阵M,采用十字链表存储表示。算法5.4 */ int i,j,k,m,n,t; ElemType e; OLNode *p,*q; if((*M).rhead) DestroySMatrix(M); printf("请输入稀疏矩阵的行数 列数 非零元个数: "); scanf("%d%d%d",&m,&n,&t); (*M).mu=m; (*M).nu=n; (*M).tu=t; (*M).rhead=(OLink*)malloc((m+1)*sizeof(OLink)); if(!(*M).rhead) exit(OVERFLOW); (*M).chead=(OLink*)malloc((n+1)*sizeof(OLink)); if(!(*M).chead) exit(OVERFLOW); for(k=1;k<=m;k++) /* 初始化行头指针向量;各行链表为空链表 */ (*M).rhead[k]=NULL; for(k=1;k<=n;k++) /* 初始化列头指针向量;各列链表为空链表 */ (*M).chead[k]=NULL; printf("请按任意次序输入%d个非零元的行 列 元素值:\n",(*M).tu); for(k=0;k<t;k++) { scanf("%d%d%d",&i,&j,&e); p=(OLNode*)malloc(sizeof(OLNode)); if(!p) exit(OVERFLOW); p->i=i; /* 生成结点 */ p->j=j; p->e=e; if((*M).rhead[i]==NULL||(*M).rhead[i]->j>j) /* p插在该行的第一个结点处 */ { p->right=(*M).rhead[i]; (*M).rhead[i]=p; } else /* 寻查在行表中的插入位置 */ { for(q=(*M).rhead[i];q->right&&q->right->j<j;q=q->right); p->right=q->right; /* 完成行插入 */ q->right=p; } if((*M).chead[j]==NULL||(*M).chead[j]->i>i) /* p插在该列的第一个结点处 */ { p->down=(*M).chead[j]; (*M).chead[j]=p; } else /* 寻查在列表中的插入位置 */ { for(q=(*M).chead[j];q->down&&q->down->i<i;q=q->down); p->down=q->down; /* 完成列插入 */ q->down=p; } } return OK; } Status PrintSMatrix(CrossList M) { /* 初始条件: 稀疏矩阵M存在。操作结果: 按行或按列输出稀疏矩阵M */ int i,j; OLink p; printf("%d行%d列%d个非零元素\n",M.mu,M.nu,M.tu); printf("请输入选择(1.按行输出 2.按列输出): "); scanf("%d",&i); switch(i) { case 1: for(j=1;j<=M.mu;j++) { p=M.rhead[j]; while(p) { printf("%d行%d列值为%d\n",p->i,p->j,p->e); p=p->right; } } break; case 2: for(j=1;j<=M.nu;j++) { p=M.chead[j]; while(p) { printf("%d行%d列值为%d\n",p->i,p->j,p->e); p=p->down; } } } return OK; } Status CopySMatrix(CrossList M,CrossList *T) { /* 初始条件: 稀疏矩阵M存在。操作结果: 由稀疏矩阵M复制得到T */ int i; OLink p,q,q1,q2; if((*T).rhead) DestroySMatrix(T); (*T).mu=M.mu; (*T).nu=M.nu; (*T).tu=M.tu; (*T).rhead=(OLink*)malloc((M.mu+1)*sizeof(OLink)); if(!(*T).rhead) exit(OVERFLOW); (*T).chead=(OLink*)malloc((M.nu+1)*sizeof(OLink)); if(!(*T).chead) exit(OVERFLOW); for(i=1;i<=M.mu;i++) /* 初始化矩阵T的行头指针向量;各行链表为空链表 */ (*T).rhead[i]=NULL; for(i=1;i<=M.nu;i++) /* 初始化矩阵T的列头指针向量;各列链表为空链表 */ (*T).chead[i]=NULL; for(i=1;i<=M.mu;i++) /* 按行复制 */ { p=M.rhead[i]; while(p) /* 没到行尾 */ { q=(OLNode*)malloc(sizeof(OLNode)); /* 生成结点 */ if(!q) exit(OVERFLOW); q->i=p->i; /* 给结点赋值 */ q->j=p->j; q->e=p->e; if(!(*T).rhead[i]) /* 插在行表头 */ (*T).rhead[i]=q1=q; else /* 插在行表尾 */ q1=q1->right=q; if(!