[C/C++] 矩陣相乘輸出為矩陣表示法

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#include
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#include
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using namespace std;
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//定義一個串列結構，用來存表示式的每一列
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typedef struct MatrixRep {
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    int row, col, value;
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    struct MatrixRep *next;
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} MatrixRep;
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//定義一個矩陣結構，用來矩陣的列、欄及一個二維陣列
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typedef struct Matrix {
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    int row, col, **elements;
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} Matrix;
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void inputMatrix(char *matrixName, Matrix *matrix);      //輸入矩陣
17
void matrixMultiplied(Matrix *A, Matrix *B, Matrix *C);  //矩陣相乘
18
void matrixToRep(Matrix *from, MatrixRep **to);          //矩陣轉表示式
19
void printMatrixRep(char *matrixName, MatrixRep *mRep);  //印出表示式
20
void printMatrix(char *matrixName, Matrix *matrix);      //印出矩陣
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int main(void) {
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    //A、B、C為矩陣；  *matrixRepA、B、C為矩陣表示式
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    MatrixRep *matrixRepA, *matrixRepB, *matrixRepC;
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    Matrix A, B, C;
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    //輸入兩組矩陣
28
    inputMatrix("A", &A);
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    matrixToRep(&A, &matrixRepA);        //矩陣A轉表示式
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    printMatrixRep("A", matrixRepA);     //印出表示式A，避免表示式A的指向被改掉，故傳值
31
    printf("====================\n");
32
    inputMatrix("B", &B);
33
    matrixToRep(&B, &matrixRepB);        //矩陣B轉表示式
34
    printMatrixRep("B", matrixRepB);     //印出表示式B
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    printf("====================\n");
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    //兩組矩陣相乘存入矩陣C
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    if(A.col == B.row)
39
        matrixMultiplied(&A, &B, &C);
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    else{
41
        printf("兩個矩陣無法相乘\n");
42
        system("pause");
43
        return 0;
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    }
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    //矩陣C轉換為表示式並輸出
47
    matrixToRep(&C, &matrixRepC);     //矩陣C轉表示式
48
    printMatrix("C", &C);             //印出矩陣C
49
    printMatrixRep("C", matrixRepC);  //印出表示式C
50

51
    system("pause");
52
    return 0;
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}
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/*-----輸入矩陣-----*/
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void inputMatrix(char *matrixName, Matrix *matrix){
57
    //輸入矩陣大小
58
    printf("請輸入矩陣%s的大小（m*n請輸入 m n）:", matrixName);
59
  scanf("%d%d", &matrix->row, &matrix->col);
60

61
    //輸入矩陣元素
62
  printf("請輸入矩陣%s的元素 :\n", matrixName);
63
    matrix->elements = new int*[matrix->row];        //動態配置陣列ROW大小
64
    //等同C的 matrix->elements = (int **)malloc(sizeof(int*) * matrix->row);
65

66
  for (int i = 0; i row; i++) {
67
        matrix->elements[i] = new int[matrix->col];  //動態配置陣列COL大小
68
        //等同C的 matrix->elements[i] = (int *)malloc(sizeof(int) * matrix->col);
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70
    for (int j = 0; j col; j++)
71
      scanf("%d", &matrix->elements[i][j]);
72
  }
73
}
74

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/*-----矩陣相乘-----*/
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void matrixMultiplied(Matrix *A, Matrix *B, Matrix *C){
77
    //存矩陣C的ROW、COL
78
    C->row = A->row;
79
    C->col = B->col;
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    //存相乘存入矩陣C
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    C->elements = new int*[C->row];           //動態配置陣列ROW大小
83
    //等同C的 C->elements = (int **)malloc(sizeof(int*) * C->row);
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85
    for(int i = 0; i row; i++){
86
        C->elements[i] = new int[C->col]{0};  //動態配置陣列COL大小 //給定 C[i,j] 初值0
87
        //等同C的 C->elements[i] = (int *)malloc(sizeof(int) * C->col);  C->elements[i][j] = 0;
88

89
        for(int j = 0; j col; j++)
90
            for(int k = 0; k col; k++)
91
                C->elements[i][j] += A->elements[i][k] * B->elements[k][j];
92
                // 矩陣C[i,j] = 矩陣A[i,k] * 矩陣B[k,j] for k in A.COL
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    }
94
}
95

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/*-----矩陣轉表示式-----*/
97
void matrixToRep(Matrix *from, MatrixRep **to){
98
    //宣告並指定Rep第一列的ROW、COL、COUNT資訊；  並將current指向第一列：current = *to
99
    MatrixRep *current;
100
    current = *to = new MatrixRep{from->row, from->col, 0, NULL};
101
    /*等同C的
102
      current = *to = (MatrixRep *)malloc(sizeof(MatrixRep));
103
      (*to)->row=from->row; (*to)->col=from->col; (*to)->value=0; (*to)->next=NULL;*/
104

105
    //非零元素存入表示式
106
    for(int i = 0; i row; i++)
107
        for(int j = 0; j col; j++)
108
            if(from->elements[i][j] != 0){
109
                //宣告並指定新一列表示式[i, j, VALUE]；  然後表示式鏈結起來；  並將current指向新一列：current = current->next；
110
                current = current->next = new MatrixRep{i, j, from->elements[i][j], NULL};
111
                /*等同C的
112
                  current = current->next = (MatrixRep *)malloc(sizeof(MatrixRep));
113
                  current->row=i; current->col=j; current->value=from->elements[i][j]; current->next=NULL;*/
114

115
                ((*to)->value)++; //將非零元素個數+1
116
            }
117
}
118

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/*-----印出表示式-----*/
120
void printMatrixRep(char *matrixName, MatrixRep *mRep){
121
  printf("矩陣%s的表示式:\n 列 行 元素\n", matrixName);
122
    for(; mRep!=NULL; mRep = mRep->next)
123
        printf("%2d %2d %2d\n", mRep->row, mRep->col, mRep->value);
124
}
125

126
/*-----印出矩陣-----*/
127
void printMatrix(char *matrixName, Matrix *matrix){
128
    printf("矩陣%s：\n", matrixName);
129
    for(int i = 0; i row; i++){
130
        for(int j = 0; j col; j++)
131
            printf("%2d ", matrix->elements[i][j]);
132
        putchar('\n');
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    }
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}