C++程式:透過函式傳遞矩陣實現矩陣相乘


矩陣是由數字組成的矩形陣列,以行和列的形式排列。

矩陣示例如下所示。

一個3*4矩陣有3行4列,如下所示。

8 6 3 5
7 1 9 2
5 1 9 8

一個透過函式傳遞矩陣來實現矩陣相乘的程式如下所示。

示例

 線上演示

#include<iostream>
using namespace std;
void MatrixMultiplication(int a[2][3],int b[3][3]) {
   int product[10][10], r1=2, c1=3, r2=3, c2=3, i, j, k;
   if (c1 != r2) {
      cout<<"Column of first matrix should be equal to row of second matrix";
   } else {
      cout<<"The first matrix is:"<<endl;
      for(i=0; i<r1; ++i) {
         for(j=0; j<c1; ++j)
         cout<<a[i][j]<<" ";
         cout<<endl;
      }
      cout<<endl;
      cout<<"The second matrix is:"<<endl;
      for(i=0; i<r2; ++i) {
         for(j=0; j<c2; ++j)
         cout<<b[i][j]<<" ";
         cout<<endl;
      }
      cout<<endl;
      for(i=0; i<r1; ++i)
      for(j=0; j<c2; ++j) {
         product[i][j] = 0;
      }
      for(i=0; i<r1; ++i)
      for(j=0; j<c2; ++j)
      for(k=0; k<c1; ++k) {
         product[i][j]+=a[i][k]*b[k][j];
      }
      cout<<"Product of the two matrices is:"<<endl;
      for(i=0; i<r1; ++i) {
         for(j=0; j<c2; ++j)
         cout<<product[i][j]<<" ";
         cout<<endl;
      }
   }
}
int main() {
   int a[2][3] = { {2, 4, 1} , {2, 3, 9} };
   int b[3][3] = { {1, 2, 3} , {3, 6, 1} , {2, 9, 7} };
   MatrixMultiplication(a,b);
   return 0;
}

輸出

The first matrix is:
2 4 1
2 3 9
The second matrix is:
1 2 3
3 6 1
2 9 7
Product of the two matrices is:
16 37 17
29 103 72

在上面的程式中,兩個矩陣a和b在main()函式中初始化如下。

int a[2][3] = { {2, 4, 1} , {2, 3, 9} };
int b[3][3] = { {1, 2, 3} , {3, 6, 1} , {2, 9, 7} };

使用a和b的值呼叫MatrixMultiplication()函式。如下所示。

MatrixMultiplication(a,b);

在MatrixMultiplication()函式中,如果第一個矩陣的列數不等於第二個矩陣的行數,則無法進行乘法運算。在這種情況下,會列印錯誤訊息。如下所示。

if (c1 != r2) {
   cout<<"Column of first matrix should be equal to row of second matrix";
}

使用巢狀for迴圈顯示矩陣a和b。以下程式碼片段演示了這一點。

cout<<"The first matrix is:"<<endl;
for(i=0; i<r1; ++i) {
   for(j=0; j<c1; ++j)
   cout<<a[i][j]<<" ";
   cout<<endl;
}
cout<<endl;
cout<<"The second matrix is:"<<endl;
for(i=0; i<r2; ++i) {
   for(j=0; j<c2; ++j)
   cout<<b[i][j]<<" ";
   cout<<endl;
}
cout<<endl;

在此之後,product[][]矩陣初始化為0。然後使用巢狀for迴圈來計算兩個矩陣a和b的乘積。以下程式碼片段演示了這一點。

for(i=0; i<r1; ++i)
for(j=0; j<c2; ++j) {
   product[i][j] = 0;
}
for(i=0; i<r1; ++i)
for(j=0; j<c2; ++j)
for(k=0; k<c1; ++k) {
   product[i][j]+=a[i][k]*b[k][j];
}

獲得乘積後,將其打印出來。如下所示。

cout<<"Product of the two matrices is:"<<endl;
for(i=0; i<r1; ++i) {
   for(j=0; j<c2; ++j)
   cout<<product[i][j]<<" ";
   cout<<endl;
}

更新於:2020年6月24日

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