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C语言矩阵运算

时间:2021-07-10 16:08:56

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C语言矩阵运算

矩阵的乘法:

矩阵的列数(column)和第二个矩阵的行数(row)相同时

#include<stdio.h>int main(){ int a[2][4], b[4][3], c[2][3];int i, j, k, sum; printf("输入一个2×4的矩阵:\n"); for(i=0;i<2;i++)//处理矩阵a中的一行中各元素for(j=0;j<4;j++)//处理矩阵a中某一列中各元素scanf("%d",&a[i][j]); //输入数据printf("输入一个4×3的矩阵;\n"); for(i=0;i<4;i++) //处理矩阵b中的一行中各元素for(j=0;j<3;j++)//处理矩阵b中某一列中各元素scanf("%d",&b[i][j]); //输入数据for(i=0;i<2;i++) //对矩阵c进行处理{for(j=0;j<3;j++) {sum=0;for(k=0;k<4;k++) //矩阵c中每一个元素的循环计算{ sum+=a[i][k]*b[k][j]; //对矩阵c中的某一元素进行计算}c[i][j]=sum; //给矩阵c中的某一元素进行赋值}}printf("得到一个2×3的矩阵:\n");for(i=0;i<2;i++) //输出矩阵c{for(j=0;j<3;j++) printf("%5d",c[i][j]);printf("\n");}}

矩阵运算:

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>double value[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};double value2[] = {9,8,7,6,5,4,3,2,1};typedef struct {int row,line;//line为行,row为列double *data;}Matrix;Matrix* InitMatrix(Matrix *matrix,int row,int line);//初始化矩阵void ValueMatrix(Matrix *matrix,double *array);//给一个矩阵赋值int SizeMatrix(Matrix *matrix);//获得一个矩阵的大小void FreeMatrix(Matrix *matrix);//释放一个矩阵void CopyMatrix(Matrix *matrix_A, Matrix *matrix_B);//复制一个矩阵的值void PrintMatrix(Matrix *matrix);//打印一个矩阵//矩阵的基本运算Matrix* AddMatrix(Matrix *matrix_A,Matrix *matrix_B);//矩阵的加法Matrix* MulMatrix(Matrix *matrix_A,Matrix *matrix_B);//矩阵的乘法void TransMatrix(Matrix *matrix);//条件为方阵int main(int argc,char* argv[]){Matrix *matrix1 = InitMatrix(matrix1,3,3);Matrix *matrix2 = InitMatrix(matrix2,3,3);ValueMatrix(matrix1,value);// CopyMatrix(matrix1,matrix2);//复制赋值ValueMatrix(matrix2,value2);printf("矩阵1 乘以 矩阵2: \n");Matrix *matrix3 = MulMatrix(matrix1,matrix2);//乘法PrintMatrix(matrix3);printf("矩阵1 加上 矩阵2: \n");Matrix *matrix4 = AddMatrix(matrix1,matrix2);//加法PrintMatrix(matrix4);printf("矩阵1进行转置: \n");TransMatrix(matrix1);//转置PrintMatrix(matrix1);return 0;}Matrix* InitMatrix(Matrix *matrix,int row,int line)//初始化一个矩阵{if (row>0 && line>0){matrix = (Matrix*)malloc(sizeof(Matrix));matrix->row = row;matrix->line = line;matrix->data = (double*)malloc(sizeof(double)*row*line);memset(matrix->data,0,sizeof(double)*row*line);return matrix;}else return NULL;} void ValueMatrix(Matrix *matrix,double *array) //给矩阵赋值{if (matrix->data != NULL){memcpy(matrix->data, array, matrix->row*matrix->line*sizeof(double));}}int SizeMatrix(Matrix *matrix){return matrix->row*matrix->line;}void FreeMatrix(Matrix *matrix){free(matrix->data);//释放掉矩阵的data存储区matrix->data = NULL;printf("释放成功\n");}void CopyMatrix(Matrix *matrix_A, Matrix *matrix_B){matrix_B->row = matrix_A->row;matrix_B->line = matrix_A->line;memcpy(matrix_B->data, matrix_A->data, SizeMatrix(matrix_A)*sizeof(double));}void PrintMatrix(Matrix *matrix){for (int i=0;i<SizeMatrix(matrix);i++){printf("%lf\t", matrix->data[i]);if ((i+1)%matrix->line == 0)printf("\n");}}//加法Matrix* AddMatrix(Matrix *matrix_A,Matrix *matrix_B){if (matrix_A->row == matrix_B->row && matrix_A->line == matrix_B->line){Matrix *matrix_C = InitMatrix(matrix_C,matrix_A->row,matrix_A->line);for (int i=0;i<matrix_A->line;i++){for (int j=0;j<matrix_A->row;j++){matrix_C->data[i*matrix_C->row + j] = \matrix_A->data[i*matrix_A->row + j] + matrix_B->data[i*matrix_A->row + j];}}return matrix_C;}else {printf("不可相加\n");return NULL;}}//乘法Matrix* MulMatrix(Matrix *matrix_A,Matrix *matrix_B){if (matrix_A->row == matrix_B->line)//列==行{Matrix *matrix_C = InitMatrix(matrix_C,matrix_B->row,matrix_A->line);// matrix_C->line = matrix_A->line;//A行// matrix_C->row = matrix_B->row;//B列for (int i=0;i<matrix_A->row;i++){for (int j=0;j<matrix_B->line;j++){for (int k=0;k<matrix_A->line;k++){matrix_C->data[i*matrix_C->line + j] += \matrix_A->data[i*matrix_A->line + k] * matrix_B->data[k*matrix_B->row + j];}}}return matrix_C;}else{printf("不可相乘\n");return NULL;}}//矩阵转置void TransMatrix(Matrix *matrix)//条件为方阵{if (matrix->row == matrix->line){Matrix *matrixTemp = InitMatrix(matrixTemp, matrix->row,matrix->line); //创建一个临时矩阵CopyMatrix(matrix,matrixTemp);//将目标矩阵的data复制给临时矩阵for (int i=0;i<matrix->row;i++){for (int j=0;j<matrix->line;j++){matrix->data[i*matrix->row + j] = matrixTemp->data[j*matrix->row + i];}}}else{printf("转置的矩阵必须为方阵\n");}}

