矩陣類的實現，運算子過載
阿新 • • 發佈：2019-01-10
技術含量不多，主要是自己收藏，記載著這裡，以後用的時候再看看。
//File matrix.h #ifndef MATRIX_H #define MATRIX_H #include <iostream> #include <string> using namespace std; template<typename T> class Matrix { //private: public: int row,col; //行、列 T *element; //陣列 public: Matrix(int r = 1,int c = 1); //建構函式 Matrix(int r, int c, T* initval); //建構函式 Matrix(const Matrix<T>&); //拷貝建構函式 ~Matrix(){delete element;} //解構函式 int Rowsize()const{return row;} //行長 int Colsize()const{return col;} //列長 T& operator()(int i,int j)const; //取元素 Matrix<T>&operator=(const Matrix<T>&); //賦值 Matrix<T>operator+()const; //一元加 Matrix<T>operator+(const Matrix<T>&); //二元加 Matrix<T>operator-()const; //一元減 Matrix<T>operator-(const Matrix<T>&)const; //二元減 Matrix<T>operator*(const Matrix<T>&)const; //乘法 Matrix<T>transpose(); //轉置 friend ostream& operator<<(ostream& out, const Matrix<T>&); }; //考慮到矩陣操作中可能出現異常，定義兩個異常類，分別表示下標越界和行、列不匹配的異常 class Bounds_error //下標越界異常 { public: Bounds_error(char* s):str(s){} void display() {cout<<str<<endl;} private: string str; }; class RCdismatch //行列不匹配異常 { public: RCdismatch(char* s):str(s){} void display() {cout<<str<<endl;} private: string str; }; #endif
//File Matrix.cpp 是類Matrix的實現檔案 #include <iomanip> #include "matrix.h" using namespace std; ////////////////////////////////////////////////////////////// //各成員函式的實現 template<typename T> Matrix<T>::Matrix(int r, int c)//建構函式 { row = r; col = c; element = new T[r*c]; } ////////////////////////////// //測試的時候總是發現這個函式不對，除錯總是沒找出問題 ///這是怎麼回事？？？怎麼回事？？？？？？ template<typename T> Matrix<T>::Matrix(int r, int c, T* initval)//建構函式 { row = r; col = c; int size = r*c; element = new T[size]; for (int i=0;i<size;i++) element[i] = *(initval + i); } template<typename T> Matrix<T>::Matrix(const Matrix<T>& m) //拷貝建構函式 { row = m.row; col = m.col; int size = row*col; element = new T[size]; for (int i=0;i<size;i++) element[i] = m.element[i]; } //圓括號()過載為舉證的下標操作，對下標i和j(0<=i<row,0<=j<col) //輸出矩陣的第i行第j列元素，它在一維陣列中的位置是i*col+j template<typename T> T& Matrix<T>::operator()(int i,int j)const { if(i < 0 || i > row - 1 || j < 0 || j > col - 1) throw Bounds_error("下標越界!");//異常 return element[i*col+j]; } //賦值運算子過載 template<typename T> Matrix<T>& Matrix<T>::operator=(const Matrix<T>& m) { if(row != m.row || col != m.col) throw RCdismatch("行、列不匹配，不能賦值!"); int size = row * col; for(int i=0;i<size;i++) element[i]=m.element[i]; return *this; } //一元加運算子過載 template<typename T> Matrix<T> Matrix<T>::operator+()const { } //二元加過載 template<typename T> Matrix<T> Matrix<T>::operator+(const Matrix<T>& m) { if(row != m.row || col != m.col) throw RCdismatch("行、列不匹配，不能賦值!"); int size = row * col; for(int i=0;i<size;i++) element[i] += m.element[i]; return this; } //一元減 template<typename T> Matrix<T> Matrix<T>::operator-()const { } //二元減 template<typename T> Matrix<T> Matrix<T>::operator-(const Matrix<T>& m)const { if(row != m.row || col != m.col) throw RCdismatch("行、列不匹配，不能賦值!"); int size = row * col; for(int i=0;i<size;i++) element[i] -= m.element[i]; return this; } //乘法,矩陣(*this)乘以矩陣m template<typename T> Matrix<T> Matrix<T>::operator*(const Matrix<T>& m)const { if(col != m.row) throw RCdismatch("行、列不匹配，不能賦值!"); Matrix<T> w(row,m.col); // //這段是我自己寫的 // int sum,k; // for (int i = 0; i < row; i ++) // { // for (int j = 0; j < m.col; j ++) // { // sum = 0; // for (k = 0; k < col; k ++) // { // sum +=(*this)(i,k)*m(k,j); // } // w(i,j) = sum; // } // } int r = 0; for (int i = 0; i < row; i ++) { for (int j = 0; j < m.col; j ++) { int p = i * col;//矩陣*this第i行第一個元素的位置 int q = j;//矩陣第j列第一個元素的位置 T sum = element[p]*m.element[q]; for (int k = 1; k < col; k ++) { p++; q+=m.col; sum+=element[p]*m.element[q]; } w.element[r++] = sum; } } return w; } //轉置 template<typename T> Matrix<T> Matrix<T>::transpose() { Matrix<T>m(col,row);//矩陣m for(int i = 0; i < row; i ++) { for(int j = 0; j < col; j ++) { m(j,i) = (*this)(i,j); } } return m; } //輸出 template<typename T> ostream& operator<<(ostream& out, const Matrix<T>& m) { for (int i = 0; i < m.row; i ++) { for (int j = 0; j < m.col; j ++) cout << setw(5)<<m(i,j); cout<<endl; } return out; }
//測試矩陣函式的程式 //#include "matrix.h" #include "Matrix.cpp" using namespace std; int main() { int data1[12] = {5,7,8,2,-2,4,1,1,1,2,3,4}; int data2[20] = {4,-2,3,3,9,4,3,8,-1,2,2,3,5,2,7,1,0,6,3,4}; Matrix<int> A(3,4,data1); Matrix<int> B(4,5,data2); cout<<A.transpose(); cout<<"=============="<<endl; cout<<B.transpose(); cout<<"=============="<<endl; try { cout<<A*B<<endl; } catch (RCdismatch& e) { e.display(); cout<<endl; } catch (Bounds_error& e) { e.display(); cout<<endl; } return 0; }
除錯的時候發現建構函式總是不對，唉，怎麼都找不出問題。