使用类与对象、运算符重载等知识点,实现矩阵类类型,并扩展适合于矩阵类型的+、-、*、/等运算功能。 本题中的矩阵是指一个按照长方阵列排列的实数集合,具有多行多列。由 m × n 个数aij排成的m行n列的数表称为m行n列的矩阵,简称m × n矩阵。记作

时间: 2024-04-02 14:32:20 浏览: 97
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使用C++实现矩阵运算(运算符重载)

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class Matrix { private: int m, n; // 矩阵的行数和列数 vector<vector<double>> data; // 存储矩阵数据的二维数组 public: Matrix(int row, int col) : m(row), n(col), data(row, vector<double>(col)) {} // 获取矩阵的行数和列数 int row() const { return m; } int col() const { return n; } // 重载下标运算符 vector<double>& operator[](int i) { return data[i]; } const vector<double>& operator[](int i) const { return data[i]; } // 重载加法运算符 Matrix operator+(const Matrix& other) const { if (m != other.m || n != other.n) { throw invalid_argument("The dimensions of two matrices are different."); } Matrix res(m, n); for (int i = 0; i < m; i++) { for (int j = 0; j < n; j++) { res[i][j] = data[i][j] + other[i][j]; } } return res; } // 重载减法运算符 Matrix operator-(const Matrix& other) const { if (m != other.m || n != other.n) { throw invalid_argument("The dimensions of two matrices are different."); } Matrix res(m, n); for (int i = 0; i < m; i++) { for (int j = 0; j < n; j++) { res[i][j] = data[i][j] - other[i][j]; } } return res; } // 重载乘法运算符 Matrix operator*(const Matrix& other) const { if (n != other.m) { throw invalid_argument("The number of columns of the first matrix is not equal to the number of rows of the second matrix."); } Matrix res(m, other.n); for (int i = 0; i < m; i++) { for (int j = 0; j < other.n; j++) { double sum = 0; for (int k = 0; k < n; k++) { sum += data[i][k] * other[k][j]; } res[i][j] = sum; } } return res; } // 重载除法运算符 Matrix operator/(double x) const { Matrix res(m, n); for (int i = 0; i < m; i++) { for (int j = 0; j < n; j++) { res[i][j] = data[i][j] / x; } } return res; } // 输出矩阵 friend ostream& operator<<(ostream& os, const Matrix& mat) { for (int i = 0; i < mat.m; i++) { for (int j = 0; j < mat.n; j++) { os << mat[i][j] << " "; } os << endl; } return os; } }; // 测试 int main() { Matrix A(2, 3); A[0][0] = 1; A[0][1] = 2; A[0][2] = 3; A[1][0] = 4; A[1][1] = 5; A[1][2] = 6; cout << "A = " << endl << A << endl; Matrix B(2, 3); B[0][0] = 7; B[0][1] = 8; B[0][2] = 9; B[1][0] = 10; B[1][1] = 11; B[1][2] = 12; cout << "B = " << endl << B << endl; Matrix C = A + B; cout << "C = A + B = " << endl << C << endl; Matrix D = A - B; cout << "D = A - B = " << endl << D << endl; Matrix E(3, 2); E[0][0] = 1; E[0][1] = 2; E[1][0] = 3; E[1][1] = 4; E[2][0] = 5; E[2][1] = 6; cout << "E = " << endl << E << endl; Matrix F = A * E; cout << "F = A * E = " << endl << F << endl; Matrix G = A / 2; cout << "G = A / 2 = " << endl << G << endl; return 0; }
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