矩阵相乘最重要的方法是一般矩阵乘积。它只有在第一个矩阵的列(column)和第二个矩阵的行数(row)相同时才有意义 。一般单指矩阵乘积时,指的便是一般矩阵乘积。一个m×n的矩阵就是m×n个数排成m行n列的一个数阵。由于它把许多数据紧凑的集中到了一起,所以有时候可以简便地表示一些复杂的模型。
运算如下所示:
我们可以在2个矩阵上执行加,减,乘和除运算。从用户输入一行数字和列号,组成第一个矩阵元素和第二个矩阵元素。然后,对用户输入的矩阵执行乘法。
1.思路
首先,由于输入的矩阵维数是随机的,因此,我们要设计程序,手动把行和列算出来,这样方便后续乘法运算。并且把输入的数字提取出来,放入一个float型数组中,这样我们就完成了读入工作,之后就是利用乘法公式进行运算,并把结果放入一个二维数组中,最后把结果输出来就行了。
2.数据读入
这里是容易出现问题的地方,最初的想法是用cin.getline()把整个输入都读进一个char型字符序列中,然后再用特定位置的数做乘法。后来发现有两个问题,第一,数字读入一个char字符序列中就变成了ASCII码,这个还比较好解决,用每个位置的数减去‘ 0‘就行了。第二个问题是硬伤,就是把一个数字放到一个char型的序列中,他会把连在一起的数字给拆开,比如说我想输入123,他不会把123放到一个格里,而是1放到一个格,2放入另一个格,3再放一个格。所以不能放到char[]中。于是想到把输入放到float数组里, 但是这样就有一个新问题,就是如何把符号摘出去。如果直接用cin,那么碰到符号它并不会跳过,而是也会录入,这是不行的,但是对于这个问题,我们知道输入的格式都是类似于:123,1,2;1,2,3这样的,规律就是一个数字一个符号,我们可以用赋值的方式来跳过,和;的录入。具体来说就是先用一个cin,把第一个数字录入,然后用c=getchar()的方式来跳过逗号的录入。然后再cin,再c=getchar,最终当c=getchar()等于回车,也就是\n时停止。由于c=getchar()是判断条件,所以我们这个循环要从逗号开始,也就是先录入一个数字,再进行循环。
在录入的过程中,我们就可以直接把行数和列数读取出来:行数就是;(分号)的个数加一,列数就是总共的数字个数除以行数。
cout << "please enter matrixA:"<<endl;
cin >> A[i];
while ((c=getchar()) != '\n')
{
cin >> A[++i];
if (c == ';')m++;
}
m++;
i++;
n = i/ m;
cout << "please enter matrixB:"<<endl;
cin >> B[j];
while ((c = getchar()) != '\n')
{
cin >> B[++j];
if (c == ';')
k++;
}
k++;
j++;
p = j / k;
拿第一段,矩阵A的录入来说,m是行数,由于m作为;的计数器,因此行数要在分号个数的基础上加一,即m++,而由于A[ ]这个数组是从A[0]开始的,因此A[i]表示有i+1个数,所以i++。这样就实现了矩阵A,B的录入,虽然录进去的是一个一维的数组,但也不妨碍后续的矩阵乘法计算。
3.矩阵相乘
在矩阵乘法第一矩阵中,一个行元素乘以第二矩阵所有列元素。让我们通过下面的代码理解3 * 3和3 * 3矩阵的矩阵乘法:
下面来看看看C++中的矩阵乘法程序。
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a[10][10],b[10][10],mul[10][10],r,c,i,j,k;
cout<<"enter the number of row=";
cin>>r;
cout<<"enter the number of column=";
cin>>c;
cout<<"enter the first matrix element=\n";
for(i=0;i<r;i++)
{
for(j=0;j<c;j++)
{
cin>>a[i][j];
}
}
cout<<"enter the second matrix element=\n";
for(i=0;i<r;i++)
{
for(j=0;j<c;j++)
{
cin>>b[i][j];
}
}
cout<<"multiply of the matrix=\n";
for(i=0;i<r;i++)
{
for(j=0;j<c;j++)
{
mul[i][j]=0;
for(k=0;k<c;k++)
{
mul[i][j]+=a[i][k]*b[k][j];
}
}
}
//for printing result
for(i=0;i<r;i++)
{
for(j=0;j<c;j++)
{
cout<<mul[i][j]<<" ";
}
cout<<"\n";
}
return 0;
}
执行上面代码得到以下结果
enter the number of row=3
enter the number of column=3
enter the first matrix element=
1 2 3
1 2 3
1 2 3
enter the second matrix element=
1 1 1
2 1 2
3 2 1
multiply of the matrix=
14 9 8
14 9 8
14 9 8