矩阵加减、数乘运算例子:

/**MatrixAddition.c实现两个矩阵相加*/#include<stdio.h>const int COLS=3;void printMatirx(int *pArray,int rows,int cols);void printMatirx2(int (*pArray)[COLS],int rows);int main(){int A[3][4]={{15,10,9,12},{18,14,8,7},{16,13,6,11}};printf("矩阵A=\n");printMatirx(A,3,4);int B[3][4]={{4,3,5,2},{0,9,6,1},{5,7,2,6}};printf("矩阵B=\n");printMatirx(B,3,4);int C[3][4];int i,j;//矩阵相加:两个矩阵必须行数和列数一样才能相加,//和矩阵的每个元素分别是两个矩阵对应的元素的和printf("矩阵A+矩阵B=\n");for(i=0;i<3;i++)//控制行{for(j=0;j<4;j++){C[i][j]=A[i][j]+B[i][j];// printf("%3d",C[i][j]);//输出结果}// printf("\n");}int (*p)[COLS]=C;printMatirx2(p,3);/*结果应为:19 13 14 1418 23 14 821 20 8 17*/printf("矩阵C-矩阵A=\n");for(i=0;i<3;i++)//控制行{for(j=0;j<4;j++){printf("%3d",C[i][j]-A[i][j]);//输出结果}printf("\n");}/*结果应为:4 3 5 20 9 6 15 7 2 6*///矩阵数乘:int D[3][4];printf("矩阵D:\n");for(i=0;i<3;i++)//控制行{for(j=0;j<4;j++){D[i][j]=1;printf("%d\t", D[i][j]);//输出结果}printf("\n");}int mul;printf("矩阵D数乘以:");scanf("%d",&mul);printf("矩阵D数乘以%d=\n",mul);for(i=0;i<3;i++)//控制行{for(j=0;j<4;j++){D[i][j]=D[i][j]*mul;printf("%d\t", D[i][j]);//输出结果}printf("\n");}return 0;}//使用一级指针来访问二维数组void printMatirx(int *pArray,int rows,int cols){int i;int j;for(i=0;i<rows;i++){for(j=0;j< cols;j++){printf("%d\t",*(pArray+i*cols+j));}printf("\n");}}//使用指向一维数组的指针,访问二维数组void printMatirx2(int (*pArray)[COLS],int rows){int i,j;for(i=0;i<rows;i++){for(j=0;j<COLS;j++){printf("%d\t",pArray[i][j]);/*[]运算符的结合方向是由左向右,pArray[1][2]就等价于(* (pArray + 1))[2],而由于pArray是数组指针,而且数组的长度为3,所以* (pArray + 1):表示跨过3个元素,而也就是到array第二行即表示array[1]这个数组,则pArray[1][2]则就完全等价于array[1][2]。*/}printf("\n");}}

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