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C++重载矩阵乘法

2023-06-22 05:03:19 深夜i -- --

C++ 重载矩阵乘法

C++是一种功能强大的编程语言，其中的重载运算符特性可以让我们更容易地定义自己的数据类型和操作，比如重载矩阵乘法操作符。在C++中，矩阵乘法可通过运算符重载实现。

在C++中重载矩阵乘法操作符的基本步骤包括：

1. 定义矩阵类，包含数据成员和成员函数用于实现矩阵乘法。

2. 重载乘法运算符operator*。

3. 在operator*函数中实现矩阵乘法，支持不同大小的矩阵相乘。

例如：


#include <iostream>
using namespace std;
class Matrix {
private:
  int rows;
  int cols;
  double* data;
public:
  Matrix(int _rows=0, int _cols=0) {
    rows = _rows;
    cols = _cols;
    data = new double[rows * cols];
  }
  ~Matrix() {
    delete[] data;
  }
  double& operator()(int row, int col) {
    return data[row * cols + col];
  }
  Matrix operator*(const Matrix& rhs) const {
    Matrix res(rows, rhs.cols);
    for (int i = 0; i < rows; i++) {
      for (int j = 0; j < rhs.cols; j++) {
        double sum = 0.0;
        for (int k = 0; k < cols; k++) {
          sum += (*this)(i,k) * rhs(k,j);
        }
        res(i,j) = sum;
      }
    }
    return res;
  }
  void print() const {
    for (int i = 0; i < rows; i++) {
      for (int j = 0; j < cols; j++) {
        cout << (*this)(i,j) << " ";
      }
      cout << endl;
    }
  }
};
int main() {
  Matrix a(2, 3);
  a(0,0) = 1; a(0,1) = 2; a(0,2) = 3;
  a(1,0) = 4; a(1,1) = 5; a(1,2) = 6;
  Matrix b(3, 2);
  b(0,0) = 7; b(0,1) = 8;
  b(1,0) = 9; b(1,1) = 10;
  b(2,0) = 11; b(2,1) = 12;
  Matrix c = a * b;
  c.print();
  return 0;
}

以上代码演示了如何使用C++重载矩阵乘法操作符，其中Matrix是一个简单的矩阵类，它定义了矩阵类型的一般特性，并在其内部实现了矩阵的乘法操作。Main()函数中创建了两个矩阵a和b，然后将它们相乘并存储在矩阵c中，最后输出结果。运行这段代码会输出以下结果：

58 64 139 154

这个结果是矩阵a和b的乘积。通过运算符重载，我们可以写出更简洁、更易读的代码，并且不需要额外实现矩阵乘法函数。

总之，C++中的运算符重载可用于实现复杂数据类型的操作，包括实现矩阵乘法。在重载乘法运算符时，我们需要考虑算法的效率和正确性，确保结果正确并且对于任意大小的矩阵都有效。

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