VPF::Шабл.класс "Матрица".Помогите сделать пожалуйста!

yorgan

Дата 5.6.2008, 16:56 (ссылка)

(нет голосов)

Загрузка ...

Новичок

Профиль
Группа: Участник
Сообщений: 39
Регистрация: 5.6.2008

Репутация: нет
Всего: нет

Всем привет.
Есть такое задание:
Нужно написать шаблонный класс "матрица", в котором будет:
1. конструктор (матрица размером 10 на 20).
2. деструктор.
3. нахождение детерминанта матрицы (определителя).
4. нахождение обратной матрицы.
5. Вывод элемента [][];
6. Умножение матрицы А на B.

У меня такие вопросы:
Как выделять в конструкторе память динимически под матрицу заданной размерности (соответственно как освобождать помять в деструкторе)?
Как находить определитель матрицы (на сколько я понимаю это будет рекурсивная функция)? Если была бы матрица 3 на 3, я нашел бы без проблем, а вот 10 н 20... не знаю :(
Вывод элемента... вот тут я не очень понял. Если просто написать функцию-член, которая будет по заданным [i][j] выводить на экран элемент, то это просто, а если нужо переопределить операцию [][]...???

Помогите пожалуйста.

dragomir

Дата 5.6.2008, 17:06 (ссылка)

(нет голосов)

Загрузка ...

Новичок

Профиль
Группа: Участник
Сообщений: 24
Регистрация: 28.1.2007
Где: Брянск

Репутация: нет
Всего: нет

Цитата(yorgan @ 5.6.2008, 16:56

)

Как находить определитель матрицы (на сколько я понимаю это будет рекурсивная функция)? Если была бы матрица 3 на 3, я нашел бы без проблем, а вот 10 н 20... не знаю :(

Вроде бы методом Гаусса можно найти определитель любой матрицы

yorgan

Дата 5.6.2008, 17:39 (ссылка)

(нет голосов)

Загрузка ...

Новичок

Профиль
Группа: Участник
Сообщений: 39
Регистрация: 5.6.2008

Репутация: нет
Всего: нет

На сколько я помню курс линейной алгебры... методом Гаусса ищется корни СЛАУ (систем линейных алгебраических уравнений)

bronislav

Дата 5.6.2008, 17:40 (ссылка)

(нет голосов)

Загрузка ...

Опытный

Профиль
Группа: Участник
Сообщений: 334
Регистрация: 29.1.2008
Где: Украина::Донецк

Репутация: 2
Всего: 3

Цитата(yorgan @ 5.6.2008, 15:56

)

Насколько я знаю можно найти (без до определения) только определитель квадратной матрицы.
Посмотри тут.

Добавлено через 35 секунд

Цитата(yorgan @ 5.6.2008, 16:39

)

методом Гаусса ищется корни СЛАУ (систем линейных алгебраических уравнений)

Именно так

Добавлено через 4 минуты и 2 секунды
и тут

--------------------

иногда проще и быстрей обойти лужу, даже если кажется что она мелкая и путь напрямик короче - ведь она может скрывать открытый люк (с) mes

IKM2007

Дата 5.6.2008, 17:44 (ссылка)

(нет голосов)

Загрузка ...

Зима близко

Профиль
Группа: Участник
Сообщений: 702
Регистрация: 26.4.2008
Где: olmedreca

Репутация: 3
Всего: 40

Цитата(yorgan @ 5.6.2008, 16:56

)

Как выделять в конструкторе память динимически под матрицу заданной размерности (соответственно как освобождать помять в деструкторе)?

Код


#include <assert.h>
class Matrix
{
public:
Matrix(int=10,int=20);//default constructor
~Matrix();
private:
int    **a;
int n;
int m;
};
Matrix::Matrix(int x,int y)//constructor
{
    n=x;
    m=y;
a=new int *[n];
assert(a);
for(int i=0;i<n;i++)
{a[i]=new int [m];
assert(a[i]);
}

for(i=0;i<n;i++)
for(int j=0;j<m;j++)
a[i][j]=0;
}
Matrix::~Matrix()//destructor
{
for(int i=0;i<n;i++)
delete [] a[i];
delete [] a;
}

На остальное нет ни идей,ни времени(Завтра экзамен).

