(原創) 用OOP实作矩阵相乘 (C/C++)

这是我修C++的第四次作业第一题，要我们从档案读进两个矩阵，最后相乘显示结果。

此程序主要展示了用OOP的方式计算矩阵，且用了STL的vector，而非传统的array。

Matrix.h

 1#ifndef IMATRIX_H
 2#define IMATRIX_H
 3
 4#include <vector>
 5
 6class Matrix {
 7
 8  // Constructor
 9public :
10  Matrix();
11  Matrix(int, int, std::vector<std::vector<int> >);
12
13  // Member Function
14public :
15  // Set row1 
16  void setRow(int);
17  // Get row1
18  int  getRow();
19  // Set column1
20  void setColumn(int);
21  // Get column1
22  int  getColumn();
23  // Set vector1
24  void setVector(std::vector<std::vector<int> >);
25  // Get vector1
26  std::vector<std::vector<int> > getVector();
27
28  // Matrix Multiplication
29  Matrix multiply(Matrix);
30  // Print the matrix.
31  void print();
32
33  // Data Member
34private :
35  // Row of matrix1
36  int row1;
37  // Column of matrix1
38  int column1;
39  // Vector of matrix1
40  std::vector<std::vector<int> > vector1;
41
42  // Row of matrix2
43  int row2;
44  // Column of matrix2
45  int column2;
46  // Vector of matrix2
47  std::vector<std::vector<int> > vector2;
48};
49
50#endif

Matrix.cpp

 1#include <vector>
 2#include <iostream>
 3#include "Matrix.h"
 4
 5// Constructor
 6Matrix::Matrix() {
 7  this->row1 = 0;
 8  this->column1 = 0;
 9  this->row2 = 0;
10  this->column2 = 0;
11}
12
13Matrix::Matrix(int row, int column, std::vector<std::vector<int> > vector1) {
14  this->row1 = row;
15  this->column1 = column;
16  this->vector1 = vector1;
17}
18
19// Member Function
20// Set row of matrix1
21void Matrix::setRow(int row) {
22  this->row1 = row;
23}
24
25// Get row of matrix1
26int Matrix::getRow() {
27  return this->row1;
28}
29
30// Set column of matrix1
31void Matrix::setColumn(int column) {
32  this->column1 = column;
33}
34
35// Get column of matrix1
36int Matrix::getColumn() {
37  return this->column1;
38}
39
40// Set vector of matrix1
41void Matrix::setVector(std::vector<std::vector<int> > vector) {
42  this->vector1 = vector;
43}
44
45// Get vector of matrix2
46std::vector<std::vector<int> > Matrix::getVector() {
47  return this->vector1;
48}
49
50// Matrix multiplication
51Matrix Matrix::multiply(Matrix matrix2) {
52  // Vector of matrix1
53  std::vector<std::vector<int> > matrix1Vector = this->getVector();
54  // Vector of matrix2
55  std::vector<std::vector<int> > matrix2Vector = matrix2.getVector();
56  // Vector of matrix3, the result of multiplication
57  std::vector<std::vector<int> > matrix3Vector;
58
59  // Matrix Multiplication 
60  for(int i=0; i != this->getRow(); ++i) {
61    std::vector<int> rowVector;
62    for(int j=0; j != matrix2.getColumn(); ++j) {
63      int sum = 0;
64      for(int k=0; k != this->getColumn(); ++k) {
65        sum += (matrix1Vector[i][k]) * (matrix2Vector[k][j]);
66      }
67
68      rowVector.push_back(sum);
69    }
70    matrix3Vector.push_back(rowVector);
71  }
72
73  // Transfer matrix3Vector to matrix3 object.
74  Matrix matrix3(this->getRow(), matrix2.getColumn(), matrix3Vector);
75
76  return matrix3;
77}
78
79// Print the matrix
80void Matrix::print() {
81  // Print the row of matrix
82  std::cout << "Row:" << this->row1 << std::endl;
83  // Print the column of matrix
84  std::cout << "Column:" << this->column1 << std::endl;
85 
86  // Print the matrix
87  for(std::vector<std::vector<int> >::const_iterator iterRow = this->vector1.begin();
88      iterRow != this->vector1.end(); ++iterRow) {
89        for(std::vector<int>::const_iterator iter = iterRow->begin();
90          iter != iterRow->end(); ++iter) {
91
92            std::cout << (*iter) << " ";
93        }
94
95        std::cout << std::endl;
96  }
97}
98

Main.cpp

 1#include <iostream>
 2#include <fstream>
 3
 4#include "Matrix.h"
 5
 6// Read data from text file.
 7void readData(Matrix&, Matrix&, const char*);
 8
 9int main() {
10  Matrix matrix1;
11  Matrix matrix2;
12  std::string fileName = "../data.txt";
13
14  // Read data from text file.
15  readData(matrix1, matrix2, fileName.c_str());
16
17  // matrix3 is the result of matrix1 multiply matrix2
18  Matrix matrix3 = matrix1.multiply(matrix2);
19  // Print the result of matrix3
20  matrix3.print();
21
22  return 0;
23}
24
25// Read data from text file.
26void readData(Matrix& matrix1, Matrix& matrix2,const char* fileName) {
27
28  std::ifstream infile(fileName);
29
30  if (!infile) {
31    std::cout << "Read error!!" << std::endl;
32  }
33  else {
34    char str[100];
35
36    // Row for Matrix1
37    infile >> str;
38    matrix1.setRow(atoi(str));
39
40    // Column for Matrix1
41    infile >> str;
42    matrix1.setColumn(atoi(str));
43
44    // Data for Matrix1
45    std::vector<std::vector<int> > matrix1Vector;
46    {
47      for(int i=0; i != matrix1.getRow(); ++i) {
48        std::vector<int> rowVector;
49        for(int j=0; j != matrix1.getColumn(); ++j) {
50          infile >> str;
51          rowVector.push_back(atoi(str));
52        }
53        matrix1Vector.push_back(rowVector);
54      }
55    }
56    matrix1.setVector(matrix1Vector);
57
58    // Row for Matrix2
59    infile >> str;
60    matrix2.setRow(atoi(str));
61
62    // Column for Matrix2
63    infile >> str;
64    matrix2.setColumn(atoi(str));
65
66    // Data for Matrix2
67    std::vector<std::vector<int> > matrix2Vector;
68    {
69      for(int i=0; i != matrix2.getRow(); ++i) {
70        std::vector<int> rowVector;
71        for(int j=0; j != matrix2.getColumn(); ++j) {
72          infile >> str;
73          rowVector.push_back(atoi(str));
74        }
75        matrix2Vector.push_back(rowVector);
76      }
77    }
78    matrix2.setVector(matrix2Vector);
79
80    infile.close();
81  }
82}
83
84

data.txt

12 4 
21 2 3 4 
37 8 9 10
44 3
53 2 1
66 5 1
71 0 1
82 5 1
9

执行结果

1Row:2
2Column:3
326 32 10
498 104 34
5請按任意鍵繼續 . . .