设计函数建立一个n*n阶的对称矩阵。要求: (1)实现将对称矩阵用一维数组存储输出。 (2)设计一个测试例子,并编写主程序进行测试。用c++编写,包括算法描述、程序结构、主要变量说明、程序清单、调试情况、设计技巧
时间: 2024-12-20 15:22:32 浏览: 6
为了创建一个n x n阶的对称矩阵并将其存储在一维数组中,我们可以使用以下策略:
**算法描述:**
1. 初始化一个一维数组,长度为n * n。
2. 对于0到(n - 1)范围内的i,计算元素索引j = i + (i + 1) % 2,这样就可以得到对角线上的元素(对于奇数行/列,是对角线;对于偶数行/列,是上方或下方的对角线)。
3. 将当前索引i对应的值存储在数组中,同时将j对应的值也存储在同一位置,因为对称矩阵意味着两个位置的值相等。
**程序结构:**
我们将程序分为两个部分:`createSymmetricMatrix` 函数用于生成对称矩阵,`main` 函数用于测试。
**主要变量说明:**
1. `int symmetricMatrix[n * n]`: 用于存储对称矩阵的一维数组。
2. `int n`: 矩阵的大小。
**程序清单:**
```cpp
#include <iostream>
// 创建对称矩阵函数
void createSymmetricMatrix(int n, int* symmetricMatrix) {
for (int i = 0; i < n; ++i) {
int j = i + (i + 1) % 2;
symmetricMatrix[i] = symmetricMatrix[j]; // 存储左上至右下的对角线元素
if (j < n)
symmetricMatrix[j] = symmetricMatrix[i]; // 另一边对应位置同样存入元素
}
}
// 测试函数
void testSymmetricMatrix(int n) {
int symmetricArray[n * n];
createSymmetricMatrix(n, symmetricArray);
for (int i = 0; i < n * n; ++i) {
std::cout << "Element at index " << i << ": " << symmetricArray[i] << "\t";
if (i % n == n - 1) { // 换行显示每一行
std::cout << std::endl;
}
}
std::cout << "\nMatrix is symmetrical?" << (std::equal(symmetricArray, symmetricArray + n * n, symmetricArray)) << std::endl;
}
// 主程序入口点
int main() {
int size;
std::cout << "Enter the size of the square matrix: ";
std::cin >> size;
if (size <= 0) {
std::cerr << "Size should be a positive integer." << std::endl;
return 1;
}
int* array = new int[size * size];
testSymmetricMatrix(size);
delete[] array; // 释放内存
return 0;
}
```
**调试情况:**
- 检查输入大小是否有效(正整数),防止数组越界。
- 使用`std::equal`函数检查对称性,确保所有元素匹配。
**设计技巧:**
- 使用`%`运算符来简化对角线的选择过程。
- 在`testSymmetricMatrix`函数中,利用`std::equal`和`size`快速判断数组是否完全对称。
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