--------------------

"К чёрту обстоятельства, я создаю возможности."

Брюс Ли

bronislav

Дата 5.6.2008, 17:45 (ссылка)

(нет голосов)

Загрузка ...

Опытный

Профиль
Группа: Участник
Сообщений: 334
Регистрация: 29.1.2008
Где: Украина::Донецк

Репутация: 2
Всего: 3

Цитата(yorgan @ 5.6.2008, 15:56

)

конструктор (матрица размером 10 на 20).

Я бы рекомендовал размер матрицы задавать в параметрах конструктора. А их можно сделать со значениями по умолчанию, если тебе так нужен размер 10 x 20.

--------------------

bronislav

Дата 5.6.2008, 18:03 (ссылка)

(нет голосов)

Загрузка ...

Опытный

Профиль
Группа: Участник
Сообщений: 334
Регистрация: 29.1.2008
Где: Украина::Донецк

Репутация: 2
Всего: 3

IKM2007,

Цитата(yorgan @ 5.6.2008, 15:56

)

Нужно написать шаблонный класс "матрица", в котором будет:

Ключевое слово тут шаблонный.

Например вот так:

Код


#ifndef MATRIX_H_
#define MATRIX_H_

#include <iostream>
#include <exception>

template < class T >
class matrix
{
private:
    T** data; // массив элементов матрицы
    int rows; // количество строк
    int cols; // количество столбцов
public:
    matrix( int _rows = 10, int _cols = 20 );
    ~matrix( );
    
    
};

template < class T >
matrix< T >::matrix( int _rows, int _cols )
: rows( _rows ), cols( _cols )
{
    try
    {
        data = new T* [ rows ];
        for( int i = 0; i < rows; i++ )
            data[ i ] = new T [ cols ];
    }
    catch( std::exception e )
    {
        std::cerr << "matrix::matrix(" << _rows << ", " << _cols << "): " << e.what() << std::endl;
    }
}

template < class T >
matrix< T >::~matrix()
{
    try
    {
        for( int i = 0; i < rows; i++ )
        {
            if( data[ i ] != NULL )
                delete [] data[ i ];
            else
                break;
        }
        if( data != NULL )
            delete [] data;
    }
    catch( std::exception e )
    {
        std::cerr << "matrix::~matrix( ): " << e.what() << std::endl;
    }
}

#endif /*MATRIX_H_*/

А использовать так:

Код


#include "matrix.h"

int main()
{
    matrix< int >(5,6);
    return 0;
}

--------------------

Dmi3ev

Дата 5.6.2008, 18:06 (ссылка)

(нет голосов)

Загрузка ...

Эксперт

Профиль
Группа: Завсегдатай
Сообщений: 1698
Регистрация: 28.11.2007

Репутация: 13
Всего: 41

Код


float **matrix;
matrix = new *[n];
for (int j=0; j<m; j++)
 matrix[j]=new float[n];

можно так создавать матрицу динамически, как вариант. а вообще не понятно зачем это делать, если размерность заранее известна?

Добавлено через 1 минуту и 51 секунду
а вот так если:

Код


class Matrix
{
public:
 Matrix (){};
 void Set(float a11, float a12, float a13, float a21, float a22, float a23, float a31, float a32, float a33)
  {
   m[0][0]=a11;
   m[0][1]=a12;
   m[0][2]=a13;
   m[1][0]=a21;
   m[1][1]=a22;
   m[1][2]=a23;
   m[2][0]=a31;
   m[2][1]=a32;
   m[2][2]=a33;
  };
 float Determ()
  {
   float det=(m[0][0]*m[1][1]*m[2][2])+(m[0][1]*m[1][2]*m[2][0])+
             (m[2][0]*m[0][2]*m[2][1])-(m[0][1]*m[1][0]*m[2][2])-
             (m[0][0]*m[1][2]*m[2][1])-(m[0][2]*m[1][1]*m[2][0]);
   return det;
  };

 ~Matrix(){};
private:
 float m[3][3];
};

--------------------

bronislav

Дата 5.6.2008, 18:09 (ссылка)

(нет голосов)

Загрузка ...

