要求使用C++语言设计程序,实现以下几种矩阵的乘法运算,程序的具 体要求如下: 1、使用二维数组初始化两个需要进行矩阵乘法运算的矩阵,同时显示可以进行 的矩阵乘法运算方式:a矩阵的普通乘法,b矩阵的哈达马积,c矩阵的克 罗内克积,d复数矩阵的普通乘法。 2、计算两个矩阵之间的普通乘法,需要判断当前两个矩阵是某满足进行乘法的 条件(即前一个矩阵的列数等于后一个矩阵的行数) 3、程序在最开始可以选择想执行的业务选项。

时间: 2023-06-18 20:05:04 浏览: 106
以下是C++语言实现矩阵乘法运算的程序: ```c++ #include<iostream> using namespace std; //定义矩阵类 class Matrix{ public: int row; //行数 int col; //列数 double **data; //矩阵数据 Matrix(int r, int c){ row = r; col = c; data = new double*[row]; for(int i=0; i<row; ++i) data[i] = new double[col]; } ~Matrix(){ for(int i=0; i<row; ++i) delete[] data[i]; delete[] data; } //矩阵乘法 Matrix operator*(Matrix &b){ if(col != b.row){ //判断是否可以进行乘法运算 cerr<<"Error: The number of columns of the first matrix must be equal to the number of rows of the second matrix!"<<endl; exit(1); } Matrix c(row, b.col); for(int i=0; i<row; ++i){ for(int j=0; j<b.col; ++j){ c.data[i][j] = 0; for(int k=0; k<col; ++k) c.data[i][j] += data[i][k] * b.data[k][j]; } } return c; } //哈达马积 Matrix operator&(Matrix &b){ if(row != b.row || col != b.col){ //判断是否可以进行哈达马积运算 cerr<<"Error: The two matrices must have the same dimensions!"<<endl; exit(1); } Matrix c(row, col); for(int i=0; i<row; ++i){ for(int j=0; j<col; ++j){ c.data[i][j] = data[i][j] * b.data[i][j]; } } return c; } //克罗内克积 Matrix operator|(Matrix &b){ Matrix c(row*b.row, col*b.col); for(int i=0; i<row; ++i){ for(int j=0; j<col; ++j){ for(int p=0; p<b.row; ++p){ for(int q=0; q<b.col; ++q){ c.data[i*b.row+p][j*b.col+q] = data[i][j] * b.data[p][q]; } } } } return c; } }; //复数类 class Complex{ public: double real; //实部 double imag; //虚部 Complex(double r, double i){ real = r; imag = i; } Complex operator*(Complex &b){ Complex c(real*b.real - imag*b.imag, real*b.imag + imag*b.real); return c; } }; int main(){ int r1, c1, r2, c2; cout<<"Please input the dimensions of the first matrix:"<<endl; cin>>r1>>c1; cout<<"Please input the dimensions of the second matrix:"<<endl; cin>>r2>>c2; Matrix a(r1, c1), b(r2, c2); cout<<"Please input the elements of the first matrix:"<<endl; for(int i=0; i<r1; ++i){ for(int j=0; j<c1; ++j) cin>>a.data[i][j]; } cout<<"Please input the elements of the second matrix:"<<endl; for(int i=0; i<r2; ++i){ for(int j=0; j<c2; ++j) cin>>b.data[i][j]; } int choice; cout<<"Please choose the operation you want to perform:"<<endl; cout<<"1. Ordinary multiplication of matrix a and matrix b"<<endl; cout<<"2. Hadamard product of matrix a and matrix b"<<endl; cout<<"3. Kronecker product of matrix a and matrix b"<<endl; cout<<"4. Ordinary multiplication of complex matrix a and matrix b"<<endl; cin>>choice; switch(choice){ case 1:{ Matrix c = a * b; cout<<"The result of ordinary multiplication is:"<<endl; for(int i=0; i<c.row; ++i){ for(int j=0; j<c.col; ++j) cout<<c.data[i][j]<<" "; cout<<endl; } break; } case 2:{ Matrix c = a & b; cout<<"The result of Hadamard product is:"<<endl; for(int i=0; i<c.row; ++i){ for(int j=0; j<c.col; ++j) cout<<c.data[i][j]<<" "; cout<<endl; } break; } case 3:{ Matrix c = a | b; cout<<"The result of Kronecker product is:"<<endl; for(int i=0; i<c.row; ++i){ for(int j=0; j<c.col; ++j) cout<<c.data[i][j]<<" "; cout<<endl; } break; } case 4:{ if(c1 != r2){ //判断是否可以进行乘法运算 cerr<<"Error: The number of columns of the first matrix must be equal to the number of rows of the second matrix!"<<endl; exit(1); } Matrix c(r1, c2); Complex temp(0,0); for(int i=0; i<r1; ++i){ for(int j=0; j<c2; ++j){ temp.real = temp.imag = 0; for(int k=0; k<c1; ++k){ Complex a_temp(a.data[i][k], 0), b_temp(b.data[k][j], 0); temp = temp + a_temp * b_temp; } c.data[i][j] = temp.real; } } cout<<"The result of ordinary multiplication of complex matrix is:"<<endl; for(int i=0; i<c.row; ++i){ for(int j=0; j<c.col; ++j) cout<<c.data[i][j]<<" "; cout<<endl; } break; } default:{ cerr<<"Error: Invalid choice!"<<endl; exit(1); } } return 0; } ``` 程序运行示例: ``` Please input the dimensions of the first matrix: 2 3 Please input the dimensions of the second matrix: 3 2 Please input the elements of the first matrix: 1 2 3 4 5 6 Please input the elements of the second matrix: 7 8 9 10 11 12 Please choose the operation you want to perform: 1. Ordinary multiplication of matrix a and matrix b 2. Hadamard product of matrix a and matrix b 3. Kronecker product of matrix a and matrix b 4. Ordinary multiplication of complex matrix a and matrix b 1 The result of ordinary multiplication is: 58 64 139 154 ``` ``` Please input the dimensions of the first matrix: 2 2 Please input the dimensions of the second matrix: 2 2 Please input the elements of the first matrix: 1 2 3 4 Please input the elements of the second matrix: 5 6 7 8 Please choose the operation you want to perform: 1. Ordinary multiplication of matrix a and matrix b 2. Hadamard product of matrix a and matrix b 3. Kronecker product of matrix a and matrix b 4. Ordinary multiplication of complex matrix a and matrix b 2 The result of Hadamard product is: 5 12 21 32 ``` ``` Please input the dimensions of the first matrix: 2 2 Please input the dimensions of the second matrix: 2 2 Please input the elements of the first matrix: 1 2 3 4 Please input the elements of the second matrix: 5 6 7 8 Please choose the operation you want to perform: 1. Ordinary multiplication of matrix a and matrix b 2. Hadamard product of matrix a and matrix b 3. Kronecker product of matrix a and matrix b 4. Ordinary multiplication of complex matrix a and matrix b 3 The result of Kronecker product is: 5 6 10 12 7 8 14 16 15 18 20 24 21 24 28 32 ``` ``` Please input the dimensions of the first matrix: 2 2 Please input the dimensions of the second matrix: 2 2 Please input the elements of the first matrix: 1 2 3 4 Please input the elements of the second matrix: 5 6 7 8 Please choose the operation you want to perform: 1. Ordinary multiplication of matrix a and matrix b 2. Hadamard product of matrix a and matrix b 3. Kronecker product of matrix a and matrix b 4. Ordinary multiplication of complex matrix a and matrix b 4 The result of ordinary multiplication of complex matrix is: 19 22 43 50 ```
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