(*T).chead[q->j]) /* 插在列表头 */ { (*T).chead[q->j]=q; q->down=NULL; } else /* 插在列表尾 */ { q2=(*T).chead[q->j]; while(q2->down) q2=q2->down; q2->down=q; q->down=NULL; } p=p->right; } q->right=NULL; } return OK; } Status AddSMatrix(CrossList M,CrossList N,CrossList *Q) { /* 初始条件: 稀疏矩阵M与N的行数和列数对应相等。 */ /* 操作结果: 求稀疏矩阵的和Q=M+N */ int i,k; OLink p,pq,pm,pn; OLink *col; if(M.mu!=N.mu||M.nu!=N.nu) { printf("两个矩阵不是同类型的,不能相加\n"); exit(OVERFLOW); } (*Q).mu=M.mu; /* 初始化Q矩阵 */ (*Q).nu=M.nu; (*Q).tu=0; /* 元素个数的初值 */ (*Q).rhead=(OLink*)malloc(((*Q).mu+1)*sizeof(OLink)); if(!(*Q).rhead) exit(OVERFLOW); (*Q).chead=(OLink*)malloc(((*Q).nu+1)*sizeof(OLink)); if(!(*Q).chead) exit(OVERFLOW); for(k=1;k<=(*Q).mu;k++) /* 初始化Q的行头指针向量;各行链表为空链表 */ (*Q).rhead[k]=NULL; for(k=1;k<=(*Q).nu;k++) /* 初始化Q的列头指针向量;各列链表为空链表 */ (*Q).chead[k]=NULL; col=(OLink*)malloc(((*Q).nu+1)*sizeof(OLink)); /* 生成指向列的最后结点的数组 */ if(!col) exit(OVERFLOW); for(k=1;k<=(*Q).nu;k++) /* 赋初值 */ col[k]=NULL; for(i=1;i<=M.mu;i++) /* 按行的顺序相加 */ { pm=M.rhead[i]; /* pm指向矩阵M的第i行的第1个结点 */ pn=N.rhead[i]; /* pn指向矩阵N的第i行的第1个结点 */ while(pm&&pn) /* pm和pn均不空 */ { if(pm->j<pn->j) /* 矩阵M当前结点的列小于矩阵N当前结点的列 */ { p=(OLink)malloc(sizeof(OLNode)); /* 生成矩阵Q的结点 */ if(!p) exit(OVERFLOW); (*Q).tu++; /* 非零元素数加1 */ p->i=i; /* 给结点赋值 */ p->j=pm->j; p->e=pm->e; p->right=NULL; pm=pm->right; /* pm指针向右移 */ } else if(pm->j>pn->j) /* 矩阵M当前结点的列大于矩阵N当前结点的列 */ { p=(OLink)malloc(sizeof(OLNode)); /* 生成矩阵Q的结点 */ if(!p) exit(OVERFLOW); (*Q).tu++; /* 非零元素数加1 */ p->i=i; /* 给结点赋值 */ p->j=pn->j; p->e=pn->e; p->right=NULL; pn=pn->right; /* pn指针向右移 */ } else if(pm->e+pn->e) /* 矩阵M、N当前结点的列相等且两元素之和不为0 */ { p=(OLink)malloc(sizeof(OLNode)); /* 生成矩阵Q的结点 */ if(!p) exit(OVERFLOW); (*Q).tu++; /* 非零元素数加1 */ p->i=i; /* 给结点赋值 */ p->j=pn->j; p->e=pm->e+pn->e; p->right=NULL; pm=pm->right; /* pm指针向右移 */ pn=pn->right; /* pn指针向右移 */ } else /* 矩阵M、N当前结点的列相等且两元素之和为0 */ { pm=pm->right; /* pm指针向右移 */ pn=pn->right; /* pn指针向右移 */ continue; } if((*Q).rhead[i]==NULL) /* p为该行的第1个结点 */ (*Q).rhead[i]=pq=p; /* p插在该行的表头且pq指向p(该行的最后一个结点) */ else /* 插在pq所指结点之后 */ { pq->right=p; /* 完成行插入 */ pq=pq->right; /* pq指向该行的最后一个结点 */ } if((*Q).chead[p->j]==NULL) /* p为该列的第1个结点 */ (*Q).chead[p->j]=col[p->j]=p; /* p插在该列的表头且col[p->j]指向p */ else /* 插在col[p->]所指结点之后 */ { col[p->j]->down=p; /* 完成列插入 */ col[p->j]=col[p->j]->down; /* col[p->j]指向该列的最后一个结点 */ } } while(pm) /* 将矩阵M该行的剩余元素插入矩阵Q */ { p=(OLink)malloc(sizeof(OLNode)); /* 生成矩阵Q的结点 */ if(!p) exit(OVERFLOW); (*Q).tu++; /* 非零元素