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如何實現(xiàn)C++中的矩陣類

c++
小樊
87
2024-08-29 22:23:36
欄目: 編程語言

在 C++ 中，要實現(xiàn)一個矩陣類，你需要定義一個類，該類包含矩陣的數(shù)據(jù)（通常是一個二維向量）和相關(guān)的操作（如加法、乘法等）

#include<iostream>
#include<vector>

class Matrix {
public:
    // 構(gòu)造函數(shù)
    Matrix(int rows, int cols) : _rows(rows), _cols(cols), _data(rows, std::vector<double>(cols, 0.0)) {}

    // 獲取行數(shù)
    int getRows() const {
        return _rows;
    }

    // 獲取列數(shù)
    int getCols() const {
        return _cols;
    }

    // 獲取矩陣元素
    double getElement(int row, int col) const {
        return _data[row][col];
    }

    // 設(shè)置矩陣元素
    void setElement(int row, int col, double value) {
        _data[row][col] = value;
    }

    // 矩陣加法
    Matrix operator+(const Matrix& other) const {
        if (_rows != other._rows || _cols != other._cols) {
            throw std::invalid_argument("Matrix dimensions do not match for addition.");
        }

        Matrix result(_rows, _cols);
        for (int i = 0; i < _rows; ++i) {
            for (int j = 0; j < _cols; ++j) {
                result._data[i][j] = _data[i][j] + other._data[i][j];
            }
        }
        return result;
    }

    // 矩陣乘法
    Matrix operator*(const Matrix& other) const {
        if (_cols != other._rows) {
            throw std::invalid_argument("Matrix dimensions do not match for multiplication.");
        }

        Matrix result(_rows, other._cols);
        for (int i = 0; i < _rows; ++i) {
            for (int j = 0; j< other._cols; ++j) {
                for (int k = 0; k < _cols; ++k) {
                    result._data[i][j] += _data[i][k] * other._data[k][j];
                }
            }
        }
        return result;
    }

private:
    int _rows;
    int _cols;
    std::vector<std::vector<double>> _data;
};

int main() {
    // 創(chuàng)建兩個矩陣并執(zhí)行加法和乘法操作
    Matrix A(2, 2);
    A.setElement(0, 0, 1);
    A.setElement(0, 1, 2);
    A.setElement(1, 0, 3);
    A.setElement(1, 1, 4);

    Matrix B(2, 2);
    B.setElement(0, 0, 5);
    B.setElement(0, 1, 6);
    B.setElement(1, 0, 7);
    B.setElement(1, 1, 8);

    Matrix C = A + B;
    Matrix D = A * B;

    // 輸出結(jié)果
    std::cout << "A + B = "<< std::endl;
    for (int i = 0; i < C.getRows(); ++i) {
        for (int j = 0; j < C.getCols(); ++j) {
            std::cout << C.getElement(i, j) << " ";
        }
        std::cout<< std::endl;
    }

    std::cout << "A * B = "<< std::endl;
    for (int i = 0; i < D.getRows(); ++i) {
        for (int j = 0; j < D.getCols(); ++j) {
            std::cout << D.getElement(i, j) << " ";
        }
        std::cout<< std::endl;
    }

    return 0;
}

這個示例展示了如何創(chuàng)建一個簡單的矩陣類，包括構(gòu)造函數(shù)、獲取行數(shù)/列數(shù)、獲取/設(shè)置矩陣元素以及矩陣加法和乘法操作。你可以根據(jù)需要擴展此類，添加更多功能。

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