使用C++编写一个3*3矩阵类,通过运算符重载的方式实现矩阵功能:矩阵相乘运算(*)、矩阵相加运算(+)、相等判断运算(==)、赋值运算(=)。每种矩阵功能写出3个测试用例。

时间: 2024-09-10 09:09:25 浏览: 55
首先,我们创建一个名为`Matrix`的类,包含3x3矩阵的元素数组以及一些必要的成员函数。然后我们将通过重载运算符实现矩阵的相乘、相加、相等判断和赋值操作。以下是相应的代码: ```cpp #include <iostream> #include <vector> class Matrix { private: std::vector<std::vector<int>> data; int rows, cols; public: Matrix(int r, int c) : rows(r), cols(c) { data.resize(r, std::vector<int>(c)); } // 运算符重载 Matrix operator+(const Matrix& other) const { if (rows != other.cols) throw std::runtime_error("Incompatible matrix sizes 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; } Matrix operator*(const Matrix& other) const { if (cols != other.rows) throw std::runtime_error("Incompatible matrix sizes 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; } bool operator==(const Matrix& other) const { if (rows != other.rows || cols != other.cols) return false; for (int i = 0; i < rows; ++i) for (int j = 0; j < cols; ++j) if (data[i][j] != other.data[i][j]) return false; return true; } Matrix& operator=(const Matrix& other) { if (this == &other) return *this; rows = other.rows; cols = other.cols; data = other.data; return *this; } }; // 测试用例 int main() { Matrix m1(3, 3); m1.data = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9}}; Matrix m2(3, 3); m2.data = {{9, 8, 7}, {6, 5, 4}, {3, 2, 1}}; // 矩阵相加 Matrix sum = m1 + m2; std::cout << "Sum of m1 and m2:\n"; for (auto row : sum.data) for (int val : row) std::cout << val << " "; std::cout << "\n"; // 矩阵相乘 try { Matrix product = m1 * m2; std::cout << "Product of m1 and m2:\n"; for (auto row : product.data) for (int val : row) std::cout << val << " "; std::cout << "\n"; } catch (const std::exception& e) { std::cerr << "Error: " << e.what() << '\n'; } // 相等判断 if (m1 == m2) { std::cout << "m1 and m2 are equal.\n"; } else { std::cout << "m1 and m2 are not equal.\n"; } // 赋值 m1 = m2; std::cout << "After assignment:\n"; for (auto row : m1.data) for (int val : row) std::cout << val << " "; std::cout << "\n"; return 0; } ``` 在这段代码中,我们测试了矩阵相加、相乘、相等检查和赋值功能。注意,由于矩阵乘法的特性,我们还需要处理大小兼容性错误。
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