给定方阵A,设计C语言程序输出该方阵的幂
时间: 2024-09-15 07:11:30 浏览: 44
设计一个C语言程序来计算给定方阵的幂涉及到矩阵乘法以及循环控制。以下是一个简化的示例代码,用于计算方阵的幂(假设幂是正整数n):
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MAX_SIZE 10 // 定义最大方阵大小
// 函数声明
void printMatrix(int matrix[MAX_SIZE][MAX_SIZE], int size);
void matrixMultiply(int matrix1[MAX_SIZE][MAX_SIZE], int matrix2[MAX_SIZE][MAX_SIZE], int result[MAX_SIZE][MAX_SIZE], int size);
// 主函数
int main() {
int n, size;
int matrix[MAX_SIZE][MAX_SIZE]; // 方阵
// 输入方阵的大小和矩阵本身
printf("请输入方阵的大小(例如:4): ");
scanf("%d", &size);
printf("请输入方阵的元素(共%d个):\n", size * size);
for (int i = 0; i < size; i++) {
for (int j = 0; j < size; j++) {
scanf("%d", &matrix[i][j]);
}
}
// 输入要计算的幂
printf("请输入幂的值(例如:2): ");
scanf("%d", &n);
// 计算幂
int result[MAX_SIZE][MAX_SIZE] = {0}; // 初始化结果矩阵为零矩阵
for (int i = 0; i < size; i++) {
result[i][i] = 1; // 初始化结果矩阵为单位矩阵
}
while (n > 0) {
if (n % 2 == 1) {
matrixMultiply(result, matrix, result, size); // 累乘当前幂的矩阵
}
matrixMultiply(matrix, matrix, matrix, size); // 矩阵平方
n /= 2;
}
// 输出结果
printf("方阵的%d次幂为:\n", n);
printMatrix(result, size);
return 0;
}
// 矩阵乘法函数
void matrixMultiply(int matrix1[MAX_SIZE][MAX_SIZE], int matrix2[MAX_SIZE][MAX_SIZE], int result[MAX_SIZE][MAX_SIZE], int size) {
for (int i = 0; i < size; i++) {
for (int j = 0; j < size; j++) {
result[i][j] = 0;
for (int k = 0; k < size; k++) {
result[i][j] += matrix1[i][k] * matrix2[k][j];
}
}
}
}
// 打印矩阵函数
void printMatrix(int matrix[MAX_SIZE][MAX_SIZE], int size) {
for (int i = 0; i < size; i++) {
for (int j = 0; j < size; j++) {
printf("%d ", matrix[i][j]);
}
printf("\n");
}
}
```
这段代码提供了计算方阵A的幂的基本框架。它首先提示用户输入方阵的大小和元素,然后输入要计算的幂值。程序使用了一个循环来不断将矩阵与其自身相乘(即矩阵的平方),并通过检查幂的二进制表示来决定是否需要将当前结果乘以原始矩阵。最终,打印出计算得到的幂。
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