Опытный

Профиль
Группа: Участник
Сообщений: 334
Регистрация: 29.1.2008
Где: Украина::Донецк

Репутация: 2
Всего: 3

Цитата(Dmi3ev @ 5.6.2008, 17:06

)

если размерность заранее известна?

А что если размерность заранее известна, то ее лучше в стеке создать? А если экземпляров класса будет 100-200.
ИМХО такой подход не есть гуд.

--------------------

yorgan

Дата 5.6.2008, 18:12 (ссылка)

(нет голосов)

Загрузка ...

Новичок

Профиль
Группа: Участник
Сообщений: 39
Регистрация: 5.6.2008

Репутация: нет
Всего: нет

Пока писал, уже несколько людей ответили. Сейчас буду разбираться. Всем большое спасибо за желание помочь!!! smile

Цитата(bronislav @ 5.6.2008, 17:40

)

Насколько я знаю можно найти (без до определения) только определитель квадратной матрицы.
Посмотри тут.

Да, вы правы. Сейчас еще посмотрел учебник по математике. Значит преподаватель ошибся.

IKM2007, спасибо. Уже что-то... а то голова гудит, не знаю даже с чего начать.

Тогда вопрос таков: как найти детерминант квадратной матрицы 10 на 10?
Мне бы посмотреть на код, где вычисляется хотя бы определитель матрицы 4 на 4 (как я понял есть только один метод нахождения определителя матрицы N-го порядка - с помощью суммы произведений элементов некоторого ряда на соотвествующие им алгебраические дополнения).

Это сообщение отредактировал(а) yorgan - 5.6.2008, 18:14

Dmi3ev

Дата 5.6.2008, 18:25 (ссылка)

(нет голосов)

Загрузка ...

Эксперт

Профиль
Группа: Завсегдатай
Сообщений: 1698
Регистрация: 28.11.2007

Репутация: 13
Всего: 41

ну если говорить о матрице 4*4, то тогда формула определителя такова:
det A=a11*(-1)^(1+1)*(det (та же матрица, только надо вычеркнуть строку и столбец где расположен a11))+
          a12*(-1)^(1+2)*(det (та же матрица, только надо вычеркнуть строку и столбец где расположен a12))+
           a13*(-1)^(1+3)*(det (та же матрица, только надо вычеркнуть строку и столбец где расположен a13))+
           a14*(-1)^(1+4)*(det (та же матрица, только надо вычеркнуть строку и столбец где расположен a12))
а как считать определитель для матрицы 3*3, которая получается в скобках я написал в описании класса Matrix (метод Determ), я считал по правилу Саррюса

Добавлено через 3 минуты и 44 секунды

Цитата

вообще да, но если 10 на 20 и в массиве хранятся числа, а не большие боъекты , то, мне кажется, по барабану

--------------------

bronislav

Дата 5.6.2008, 19:30 (ссылка)

(нет голосов)

Загрузка ...

Опытный

Профиль
Группа: Участник
Сообщений: 334
Регистрация: 29.1.2008
Где: Украина::Донецк

Репутация: 2
Всего: 3

Цитата(Dmi3ev @ 5.6.2008, 17:25

)

вообще да, но если 10 на 20 и в массиве хранятся числа, а не большие боъекты , то, мне кажется, по барабану

Мне кажется, что даже для небольших матриц это не хорошая практика ибо привыкнешь smile

--------------------

yorgan

Дата 5.6.2008, 21:47 (ссылка)

(нет голосов)

Загрузка ...

