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: 2024-02-09 22:12:41 浏览: 25
好的,我会为您解答这个问题。
以下是实现泛型矩阵的基本运算的代码:
```
#include<iostream>
#include<cstdlib>
#include<ctime>
using namespace std;
template<typename T>
class Matrix {
private:
int m, n;
T **data;
public:
Matrix(int m=0, int n=0):m(m), n(n) {
data = new T*[m];
for(int i=0; i<m; i++) {
data[i] = new T[n];
for(int j=0; j<n; j++) {
data[i][j] = 0;
}
}
}
Matrix(const Matrix &matrix):m(matrix.m), n(matrix.n) {
data = new T*[m];
for(int i=0; i<m; i++) {
data[i] = new T[n];
for(int j=0; j<n; j++) {
data[i][j] = matrix.data[i][j];
}
}
}
Matrix operator+(const Matrix &matrix) {
Matrix result(m, n);
for(int i=0; i<m; i++) {
for(int j=0; j<n; j++) {
result.data[i][j] = data[i][j] + matrix.data[i][j];
}
}
return result;
}
Matrix operator-(const Matrix &matrix) {
Matrix result(m, n);
for(int i=0; i<m; i++) {
for(int j=0; j<n; j++) {
result.data[i][j] = data[i][j] - matrix.data[i][j];
}
}
return result;
}
void show() {
for(int i=0; i<m; i++) {
for(int j=0; j<n; j++) {
cout << data[i][j] << " ";
}
cout << endl;
}
}
~Matrix() {
for(int i=0; i<m; i++) {
delete[] data[i];
}
delete[] data;
}
};
class SquareMatrix: public Matrix<int> {
public:
SquareMatrix(int n=0):Matrix<int>(n, n) {}
SquareMatrix(const SquareMatrix &matrix):Matrix<int>(matrix) {}
int determinant() {
if(m != n) {
cout << "该矩阵不是方阵,无法求行列式" << endl;
return 0;
}
int det = 0;
if(n == 1) {
det = data[0][0];
} else {
for(int i=0; i<n; i++) {
SquareMatrix submatrix(n-1);
for(int j=1; j<n; j++) {
for(int k=0; k<n; k++) {
if(k != i) {
submatrix.data[j-1][k<k?k:(k-1)] = data[j][k];
}
}
}
det += (i%2==0?1:-1) * data[0][i] * submatrix.determinant();
}
}
return det;
}
void leftMultiply(const Matrix<int> &matrix) {
if(n != matrix.m) {
cout << "矩阵尺寸不匹配,无法左乘" << endl;
return;
}
Matrix<int> result(m, matrix.n);
for(int i=0; i<m; i++) {
for(int j=0; j<matrix.n; j++) {
for(int k=0; k<n; k++) {
result.data[i][j] += data[i][k] * matrix.data[k][j];
}
}
}
result.show();
}
};
int main() {
srand(time(NULL));
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[i][j] = rand() % 10;
B[i][j] = rand() % 10;
C[i][j] = rand() % 10;
}
}
cout << "矩阵A:" << endl;
A.show();
cout << "矩阵B:" << endl;
B.show();
cout << "矩阵C:" << endl;
C.show();
cout << "A + B:" << endl;
(A+B).show();
cout << "A - C:" << endl;
(A-C).show();
SquareMatrix D(4), E(4);
for(int i=0; i<4; i++) {
for(int j=0; j<4; j++) {
D[i][j] = rand() % 10;
E[i][j] = rand() % 10;
}
}
cout << "方阵D:" << endl;
D.show();
cout << "方阵E:" << endl;
E.show();
cout << "D * E:" << endl;
(D*E).show();
cout << "D 的行列式:" << endl;
cout << D.determinant() << endl;
cout << "E 的行列式:" << endl;
cout << E.determinant() << endl;
cout << "D * A:" << endl;
D.leftMultiply(A);
return 0;
}
```
以上代码实现了泛型矩阵的基本运算,包括矩阵的加减法、按照 m 行 n 列打印出矩阵的 show 方法、析构函数的内存释放;并定义了一个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、成员方法左乘矩阵打印出结果,并进行了相应的规格检查。
在主函数中,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。
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