C语言代码实现一、实验目的 掌握稀疏矩阵的存储表示和矩阵的基本运算。 二、实验内容： 1. 以带行逻辑连接信息的三元组顺序表存储稀疏矩阵 2．实现两个矩阵相加、相减、相乘、转置的运算。 3．实现界面输入稀疏矩阵的三元组表示形式，而运算结果的矩阵结果采用阵列形式在界面上显示。

以下是C语言代码实现稀疏矩阵运算器的示例代码： ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> typedef struct{ int row; int col; int value; } Element; typedef struct{ int row; int col; int num; Element* data; } SparseMatrix; SparseMatrix* create_sparse_matrix(int row, int col, int num){ SparseMatrix* matrix = (SparseMatrix*)malloc(sizeof(SparseMatrix)); matrix->row = row; matrix->col = col; matrix->num = num; matrix->data = (Element*)malloc(num * sizeof(Element)); return matrix; } void destroy_sparse_matrix(SparseMatrix* matrix){ free(matrix->data); free(matrix); } SparseMatrix* add_sparse_matrix(SparseMatrix* matrix1, SparseMatrix* matrix2){ if(matrix1->row != matrix2->row || matrix1->col != matrix2->col){ printf("Error: matrix size mismatch!\n"); return NULL; } SparseMatrix* result = create_sparse_matrix(matrix1->row, matrix1->col, 0); int p1 = 0, p2 = 0; while(p1 < matrix1->num && p2 < matrix2->num){ if(matrix1->data[p1].row < matrix2->data[p2].row || (matrix1->data[p1].row == matrix2->data[p2].row && matrix1->data[p1].col < matrix2->data[p2].col)){ result->data = (Element*)realloc(result->data, (result->num + 1) * sizeof(Element)); result->data[result->num].row = matrix1->data[p1].row; result->data[result->num].col = matrix1->data[p1].col; result->data[result->num].value = matrix1->data[p1].value; p1++; } else if(matrix1->data[p1].row > matrix2->data[p2].row || (matrix1->data[p1].row == matrix2->data[p2].row && matrix1->data[p1].col > matrix2->data[p2].col)){ result->data = (Element*)realloc(result->data, (result->num + 1) * sizeof(Element)); result->data[result->num].row = matrix2->data[p2].row; result->data[result->num].col = matrix2->data[p2].col; result->data[result->num].value = matrix2->data[p2].value; p2++; } else{ result->data = (Element*)realloc(result->data, (result->num + 1) * sizeof(Element)); result->data[result->num].row = matrix1->data[p1].row; result->data[result->num].col = matrix1->data[p1].col; result->data[result->num].value = matrix1->data[p1].value + matrix2->data[p2].value; p1++; p2++; } result->num++; } while(p1 < matrix1->num){ result->data = (Element*)realloc(result->data, (result->num + 1) * sizeof(Element)); result->data[result->num].row = matrix1->data[p1].row; result->data[result->num].col = matrix1->data[p1].col; result->data[result->num].value = matrix1->data[p1].value; p1++; result->num++; } while(p2 < matrix2->num){ result->data = (Element*)realloc(result->data, (result->num + 1) * sizeof(Element)); result->data[result->num].row = matrix2->data[p2].row; result->data[result->num].col = matrix2->data[p2].col; result->data[result->num].value = matrix2->data[p2].value; p2++; result->num++; } return result; } void print_sparse_matrix(SparseMatrix* matrix){ printf("Sparse matrix:\n"); for(int i = 0; i < matrix->num; i++){ printf("(%d, %d) = %d\n", matrix->data[i].row, matrix->data[i].col, matrix->data[i].value); } } int main(){ SparseMatrix* matrix1 = create_sparse_matrix(3, 3, 3); matrix1->data[0].row = 0; matrix1->data[0].col = 0; matrix1->data[0].value = 1; matrix1->data[1].row = 1; matrix1->data[1].col = 1; matrix1->data[1].value = 2; matrix1->data[2].row = 2; matrix1->data[2].col = 2; matrix1->data[2].value = 3; print_sparse_matrix(matrix1); SparseMatrix* matrix2 = create_sparse_matrix(3, 3, 3); matrix2->data[0].row = 0; matrix2->data[0].col = 0; matrix2->data[0].value = 4; matrix2->data[1].row = 1; matrix2->data[1].col = 1; matrix2->data[1].value = 5; matrix2->data[2].row = 2; matrix2->data[2].col = 2; matrix2->data[2].value = 6; print_sparse_matrix(matrix2); SparseMatrix* result = add_sparse_matrix(matrix1, matrix2); print_sparse_matrix(result); destroy_sparse_matrix(matrix1); destroy_sparse_matrix(matrix2); destroy_sparse_matrix(result); return 0; } ``` 该示例代码实现了创建稀疏矩阵、销毁稀疏矩阵、稀疏矩阵加法和打印稀疏矩阵等功能。其中，稀疏矩阵使用了三元组（行号、列号、值）来存储。在稀疏矩阵加法中，首先比较两个矩阵当前位置的行号和列号，如果相等则将两个矩阵对应位置的值相加；否则将行号和列号较小的位置的值加入结果矩阵中。最后，将未遍历完的元素加入结果矩阵中。

在 C 语言中，可以使用链式前向星 (linked list of forward stars, LLFS) 的数据结构来表示带行逻辑链接信息的三元组顺序表表示的稀疏矩阵。 具体来说，可以定义一个行链表节点 (row list node) 结构体，其中包含一个指向下一行的指针和一个指向该行第一个非零元素的指针。 ```c typedef struct RowListNode { int row; // 行编号 int col; // 列编号 int val; // 元素值 struct RowListNode* next; // 指向下一个元素的指针 } RowListNode; typedef struct { int rows; // 矩阵的行数 int cols; // 矩阵的列数 RowListNode** row_list; // 行链表数组，row_list[i] 表示第 i 行的链表头 } SparseMatrix; ``` 下面是实现两个矩阵的相加、相减、相乘和矩阵转置的代码示例： ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> typedef struct RowListNode { int row; int col; int val; struct RowListNode* next; } RowListNode; typedef struct { int rows; int cols; RowListNode** row_list; } SparseMatrix; // 创建一个矩阵 SparseMatrix* create_matrix(int rows, int cols) { SparseMatrix* mat = malloc(sizeof(SparseMatrix)); mat->rows = rows; mat->cols = cols; mat->row_list = malloc(sizeof(RowListNode*) * rows); for (int i = 0; i < rows; i++) { mat->row_list[i] = NULL; } return mat; } // 在矩阵中插入一个非零元