Новичок

Профиль
Группа: Участник
Сообщений: 39
Регистрация: 5.6.2008

Репутация: нет
Всего: нет

Функции нахождения детерминатна и обратной матрицы, ввода матриц и перемножения матриц:

Код


double determinant(int **a, int N) 
{ 
  int i,j; 
  int **matr1; 
  double determ=0; 

    matr1=new int*[N-1]; 
 
    for(i=0;i<N;i++) 
    { 
      for(j=0;j<N-1;j++) 
     { 
      if(j<i)   {matr1[j]=a[j];} 
      else      {matr1[j]=a[j+1];} 
      } 
      determ+=pow(-1,(i+j))*determinant(matr1,N-1)*a[i][N-1]; 
    } 
    delete matr1; 
  } 
 
  return determ; 
}

////////////

void show_obratnaya_matrica(int **a, int N)
{
    matr=new int*[N];
   double det = 0; 
   int i, j, k;
    for( i = 0; i < N; i++)
    {
        for( j = 0; j < N; j++)
        {
            matr[i*N + j] = a[j*N + i];
        }
    }
  det = determinant(a,N);

    for( i = 0; i < N; i++)
    {
        cout << "\n";
        for( j = 0; j < N; j++)
        {
            matr[i*N + j] = matr[j*N + i] * (1\det);
            cout  << matr[i*N + j];
        }
    }
 delete matr;
}
/////////////
void vvodmatrAandB(int **a, int **b, int  N)
{
   int i, j;
    for( i = 0; i < N; i++)
    {
        for( j = 0; j < N; j++)
        {
            cin >> a[i*N + j];
            cin >> b[i*N + j];
     
        }
    }
    
}

////////////
void peremnojehieAB(int **a, int **b, int **c, int  N))
{
     for(i=0;i<N;I++)   
    {
        for(j=0;j<N;j++) 
        {
         c[i*N + j]=0;
         for(k=0;k<N;k++) 
         {
              C[i*N + j]+=a(i*N + k)*b(k*N + j); 
          }
      }
  }
}

У меня еще пока плохо с ООП в целом и с шаблонами в частности, может кто-то может подсказать как притулить эту функцию как метода класса к коду bronislav'а:

Код


#ifndef MATRIX_H_
#define MATRIX_H_

#include <iostream>
#include <exception>

template < class T >
class matrix
{
private:
    T** data; // массив элементов матрицы
    int rows; // количество строк
    int cols; // количество столбцов
public:
    matrix( int _rows = 10, int _cols = 10 );
    ~matrix( );
    
    
};

template < class T >
matrix< T >::matrix( int _rows, int _cols )
: rows( _rows ), cols( _cols )
{
    try
    {
        data = new T* [ rows ];
        for( int i = 0; i < rows; i++ )
            data[ i ] = new T [ cols ];
    }
    catch( std::exception e )
    {
        std::cerr << "matrix::matrix(" << _rows << ", " << _cols << "): " << e.what() << std::endl;
    }
}

template < class T >
matrix< T >::~matrix()
{
    try
    {
        for( int i = 0; i < rows; i++ )
        {
            if( data[ i ] != NULL )
                delete [] data[ i ];
            else
                break;
        }
        if( data != NULL )
            delete [] data;
    }
    catch( std::exception e )
    {
        std::cerr << "matrix::~matrix( ): " << e.what() << std::endl;
    }
}

#endif /*MATRIX_H_*/

И если не сложно, то не могли бы объяснить что есть exception.h и почему такой синтаксис в этой строке: : rows( _rows ), cols( _cols )?

Это сообщение отредактировал(а) yorgan - 5.6.2008, 23:39

bronislav

Дата 6.6.2008, 09:38 (ссылка)

(нет голосов)

Загрузка ...

Опытный

Профиль
Группа: Участник
Сообщений: 334
Регистрация: 29.1.2008
Где: Украина::Донецк

Репутация: 2
Всего: 3

Цитата(yorgan @ 5.6.2008, 20:47

)

И если не сложно, то не могли бы объяснить что есть exception.h и почему такой синтаксис в этой строке: : rows( _rows ), cols( _cols )?

Это код проводит инициализацию членов данных класса параметрами конструктора.

Цитата(yorgan @ 5.6.2008, 20:47

)

не могли бы объяснить что есть exception.h

Во первых просто exception без h.
Это заголовочный файл про обработку исключений. Вопросы по обработке исключений уже много раз поднимались на форуме, воспользуйся поиском или посмотри вот в этой теме например.

Добавлено через 1 минуту и 40 секунд
Да и умножение и ввод матриц можно, даже скорее нужно реализовать через перегрузку операторов.

