c++实现泛型矩阵的基本运算。 首先,定义一个矩阵类作为基类,类中需要包含维度值m(行)和n(列)。并在构造函数中动态申请内存空间,实例化m*n的int型二维数组,重载+和-作为矩阵加减法运算符,包含按照m行n列打印出矩阵的show方法,析构函数包含动态释放内存空间。 接下来,定义一个4*4方阵类作为矩阵类的派生类,包含成员方法求行列式的值,包含成员方法左乘矩阵打印出结果,注意规格检查。 最后,定义一个主函数,随机生成5*6矩阵A,5*6矩阵B,5*6矩阵C,计算A+B,A-C;随机生成4*4方阵D,4*4方阵E,计算D*E,计算D和E的行列式,判断D*A的可计算性。

时间: 2023-12-04 13:01:36 浏览: 166
好的,我会为你解答关于C++实现泛型矩阵的基本运算的问题。 首先,我们定义一个矩阵类作为基类,代码如下: ```c++ template <typename T> class Matrix { protected: int m, n; // 行数和列数 T **data; // 二维数组指针 public: Matrix(int m, int n) : m(m), n(n) { // 动态申请内存空间 data = new T*[m]; for (int i = 0; i < m; ++i) { data[i] = new T[n]; } } // 矩阵加法运算符重载 Matrix<T> operator+(const Matrix<T>& other) const { assert(m == other.m && n == other.n); Matrix<T> res(m, n); for (int i = 0; i < m; ++i) { for (int j = 0; j < n; ++j) { res.data[i][j] = data[i][j] + other.data[i][j]; } } return res; } // 矩阵减法运算符重载 Matrix<T> operator-(const Matrix<T>& other) const { assert(m == other.m && n == other.n); Matrix<T> res(m, n); for (int i = 0; i < m; ++i) { for (int j = 0; j < n; ++j) { res.data[i][j] = data[i][j] - other.data[i][j]; } } return res; } // 打印矩阵 void show() const { for (int i = 0; i < m; ++i) { for (int j = 0; j < n; ++j) { std::cout << data[i][j] << " "; } std::cout << std::endl; } } ~Matrix() { // 释放内存空间 for (int i = 0; i < m; ++i) { delete[] data[i]; } delete[] data; } }; ``` 接下来,我们定义一个4*4方阵类作为矩阵类的派生类,代码如下: ```c++ template <typename T> class SquareMatrix : public Matrix<T> { public: SquareMatrix() : Matrix<T>(4, 4) { } // 计算行列式的值 T determinant() const { assert(this->m == this->n && this->m == 4); return this->data[0][0] * this->data[1][1] * this->data[2][2] * this->data[3][3] - this->data[0][0] * this->data[1][1] * this->data[2][3] * this->data[3][2] + this->data[0][0] * this->data[1][2] * this->data[2][3] * this->data[3][1] - this->data[0][0] * this->data[1][2] * this->data[2][1] * this->data[3][3] + this->data[0][0] * this->data[1][3] * this->data[2][1] * this->data[3][2] - this->data[0][0] * this->data[1][3] * this->data[2][2] * this->data[3][1] - this->data[0][1] * this->data[1][2] * this->data[2][3] * this->data[3][0] + this->data[0][1] * this->data[1][2] * this->data[2][0] * this->data[3][3] - this->data[0][1] * this->data[1][0] * this->data[2][2] * this->data[3][3] + this->data[0][1] * this->data[1][0] * this->data[2][3] * this->data[3][2] - this->data[0][1] * this->data[1][3] * this->data[2][0] * this->data[3][2] + this->data[0][1] * this->data[1][3] * this->data[2][2] * this->data[3][0] + this->data[0][2] * this->data[1][0] * this->data[2][3] * this->data[3][1] - this->data[0][2] * this->data[1][0] * this->data[2][1] * this->data[3][3] + this->data[0][2] * this->data[1][1] * this->data[2][0] * this->data[3][3] - this->data[0][2] * this->data[1][1] * this->data[2][3] * this->data[3][0] + this->data[0][2] * this->data[1][3] * this->data[2][1] * this->data[3][0] - this->data[0][2] * this->data[1][3] * this->data[2][0] * this->data[3][1] - this->data[0][3] * this->data[1][1] * this->data[2][0] * this->data[3][2] + this->data[0][3] * this->data[1][1] * this->data[2][2] * this->data[3][0] - this->data[0][3] * this->data[1][2] * this->data[2][1] * this->data[3][0] + this->data[0][3] * this->data[1][2] * this->data[2][0] * this->data[3][1] - this->data[0][3] * this->data[1][0] * this->data[2][2] * this->data[3][1] + this->data[0][3] * this->data[1][0] * this->data[2][1] * this->data[3][2]; } // 矩阵左乘运算符重载 Matrix<T> operator*(const Matrix<T>& other) const { assert(this->n == other.m && this->n == 4); Matrix<T> res(this->m, other.n); for (int i = 0; i < this->m; ++i) { for (int j = 0; j < other.n; ++j) { res.data[i][j] = this->data[i][0] * other.data[0][j] + this->data[i][1] * other.data[1][j] + this->data[i][2] * other.data[2][j] + this->data[i][3] * other.data[3][j]; } } return res; } }; ``` 最后,我们在主函数中随机生成矩阵和方阵,并进行上述的计算和判断,代码如下: ```c++ int main() { // 随机生成5*6矩阵A,B,C Matrix<int> A(5, 6), B(5, 6), C(5, 6); for (int i = 0; i < 5; ++i) { for (int j = 0; j < 6; ++j) { A.data[i][j] = rand() % 10; B.data[i][j] = rand() % 10; C.data[i][j] = rand() % 10; } } // 计算A+B,A-C std::cout << "A + B:" << std::endl; (A + B).show(); std::cout << "A - C:" << std::endl; (A - C).show(); // 随机生成4*4方阵D,E SquareMatrix<int> D, E; for (int i = 0; i < 4; ++i) { for (int j = 0; j < 4; ++j) { D.data[i][j] = rand() % 10; E.data[i][j] = rand() % 10; } } // 计算D*E,D和E的行列式 std::cout << "D * E:" << std::endl; (D * E).show(); std::cout << "det(D) = " << D.determinant() << std::endl; std::cout << "det(E) = " << E.determinant() << std::endl; // 判断D*A的可计算性 if (D.n == A.m) { std::cout << "D * A:" << std::endl; (D * A).show(); } else { std::cout << "D * A: 不可计算" << std::endl; } return 0; } ``` 希望我的回答能够解决你的问题!
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