• MTLAB: 稀疏矩阵的表示-sparse


    我们在学习数值算法的过程中,发现像有限差分,谱方法和有限元方法的微分矩阵($ t Differentiation~Matrices$)往往是稀疏的(即非零元素个数为$O(N)$,其中$N$为矩阵的维数)

    $ t SA=sparse(A)=SB-SB^T$

    ----------$ t SB$--------------------------------------------------------------------------------------

    (r,c)      (value)

    (1,2)       2/3
    (1,3)       -1/12
    (2,3)        2/3
    (2,4)        -1/12
    (3,4)        2/3
    (3,5)        -1/12
    (4,5)        2/3
    (1,6)        1/12
    (4,6)        -1/12
    (5,6)        2/3
    (1,7)        -2/3
    (2,7)        1/12
    (5,7)        -1/12
    (6,7)        2/3

    ----------$ t SB^T$--------------------------------------------------------------------------------------

    (2,1)       2/3
    (3,1)        -1/12
    (6,1)       1/12
    (7,1)       -2/3
    (3,2)       2/3
    (4,2)       -1/12
    (7,2)        1/12
    (4,3)        2/3
    (5,3)        -1/12
    (5,4)        2/3
    (6,4)        -1/12
    (6,5)        2/3
    (7,5)        -1/12
    (7,6)        2/3

    $ t SB = sparse(1:N-1,2:N,2/3,N,N)+sparse(1:N-2,3:N,-1/12,N,N)+sparse(1:2,N-1:N,1/12,N,N)+spare(1,N,-2/3,N,N);$

    $ t SA = SB-SB^T.$

    $ t  A=full(SA) .$

    SA与A矩阵在运算中是等价的!A矩阵还可以应用$ t toeplitz()$命令组装.

    思考:假如矩阵A是满的,那么稀疏形式的SA是不是很难输入?

    答案是否定的,注意,在使用$ t spare$时有一个前提条件:非零元素的数量级别必须为$O(N).$ 如果A真是满的, $ t sparse$会很复杂,这时$ t toeplitz()$命令更适合.

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