--------------------

yorgan

Дата 6.6.2008, 10:29 (ссылка)

(нет голосов)

Загрузка ...

Новичок

Профиль
Группа: Участник
Сообщений: 39
Регистрация: 5.6.2008

Репутация: нет
Всего: нет

Вот что-то навоял. Посмотрите пожалуйста в чем ошибки?

Код


#ifndef MATRIX_H_
#define MATRIX_H_

#include <iostream>
#include <exception>
#define N 10

template < class T >
class matrix
{
private:
    T** a, b, c; // массив элементов матриц
    int rows; // количество строк
    int cols; // количество столбцов
public:
    matrix( int _rows = 10, int _cols = 10 );
    ~matrix( );
    void vvodmatrAandB(int, int, int)
    T determinant(int, int);
    void peremnojehieAB(int, int, int, int)
    
    
};

template < class T >
matrix< T >::matrix( int _rows, int _cols )
: rows( _rows ), cols( _cols )
{
    try
    {
        a = new T* [ rows ];
        for( int i = 0; i < rows; i++ )
            a[ i ] = new T [ cols ];
        b = new T* [ rows ];
        for( int i = 0; i < rows; i++ )
            b[ i ] = new T [ cols ];
        c = new T* [ rows ];
        for( int i = 0; i < rows; i++ )
            c[ i ] = new T [ cols ];
    }
    catch( std::exception e )
    {
        std::cerr << "matrix::matrix(" << _rows << ", " << _cols << "): " << e.what() << std::endl;
    }
}

template < class T >
matrix< T >::~matrix()
{
    try
    {
        for( int i = 0; i < rows; i++ )
        {
            if( a[ i ] != NULL )
                delete [] a[ i ];
            else
                break;
        }
        if( data != NULL )
            delete [] a;
        

        for( int i = 0; i < rows; i++ )
        {
            if( a[ i ] != NULL )
                delete [] b[ i ];
            else
                break;
        }
        if( data != NULL )
            delete [] b;

        for( int i = 0; i < rows; i++ )
        {
            if( a[ i ] != NULL )
                delete [] c[ i ];
            else
                break;
        }
        if( data != NULL )
            delete [] c;
    }
    catch( std::exception e )
    {
        std::cerr << "matrix::~matrix( ): " << e.what() << std::endl;
    }
}

template < class T >
void matrix< T >:: vvodmatrAandB(int **a, int **b, int  N)
{
   int i, j;
    for( i = 0; i < N; i++)
    {
        for( j = 0; j < N; j++)
        {
            cin >> a[i*N + j];
            cin >> b[i*N + j];
     
        }
    }
    
}


template < class T >
T matrix < T >:: determinant(int **a, int N)
{ 
  int i,j; 
  int **matr1; 
  double determ=0; 

    matr1=new int*[N-1]; 
 
    for(i=0;i<N;i++) 
    { 
      for(j=0;j<N-1;j++) 
     { 
      if(j<i)   {matr1[j]=a[j];} 
      else      {matr1[j]=a[j+1];} 
      } 
      determ+=pow(-1,(i+j))*determinant(matr1,N-1)*a[i][N-1]; 
    } 
    delete matr1; 
  } 
 
  return determ; 
}

template < class T >
void matrix< T >:: show_obratnaya_matrica(int **a, int N)
{
    matr=new int*[N];
   double det = 0; 
   int i, j, k;
    for( i = 0; i < N; i++)
    {
        for( j = 0; j < N; j++)
        {
            matr[i*N + j] = a[j*N + i];
        }
    }
  det = determinant(a,N);

    for( i = 0; i < N; i++)
    {
        cout << "\n";
        for( j = 0; j < N; j++)
        {
            matr[i*N + j] = matr[j*N + i] * (1\det);
            cout  << matr[i*N + j];
        }
    }
 delete matr;
}



#endif /*MATRIX_H_*/

0 Пользователей читают эту тему (0 Гостей и 0 Скрытых Пользователей)
0 Пользователей:
« Предыдущая тема \| C/C++: Для новичков \| Следующая тема »