矩阵计算器是一种编程工具,用于执行针对特定类型的矩阵(如上/下三角矩阵、对称矩阵、对角矩阵和单位矩阵)的计算任务。在C++环境中,该计算器采用压缩存储结构来处理矩阵数据,以提高空间效率。核心功能包括: 1. **矩阵类型与输入**: - 用户在运行时通过控制台输入指定矩阵的类型(对称矩阵或三角矩阵),以及矩阵的行数n和元素值。 - 对于对称矩阵,用户输入半对角线上的元素,而程序自动填充对角线和下半对角线的对应值。 - 对于三角矩阵,用户输入整个对角线和上三角或下三角的非对角线元素。 2. **矩阵操作**: - **加法** (A+B) 和 **减法** (A-B): 实现矩阵元素逐个相加或相减,对于不符合矩阵运算规则的组合(如对角矩阵和非对角矩阵相乘),给出提示。 - **乘法** (A*B) 和 **转置**: 矩阵乘法遵循标准线性代数规则,转置则交换矩阵的行和列。 - **逆矩阵**: 如果矩阵可逆,计算其逆矩阵,否则提示不可逆。 - **行列式**: 计算矩阵的行列式,注意仅对方阵(即行数等于列数的矩阵)有效,其他矩阵类型不支持行列式计算。 3. **压缩存储**: - 使用`Triple` 结构体表示矩阵中的元素,其中包含索引 `i` 和 `j` 以及对应的数值 `e`,这有助于节省内存空间。 - 对于对称矩阵,存储的是上半部分的元素,下半部分通过索引关系自动推导。 4. **自定义实现**: - 禁止使用内置或第三方库的矩阵API,所有矩阵运算都需要开发者手动实现,以满足题目要求。 5. **矩阵初始化函数**: - 提供了`Symmetricmatrix` 和 `Trianglematrix` 函数,分别用于构造对称矩阵和三角矩阵,用户可以通过这两个函数输入并初始化相应的矩阵。 6. **代码片段**: - 提供了一段C++代码,展示了如何接收用户输入、存储矩阵元素以及部分矩阵结构的初始化过程。 这个矩阵计算器是针对特定矩阵类型进行计算操作的一种实践工具,适合用于教学和理解矩阵运算的原理,同时也强调了编程技能和对矩阵理论的理解应用。
#include<iostream>
#include<stdlib.h>
#include<iomanip>
#include<cmath>
using namespace std;
#define MAXSIZE 12500
#define MAXRC 20
typedef struct {
int i, j;
int e;
}Triple; // 三元组
typedef struct {
Triple data[MAXSIZE+1];
int rops[MAXRC+1];//各行第一个非零元在三元组的位置表
int m, n, t; //行、列、非零元素个数
}Matrix; // 三元组顺序表
//对称矩阵
Matrix Symmetricmatrix(int n,int a[]){
Matrix A;
while(1){
int n,a[1000];
cout<<"输入对称矩阵的行数"<<endl;
cin>>n;
cout<<"请输入"<<n*(n+1)/2<<"个数:";
for(int i=0;i<n*(n+1)/2;i++){
A.data[i].e=a[i];
}
for(int i=0;i<n;i++){
for(int j=0;j<n;j++){
if(i>=j)
//cout<<a[i*(i+1)/2+j]<<" ";
A.data[(n-1)*i+j].e=a[i*(i+1)/2+j];
else
//cout<<a[j*(j+1)/2+i]<<" ";
A.data[(n-1)*i+j].e=a[j*(j+1)/2+i];
}
cout<<endl;
}
//cout<<"节约"<<n*n-n*(n+1)/2<<"个空间."<<endl;
}
return A;
}
//上,下三角矩阵
Matrix Trianglematrix(int n,int a[]){
Matrix A;
while(1)
{
int n,a[1000];
cout<<"输入上三角矩阵的行数"<<endl;
cin>>n;
cout<<"请输入"<<n*(n+1)/2+1<<"个数:";
for(int i=0;i<n*(n+1)/2+1;i++){
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