C语言线性代数算法如何实现矩阵

这篇文章主要介绍C语言线性代数算法如何实现矩阵，文中介绍的非常详细，具有一定的参考价值，感兴趣的小伙伴们一定要看完！

C语言实现矩阵

矩阵作为一个结构体而言，至少要包含行数、列数以及数据。

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> typedef struct{     int row, col, size;     double *data; } Matrix;

特殊矩阵

接下来通过这个结构体实现一些特殊的矩阵，例如包括相同元素的矩阵、对角矩阵等。

#define SetBase(mat) \     (Matrix*)malloc(sizeof(Matrix));\     mat->row = row;\     mat->col = col;\     mat->size = row*col;\     mat->data = (double*)malloc(mat->size*sizeof(double)) //特殊矩阵 Matrix* Sames(double n, int row, int col){     Matrix* mat = SetBase(mat);     for (int i = 0; i < mat->size; i++)         mat->data[i]=n;     return mat;     } #define Ones(row,col) Sames(1,row,col) #define Zeros(row,col) Sames(0,row,col) Matrix* Diag(double n, int row, int col){     Matrix* mat = Sames(0,row,col);     for (int i = 0; i < min(row,col) ; i++)         mat->data[i*col+i] = n;     return mat; } #define Eye(row,col) Diag(1,row,col) Matrix* CountMatrix(int row, int col){     Matrix* mat = SetBase(mat);     for (int i = 0; i < mat->size; i++)         mat->data[i]=i;     return mat; } //生成[L,R]范围内的随机矩阵 Matrix* RandMat(int row,int col, double L, double R){     Matrix* mat = SetBase(mat);     int size=R-L;     for (int i = 0; i < mat->size; i++)         mat->data[i] = rand()%size+L;     return mat; }

特殊矩阵验证

由于要识别输入的函数，所以先新建一个函数的结构体

typedef struct{     char* name;     int len;     int numPara;                //参数个数     double params[MAXLEN];      //参数列表 }Func;

然后通过字符串来生成Func

//用于识别函数 void initFunc(Func* func,char* str){     int i = -1;     int j = 0;     while(str[++i]!='('){}     func->len = i;     func->name = (char*)malloc(sizeof(char)*func->len);     for (j = 0; j < i; j++)         func->name[j] = str[j];     func->name[i] = '\0';     int start = ++i;     char temp[MAXLEN];     j = 0;         while (str[i]!=')')     {         if(str[i]==','){             temp[i-start]='\0';             start = i+1;             func->params[j]=atof(temp);             j++;         }else             temp[i-start]=str[i];         i++;     }     temp[i-start]='\0';     func->params[j]=atof(temp);     func->numPara = j+1; }

接下来需要实现打印矩阵的函数

void printMat(Matrix* mat){     printf("mat:");     printf("%dx%d=%d\n",mat->col,mat->row,mat->size);     for (int i = 0; i < mat->size; i++)     {         printf("%f,",mat->data[i]);         if((i+1)%mat->col==0)             printf("\n");     } }

最后是main函数

int isFunc(Func* func, char* str){     for (int i = 0; i < func->len; i++)     {         if(func->name[i]!=str[i])             return FALSE;         if(str[i]=='\0')             return FALSE;     }     return TRUE; } #define intPara (int)func->params #define floatPara func->params //#define isFunc(str) strcmp(func->name,str) int main(){     //char* str = (char*)malloc(sizeof(char) * MAXLEN);     char str[MAXLEN];     Matrix* mat = NULL;     Func* func = (Func*)malloc(sizeof(func));     while(1)     {         printf("please input:");         gets(str);         initFunc(func,str);         if(isFunc(func,"Sames"))             mat = Sames(floatPara[0],intPara[1],intPara[2]);         else if(isFunc(func,"Ones"))             mat = Ones(intPara[0],intPara[1]);         else if(isFunc(func,"Zeros"))             mat = Zeros(intPara[0],intPara[1]);         else if(isFunc(func,"Diag"))             mat = Diag(floatPara[0],intPara[1],intPara[2]);         else if(isFunc(func,"Eye"))             mat = Eye(intPara[0],intPara[1]);         else if(isFunc(func,"CountMatrix"))             mat = CountMatrix(intPara[0],intPara[1]);         else if(isFunc(func,"RandMat"))             mat = RandMat(intPara[0],intPara[1],                         floatPara[2],floatPara[3]);         else             continue;         printMat(mat);     } }

验证一下

PS E:\Code\PL\calc> .\a.exe please input:Ones(4,4) mat:4x4=16 1.000000,1.000000,1.000000,1.000000, 1.000000,1.000000,1.000000,1.000000, 1.000000,1.000000,1.000000,1.000000, 1.000000,1.000000,1.000000,1.000000, please input:Zeros(3,5) mat:5x3=15 0.000000,0.000000,0.000000,0.000000,0.000000, 0.000000,0.000000,0.000000,0.000000,0.000000, 0.000000,0.000000,0.000000,0.000000,0.000000, please input:RandMat(3,3,0,100) mat:3x3=9 41.000000,67.000000,34.000000, 0.000000,69.000000,24.000000, 78.000000,58.000000,62.000000, please input:Eye(3,3) mat:3x3=9 1.000000,0.000000,0.000000, 0.000000,1.000000,0.000000, 0.000000,0.000000,1.000000, please input:CountMatrix(2,4) mat:4x2=8 0.000000,1.000000,2.000000,3.000000, 4.000000,5.000000,6.000000,7.000000,

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