使用鏈表C ++的稀疏矩陣

Question

我正在編寫使用鏈表來存儲稀疏矩陣的程序。 首先我創建一個類“Node”包含條目索引，條目值和下一行和下一列的兩個指針。 其次我在Google上發現我需要像下面的代碼一樣創建類Matrix，但我不理解Node **rowList和node** columnList 。 為什么他們使用指向那里的指針，我怎么能從那里實現矩陣？ 非常感謝。

class Node
{
public:
    int iValue, jValue;
    float value;
    Node *rowPtr;
    Node *colPtr;
};

class Matrix
{
    Node **rowList;     // rowList is the pointer to the array of rows
    Node **columnList;  // columnList is the pointer to the array of columns
    int rows, cols;     // number of rows and columns
}

Answer 1

它似乎正是評論所說的。 它們是數組。 推測rowList將是一個rows元素數組，而columnList將是一個cols元素數組。 它是Node**的原因是數組中的每個項目都是Node* 。 指向數組的指針總是具有額外的間接級別（額外的* ）。 這意味着當您從該數組中索引單個元素時，您將再次獲得Node*類型的值。

數組的創建方式如下：

rowList = new Node* [rows];
columnList = new Node* [cols];

// Don't forget to initialise the values to NULL!  Here's the dull way:
for( int i = 0; i < rows; i++ ) rowList[i] = NULL;
for( int i = 0; i < cols; i++ ) columnList[i] = NULL;

當你需要刪除它們時（在Matrix的析構函數中）：

delete [] rowList;
delete [] colList;

關於如何從中實現矩陣的問題，這完全取決於您。 假設在位置(i, j)創建節點時，將該節點附加到rowList和columnList每一個。 即 ：

Node * node = new Node(i, j, 123.0);
rowList[i] = node;
columnList[j] = node;

但事情並非如此簡單，因為節點顯然必須鏈接到行列列表中。 在最基本的層面，並使用您提供的結構，這是一種方式：

// Inserts newNode at the head of the list and modifies the head pointer.
void insert_row( Node* & r, Node *newNode )
{
    newNode->rowPtr = r;
    if( r != NULL ) r->rowPtr = newNode;
    r = newNode;
}

// Similarly with insert_col()...

現在使用上面的原始示例：

Node * node = new Node(i, j, 123.0);
insert_row( rowList[i], node );
insert_col( columnList[j], node );

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對於有序插入

既然你已有代碼，我會提供我的服務。 但是你仍然需要自己做一些工作。

我只是試着理解這個概念，但這讓我很困惑。

讓我們開始清理一下。 這是一個類，你正在使用C ++，所以請使用你的C ++知識：

class Node
{
public:
    Node( int i, int j, int val );

    void InsertRowAfter( Node* node );
    void InsertColAfter( Node* node );

    int iValue, jValue;  // Row and column index, 1-based
    float value;         // Element value
    Node *rowPtr;        // Next element in this row (sorted by jValue)
    Node *colPtr;        // Next element in this column (sorted by iValue)
};

Node::Node( int i, int j, int val )
    : iValue(i)
    , jValue(j)
    , value(val)
    , rowPtr(NULL)
    , colPtr(NULL)
{}

// Inserts the given node to follow this node in the row list
void Node::InsertRowAfter( Node* node )
{
    // [go on, you do it]
}

// Inserts the given node to follow this node in the column list
void Node::InsertColAfter( Node* node );
{
    // [go on, you do it]
}

所以，現在你需要實現Matrix::inputData函數......基本上你做了你的朋友試圖做的事情，但沒有錯誤和內存泄漏。 這意味着你就像這樣開始：

// Use 'horz' and 'vert' to search through the row and column lists.  If a
// node needs to be created, it will be stored in 'node'.
Node *horz = rowList[iValue - 1];
Node *vert = columnList[jValue - 1];
Node *node;

// If there is no row list or smallest jValue, insert at the head.
// Otherwise, search for an insert point.
if( !horz || horz->jValue > jValue )
{
    // [go on, you do it]
}
else
{
    // Move 'horz' pointer to position at which we will append a node.
    Node *next = horz->rowPtr;
    while( next && next->jValue <= jValue ) {
        horz = next;
        next = next->rowPtr;
    }

    // If replacing an existing value, there's nothing else to do.
    if( horz->jValue == jValue ) {
        horz->value = value;
        return;
    }

    // Otherwise append a new node.
    // [go on, you do it]
}

現在，您關閉了該功能，並且不要忘記進行列索引...