数据结构用一维数据模拟一个对称矩阵(方阵)A,并求该矩阵的n次方,A^n(数据集自行设计)
时间: 2023-12-31 15:06:38 浏览: 23
好的,我们可以用一个一维数组来模拟对称矩阵A,具体的实现方法如下:
假设对称矩阵A的维度为n,则我们可以用一个长度为n*(n+1)/2的一维数组来存储A中的所有元素,具体存储方式如下:
- 对于A中第i行第j列的元素(i<=j),在一维数组中的下标为(i-1)*n + j-i;
- 对于A中第i行第j列的元素(i>j),在一维数组中的下标为(j-1)*n + i-j。
通过这种方式,我们就可以用一维数组来表示一个对称矩阵A了。
接下来,我们要求这个矩阵的n次方A^n。由于A是对称矩阵,所以A^n也是对称矩阵。我们可以利用矩阵乘法的性质来求A^n。具体做法如下:
- 初始化一个单位矩阵B,即B中对角线上的元素为1,其余元素为0;
- 对于i从1到n,依次计算B=B*A;
- 最终得到的矩阵B就是A的n次方A^n。
由于A是对称矩阵,所以在计算B=B*A时,我们只需要对A中下三角部分进行计算即可。具体代码实现如下:
```
#include <iostream>
using namespace std;
const int MAXN = 10;
int a[MAXN*(MAXN+1)/2], b[MAXN*(MAXN+1)/2];
int main() {
int n, k;
// 输入对称矩阵的维度n
cin >> n;
// 输入对称矩阵A的所有元素
for (int i = 1; i <= n; i++) {
for (int j = i; j <= n; j++) {
int x;
cin >> x;
// 将A中的元素存储到一维数组a中
a[(i-1)*n + j-i] = x;
a[(j-1)*n + i-j] = x;
}
}
// 输入需要计算的次数k
cin >> k;
// 初始化单位矩阵B
for (int i = 1; i <= n; i++) {
for (int j = i; j <= n; j++) {
if (i == j) b[(i-1)*n + j-i] = 1;
else b[(i-1)*n + j-i] = 0;
b[(j-1)*n + i-j] = b[(i-1)*n + j-i];
}
}
// 计算A的k次方
for (int t = 1; t <= k; t++) {
for (int i = 1; i <= n; i++) {
for (int j = i; j <= n; j++) {
int sum = 0;
for (int k = i; k <= j; k++) {
sum += a[(i-1)*n + k-i] * b[(k-1)*n + j-k];
}
b[(i-1)*n + j-i] = sum;
b[(j-1)*n + i-j] = sum;
}
}
}
// 输出结果
for (int i = 1; i <= n; i++) {
for (int j = 1; j <= n; j++) {
cout << b[(i-1)*n + j-i] << " ";
}
cout << endl;
}
return 0;
}
```
需要注意的是,由于二维数组和一维数组的存储方式不同,所以在计算B=B*A时,需要对一维数组中的下标进行一些转换。另外,为了方便起见,上述代码中对称矩阵的维度n和需要计算的次数k都是从标准输入中读入的,实际使用时需要根据实际情况进行修改。