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C++编程技巧」矩阵转置函数实现

2023-06-24 12:16:59 深夜i -- --

C++ 编程技巧矩阵转置函数实现

在C++编程中，矩阵转置是一个很基本的操作，它可以将原先的m × n的矩阵转换成n × m的矩阵。而这一操作也是各种算法中的重要子任务，因此在各种实际的应用场景中经常需要用到。本文将介绍如何编写一个矩阵转置函数，来满足你在C++编程中的需求。

首先，我们需要定义一个矩阵类，其中需要包含一个数据成员来存储矩阵元素，以及必要的函数成员。下面是一个简单的矩阵类的定义：


class Matrix {
public:
  Matrix(int m, int n) : m_(m), n_(n) {
    data_ = new double*[m_];
    for (int i = 0; i < m_; ++i) {
      data_[i] = new double[n_];
      memset(data_[i], 0, sizeof(double) * n_);
    }
  }
  Matrix(const Matrix& other) : m_(other.m_), n_(other.n_) {
    data_ = new double*[m_];
    for (int i = 0; i < m_; ++i) {
      data_[i] = new double[n_];
      memcpy(data_[i], other.data_[i], sizeof(double) * n_);
    }
  }
  virtual ~Matrix() {
    for (int i = 0; i < m_; ++i) {
      delete [] data_[i];
    }
    delete [] data_;
  }
  Matrix& operator = (const Matrix& other) {
    if (this != &other) {
      for (int i = 0; i < m_; ++i) {
        delete [] data_[i];
      }
      delete [] data_;
      m_ = other.m_;
      n_ = other.n_;
      data_ = new double*[m_];
      for (int i = 0; i < m_; ++i) {
        data_[i] = new double[n_];
        memcpy(data_[i], other.data_[i], sizeof(double) * n_);
      }
    }
    return *this;
  }
  double* operator [] (int i) const {
    return data_[i];
  }
  int rows() const {
    return m_;
  }
  int cols() const {
    return n_;
  }
private:
  int m_;
  int n_;
  double** data_;
};

在这个矩阵类中，我们使用二维数组来存储矩阵元素，其中m_和n_分别表示矩阵的行数和列数。构造函数初始化二维数组，并在析构函数中释放内存。使用operator []来存取矩阵元素。同时还定义了rows()和cols()函数用来获取矩阵的行数和列数。

接下来，我们就可以编写矩阵转置函数了。下面是一个简单的矩阵转置函数的代码：


Matrix Transpose(const Matrix& mat) {
  int m = mat.cols();
  int n = mat.rows();
  Matrix res(n, m);
  for (int i = 0; i < m; ++i) {
    for (int j = 0; j < n; ++j) {
      res[j][i] = mat[i][j];
    }
  }
  return res;
}

这个矩阵转置函数接受一个矩阵mat作为参数，然后返回一个转置后的矩阵res。我们可以看到，在这个函数中，我们使用两个for循环来遍历原矩阵mat，并将其转置后存到矩阵res中的对应位置。

总结一下，矩阵转置是C++编程中一个非常基本的操作，也是各种算法中常见的子任务。通过上述的代码和讲解，相信大家已经掌握了如何编写一个简单的矩阵转置函数，从而能够轻松应对日常编程中的转置需求。同时也可参考这篇文章，丰富自己的C++编程技巧。

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