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C++编写矩阵乘法程序

2023-06-29 13:26:28 深夜i -- --

C++ 矩阵乘法编写程序

矩阵乘法是线性代数中非常重要的运算，也是许多科学计算方法的基础，因此编写一个矩阵乘法程序是非常有意义的。在C++中实现矩阵乘法非常容易，只需要了解矩阵乘法的定义和C++中数组和循环的用法即可。

矩阵乘法的定义

矩阵乘法是指将两个矩阵相乘得到一个新的矩阵。设A是一个m×n的矩阵，B是一个n×p的矩阵，它们的乘积C=A×B是一个m×p的矩阵。其中，C的第i行第j列元素为$$C_j=\sum_{k=1}^n A_kB_j$$

C++中的数组和循环

在C++中，我们可以使用二维数组表示一个矩阵，例如：


int A[3][2] = {1, 3, 6}; // 一个3×2的矩阵

也可以使用循环来访问矩阵中的元素，例如：


for(int i = 0; i < 3; i++) {
  for(int j = 0; j < 2; j++) {
    cout << A[i][j] << " ";
  }
  cout << endl;
}

这个循环会输出矩阵A中的所有元素。

实现矩阵乘法程序

有了矩阵乘法的定义和C++中的数组和循环，我们就可以编写一个矩阵乘法程序了。程序分为三个部分：输入矩阵A和B，计算矩阵乘积C，输出矩阵C。代码如下：


#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
  int A[3][2] = { 2, 4, 5};
  int B[2][4] = {1, 5};
  int C[3][4] = {{0}};
  for(int i = 0; i < 3; i++) {
    for(int j = 0; j < 4; j++) {
      for(int k = 0; k < 2; k++) {
        C[i][j] += A[i][k] * B[k][j];
      }
    }
  }
  for(int i = 0; i < 3; i++) {
    for(int j = 0; j < 4; j++) {
      cout << C[i][j] << " ";
    }
    cout << endl;
  }
  return 0;
}

这个程序实现了一个3×2的矩阵A和一个2×4的矩阵B的乘积，输出了一个3×4的矩阵C。输出结果为：

11 14 17 20 23 30 37 44 35 46 57 68

可以发现，程序的输出结果符合矩阵乘法的定义。

总结

本文介绍了如何使用C++编写一个矩阵乘法程序。程序中主要用到了数组和循环，以及矩阵乘法的定义。在实际应用中，矩阵乘法是非常有用的，例如机器学习、图像处理等领域都需要使用矩阵乘法。掌握矩阵乘法的实现方法，对于提高程序效率和进一步学习其他科学计算方法都是非常重要的。

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