C语言输入两个矩阵并实现矩阵的加法、乘法、转置并计算协方差矩阵

时间: 2023-12-20 07:07:43 浏览: 93
注:本题解使用了动态内存分配,需要在编译时加上参数“-std=c99” ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // 矩阵结构体 typedef struct { int row; int col; double **data; } Matrix; // 创建矩阵 Matrix createMatrix(int row, int col) { Matrix mat; mat.row = row; mat.col = col; mat.data = (double **)malloc(row * sizeof(double *)); for (int i = 0; i < row; i++) { mat.data[i] = (double *)malloc(col * sizeof(double)); } return mat; } // 释放矩阵 void freeMatrix(Matrix mat) { for (int i = 0; i < mat.row; i++) { free(mat.data[i]); } free(mat.data); } // 读取矩阵 void readMatrix(Matrix *mat) { for (int i = 0; i < mat->row; i++) { for (int j = 0; j < mat->col; j++) { scanf("%lf", &mat->data[i][j]); } } } // 打印矩阵 void printMatrix(Matrix mat) { for (int i = 0; i < mat.row; i++) { for (int j = 0; j < mat.col; j++) { printf("%.2lf ", mat.data[i][j]); } printf("\n"); } } // 矩阵加法 Matrix addMatrix(Matrix mat1, Matrix mat2) { Matrix mat = createMatrix(mat1.row, mat1.col); for (int i = 0; i < mat1.row; i++) { for (int j = 0; j < mat1.col; j++) { mat.data[i][j] = mat1.data[i][j] + mat2.data[i][j]; } } return mat; } // 矩阵乘法 Matrix mulMatrix(Matrix mat1, Matrix mat2) { Matrix mat = createMatrix(mat1.row, mat2.col); for (int i = 0; i < mat1.row; i++) { for (int j = 0; j < mat2.col; j++) { double sum = 0; for (int k = 0; k < mat1.col; k++) { sum += mat1.data[i][k] * mat2.data[k][j]; } mat.data[i][j] = sum; } } return mat; } // 矩阵转置 Matrix transpose(Matrix mat) { Matrix tm = createMatrix(mat.col, mat.row); for (int i = 0; i < mat.row; i++) { for (int j = 0; j < mat.col; j++) { tm.data[j][i] = mat.data[i][j]; } } return tm; } // 协方差矩阵 Matrix covMatrix(Matrix mat) { Matrix tm = transpose(mat); Matrix mean = createMatrix(1, mat.col); for (int i = 0; i < mat.col; i++) { mean.data[0][i] = 0; for (int j = 0; j < mat.row; j++) { mean.data[0][i] += mat.data[j][i]; } mean.data[0][i] /= mat.row; } Matrix cov = createMatrix(mat.col, mat.col); for (int i = 0; i < mat.col; i++) { for (int j = 0; j < mat.col; j++) { double sum = 0; for (int k = 0; k < mat.row; k++) { sum += (mat.data[k][i] - mean.data[0][i]) * (tm.data[j][k] - mean.data[0][j]); } cov.data[i][j] = sum / (mat.row - 1); } } freeMatrix(tm); freeMatrix(mean); return cov; } int main() { int m, n; printf("请输入矩阵1的行数和列数:"); scanf("%d %d", &m, &n); Matrix mat1 = createMatrix(m, n); printf("请输入矩阵1的元素:\n"); readMatrix(&mat1); printf("请输入矩阵2的行数和列数:"); scanf("%d %d", &m, &n); Matrix mat2 = createMatrix(m, n); printf("请输入矩阵2的元素:\n"); readMatrix(&mat2); printf("矩阵1的元素为:\n"); printMatrix(mat1); printf("矩阵2的元素为:\n"); printMatrix(mat2); Matrix mat = addMatrix(mat1, mat2); printf("矩阵1和矩阵2的和为:\n"); printMatrix(mat); freeMatrix(mat); mat = mulMatrix(mat1, mat2); printf("矩阵1和矩阵2的积为:\n"); printMatrix(mat); freeMatrix(mat); mat = transpose(mat1); printf("矩阵1的转置为:\n"); printMatrix(mat); freeMatrix(mat); mat = covMatrix(mat1); printf("矩阵1的协方差矩阵为:\n"); printMatrix(mat); freeMatrix(mat); freeMatrix(mat1); freeMatrix(mat2); return 0; } ```
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