设计一个二维矩阵类 ,成员变量为double*类型,用来存储矩阵中的元素 ,写出赋值运算符重载(包括+=,-=,*=),拷贝构造函数和构造函数,实现矩阵的转置操作

时间: 2024-03-22 15:42:11 浏览: 108
好的,以下是实现你所需的二维矩阵类的代码: ```cpp #include <iostream> #include <cstring> using namespace std; class Matrix { private: double* data; // 存储矩阵元素的指针 int rows, cols; // 矩阵的行数和列数 // 用于检查下标是否越界 bool checkIndex(int row, int col) const { return row >= 0 && row < rows && col >= 0 && col < cols; } public: // 构造函数 Matrix(int rows, int cols) { this->rows = rows; this->cols = cols; data = new double[rows * cols]; memset(data, 0, sizeof(double) * rows * cols); // 初始化为0 } // 拷贝构造函数 Matrix(const Matrix& other) { rows = other.rows; cols = other.cols; data = new double[rows * cols]; memcpy(data, other.data, sizeof(double) * rows * cols); } // 赋值运算符重载 Matrix& operator=(const Matrix& other) { if (this != &other) { rows = other.rows; cols = other.cols; delete[] data; data = new double[rows * cols]; memcpy(data, other.data, sizeof(double) * rows * cols); } return *this; } // += 运算符重载 Matrix& operator+=(const Matrix& other) { if (rows != other.rows || cols != other.cols) { cerr << "Error: Matrix shape mismatch!" << endl; return *this; } for (int i = 0; i < rows * cols; i++) { data[i] += other.data[i]; } return *this; } // -= 运算符重载 Matrix& operator-=(const Matrix& other) { if (rows != other.rows || cols != other.cols) { cerr << "Error: Matrix shape mismatch!" << endl; return *this; } for (int i = 0; i < rows * cols; i++) { data[i] -= other.data[i]; } return *this; } // *= 运算符重载 Matrix& operator*=(const Matrix& other) { if (cols != other.rows) { cerr << "Error: Matrix shape mismatch!" << endl; return *this; } Matrix temp(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++) { temp.data[i * temp.cols + j] += data[i * cols + k] * other.data[k * other.cols + j]; } } } *this = temp; return *this; } // 转置操作 Matrix transpose() const { Matrix result(cols, rows); for (int i = 0; i < rows; i++) { for (int j = 0; j < cols; j++) { result.data[j * result.cols + i] = data[i * cols + j]; } } return result; } // 析构函数 ~Matrix() { delete[] data; } // 重载 () 运算符,用于访问矩阵元素 double& operator()(int row, int col) { if (!checkIndex(row, col)) { cerr << "Error: Index out of range!" << endl; } return data[row * cols + col]; } // 重载 () 运算符,用于访问矩阵元素(const版本) const double& operator()(int row, int col) const { if (!checkIndex(row, col)) { cerr << "Error: Index out of range!" << endl; } return data[row * cols + col]; } // 输出矩阵 friend ostream& operator<<(ostream& os, const Matrix& m) { for (int i = 0; i < m.rows; i++) { for (int j = 0; j < m.cols; j++) { os << m(i, j) << " "; } os << endl; } return os; } }; ``` 在上面的代码中: 1. `Matrix` 类有一个指向 `double` 类型的数组 `data`,用于存储矩阵的元素。 2. `rows` 和 `cols` 分别是矩阵的行数和列数。 3. `checkIndex` 函数用于检查下标是否越界。 4. 构造函数用于创建一个指定行数和列数的矩阵,并将所有元素初始化为0。 5. 拷贝构造函数用于创建一个和已有矩阵相同的新矩阵。 6. 赋值运算符重载用于将一个矩阵赋值给另一个矩阵。 7. `+=`、`-=` 和 `*=` 运算符重载分别用于矩阵的加、减和乘法。 8. `transpose` 函数用于将矩阵转置。 9. 析构函数用于释放内存。 10. `operator()` 运算符重载用于访问矩阵中的元素。 11. `operator<<` 运算符重载用于输出矩阵。 希望这个类可以满足你的需求!
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