Java数据结构之稀疏矩阵定义与用法示例

2023-09-17 07:25:05 223
本文实例讲述了Java数据结构之稀疏矩阵定义与用法。分享给大家供大家参考，具体如下：
稀疏矩阵非零元素的三元组类:
packagecom.clarck.datastructure.matrix;
/**
*稀疏矩阵的压缩存储
*
*稀疏矩阵非零元素的三元组类
*
*@authorclarck
*
*/
publicclassTripleimplementsComparable{
//行号，列号，元素值，默认访问权限
introw,colum,value;
publicTriple(introw,intcolum,intvalue){
if(row<0||colum<0){
thrownewIllegalArgumentException("稀疏矩阵元素三元组的行/列序号非正数");
}
this.row=row;
this.colum=colum;
this.value=value;
}
/**
*拷贝构造方法，复制一个三元组
*
*@paramelem
*/
publicTriple(Tripleelem){
this(elem.row,elem.colum,elem.value);
}
@Override
publicStringtoString(){
return"("+row+","+colum+","+value+")";
}
/**
*两个三元组是否相等，比较位置和元素值
*/
publicbooleanequals(Objectobj){
if(!(objinstanceofTriple))
returnfalse;
Tripleelem=(Triple)obj;
returnthis.row==elem.row&&this.colum==elem.colum
&&this.value==elem.value;
}
/**
*根据三元组位置比较两个三元组的大小，与元素值无关，约定三元组排序次序
*/
@Override
publicintcompareTo(Tripleelem){
//当前三元组对象小
if(this.row
三元组顺序存储的稀疏矩阵类:
packagecom.clarck.datastructure.matrix;
importcom.clarck.datastructure.linear.SeqList;
/**
*稀疏矩阵的压缩存储
*
*稀疏矩阵三元组顺序表
*
*三元组顺序存储的稀疏矩阵类
*
*@authorclarck
*
*/
publicclassSeqSparseMatrix{
//矩阵行数、列数
privateintrows,columns;
//稀疏矩阵三元组顺序表
privateSeqListlist;
/**
*构造rows行，colums列零矩阵
*
*@paramrows
*@paramcolumns
*/
publicSeqSparseMatrix(introws,intcolumns){
if(rows<=0||columns<=0)
thrownewIllegalArgumentException("矩阵行数或列数为非正数");
this.rows=rows;
this.columns=columns;
//构造空顺序表，执行SeqList()构造方法
this.list=newSeqList();
}
publicSeqSparseMatrix(introws,intcolumns,Triple[]elems){
this(rows,columns);
//按行主序插入一个元素的三元组
for(inti=0;i=rows||j<0||j>=columns)
thrownewIndexOutOfBoundsException("矩阵元素的行或列序号越界");
Tripleitem=newTriple(i,j,0);
intk=0;
Tripleelem=this.list.get(k);
//在排序顺序表list中顺序查找item对象
while(k=0){
//只比较三元组元素位置，即elem.row==i&&elem.column==j
if(item.compareTo(elem)==0)
returnelem.value;
//查找到(i,j),返回矩阵元素
k++;
elem=this.list.get(k);
}
return0;
}
/**
*以三元组设置矩阵元素
*
*@paramelem
*/
publicvoidset(Tripleelem){
this.set(elem.row,elem.colum,elem.value);
}
/**
*设置矩阵第row行第column列的元素值为value，按行主序在排序顺序表list中更改或插入一个元素的三元组，O(n)
*
*@paramrow
*@paramcolumn
*@paramvalue
*/
publicvoidset(introw,intcolumn,intvalue){
//不存储值为0元素
if(value==0)
return;
if(row>=this.rows||column>=this.columns)
thrownewIllegalArgumentException("三元组的行或列序号越界");
Tripleelem=newTriple(row,column,value);
inti=0;
//在排序的三元组顺序表中查找elem对象，或更改或插入
while(i=0)
i++;
else
break;
}
this.list.insert(i,elem);
}
@Override
publicStringtoString(){
Stringstr="三元组顺序表："+this.list.toString()+"\n";
str+="稀疏矩阵"+this.getClass().getSimpleName()+"("+rows+"*"
+columns+"):\n";
intk=0;
//返回第k个元素，若k指定序号无效则返回null
Tripleelem=this.list.get(k++);
for(inti=0;i();
//复制smat中所有三元组对象
for(inti=0;i
测试类：
packagecom.clarck.datastructure.matrix;
/**
*稀疏矩阵的压缩存储
*
*稀疏矩阵三元组顺序表
*
*三元组顺序表表示的稀疏矩阵及其加法运算
*
*@authorclarck
*
*/
publicclassSeqSparseMatrix_test{
publicstaticvoidmain(Stringargs[]){
Triple[]elemsa={newTriple(0,2,11),newTriple(0,4,17),
newTriple(1,1,20),newTriple(3,0,19),
newTriple(3,5,28),newTriple(4,4,50)};
SeqSparseMatrixsmata=newSeqSparseMatrix(5,6,elemsa);
System.out.print("A"+smata.toString());
Triple[]elemsb={newTriple(0,2,-11),newTriple(0,4,-17),
newTriple(2,3,51),newTriple(3,0,10),
newTriple(4,5,99),newTriple(1,1,0)};
SeqSparseMatrixsmatb=newSeqSparseMatrix(5,6,elemsb);
System.out.print("B"+smatb.toString());
SeqSparseMatrixsmatc=smata.plus(smatb);
System.out.print("C=A+B"+smatc.toString());
System.out.println();
smata.add(smatb);
System.out.print("A+=B"+smata.toString());
System.out.println("C.equals(A)?"+smatc.equals(smata));
SeqSparseMatrixsmatd=newSeqSparseMatrix(smatb);
smatb.set(0,2,1);
System.out.print("B"+smatb.toString());
System.out.print("D"+smatd.toString());
System.out.println("A转置"+smata.transpose().toString());
}
}


运行结果：
A三元组顺序表：((0,2,11),(0,4,17),(1,1,20),(3,0,19),(3,5,28),(4,4,50))
稀疏矩阵SeqSparseMatrix(5*6):
00110170
0200000
000000
19000028
0000500
B三元组顺序表：((0,2,-11),(0,4,-17),(2,3,51),(3,0,10),(4,5,99))
稀疏矩阵SeqSparseMatrix(5*6):
00-110-170
000000
0005100
1000000
0000099
C=A+B三元组顺序表：((1,1,20),(2,3,51),(3,0,29),(3,5,28),(4,4,50),(4,5,99))
稀疏矩阵SeqSparseMatrix(5*6):
000000
0200000
0005100
29000028
00005099
A+=B三元组顺序表：((1,1,20),(2,3,51),(3,0,29),(3,5,28),(4,4,50),(4,5,99))
稀疏矩阵SeqSparseMatrix(5*6):
000000
0200000
0005100
29000028
00005099
C.equals(A)?true
B三元组顺序表：((0,2,1),(0,4,-17),(2,3,51),(3,0,10),(4,5,99))
稀疏矩阵SeqSparseMatrix(5*6):
0010-170
000000
0005100
1000000
0000099
D三元组顺序表：((0,2,-11),(0,4,-17),(2,3,51),(3,0,10),(4,5,99))
稀疏矩阵SeqSparseMatrix(5*6):
00-110-170
000000
0005100
1000000
0000099
A转置三元组顺序表：((0,3,29),(1,1,20),(3,2,51),(4,4,50),(5,3,28),(5,4,99))
稀疏矩阵SeqSparseMatrix(6*5):
000290
020000
00000
005100
000050
0002899


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希望本文所述对大家java程序设计有所帮助。
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