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我在创建矩阵的特定矩阵内存分配约束下工作:
float * matrix_data = (float *) malloc(rows * cols * sizeof(float));
我将这个矩阵存储在一个结构数组中,如下所示:
#define MAX_MATRICES 100
struct matrix{
char matrixName[50];
int rows;
int columns;
float* matrix_data;
};
typedef struct matrix matrix_t;
matrix_t our_matrix[MAX_MATRICES];
考虑到这种情况,并且我不是通过像 MATRIX[SIZE][SIZE]
这样的二维数组创建矩阵:将在此创建的两个矩阵相乘的正确方法是什么怎么办?
对于当前的实现,如果我想做类似减法的事情,我会按如下方式进行:
int max_col = our_matrix[matrix_index1].columns;
free(our_matrix[number_of_matrices].matrix_data);
our_matrix[number_of_matrices].data = (float *) malloc(our_matrix[matrix_index1].rows * our_matrix[matrix_index1].columns * sizeof(float));
float *data1 = our_matrix[matrix_index1].matrix_data;
float *data2 = our_matrix[matrix_index2].matrix_data;
int col, row;
for(col = 1; col <= our_matrix[matrix_index2].columns; col++){
for(row = 1; row <= our_matrix[matrix_index2].rows; row++){
our_matrix[number_of_matrices].matrix_data[(col-1) + (row-1) * max_col] =
(data1[(col-1) + (row-1) * (max_col)]) - (data2[(col-1) + (row-1) * (max_col)]);
}
}
这很简单,因为 matrix_index1 和 matrix_index2 的维度相同,并且它们返回的矩阵也具有相同的维度。
如何使用这种矩阵构造方法实现矩阵乘法?
最佳答案
编写适当的抽象,然后逐步提高。这会更容易:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
struct matrix_s {
char matrixName[50];
size_t columns;
size_t rows;
float* data;
};
typedef struct matrix_s matrix_t;
void m_init(matrix_t *t, size_t columns, size_t rows) {
t->rows = rows;
t->columns = columns;
t->data = calloc(rows * columns, sizeof(*t->data));
if (t->data == NULL) abort();
}
size_t m_columns(const matrix_t *t) {
return t->columns;
}
size_t m_rows(const matrix_t *t) {
return t->rows;
}
// matrix_get
// (x,y) = (col,row) always in that order
float *m_get(const matrix_t *t, size_t x, size_t y) {
assert(x < m_columns(t));
assert(y < m_rows(t));
// __UNCONST
// see for example `char *strstr(const char *haystack, ...`
// it takes `const char*` but returns `char*` nonetheless.
return (float*)&t->data[t->rows * x + y];
}
// fill matrix with a fancy patterns just so it's semi-unique
void m_init_seq(matrix_t *t, size_t columns, size_t rows) {
m_init(t, columns, rows);
for (size_t i = 0; i < t->columns; ++i) {
for (size_t j = 0; j < t->rows; ++j) {
*m_get(t, i, j) = i + 100 * j;
}
}
}
void m_print(const matrix_t *t) {
printf("matrix %p\n", (void*)t->data);
for (size_t i = 0; i < t->columns; ++i) {
for (size_t j = 0; j < t->rows; ++j) {
printf("%5g\t", *m_get(t, i, j));
}
printf("\n");
}
printf("\n");
}
void m_multiply(matrix_t *out, const matrix_t *a, const matrix_t *b) {
assert(m_columns(b) == m_rows(a));
assert(m_columns(out) == m_columns(a));
assert(m_rows(out) == m_rows(b));
// Index from 0, not from 1
// don't do `(col-1) + (row-1)` strange things
for (size_t col = 0; col < m_columns(out); ++col) {
for (size_t row = 0; row < m_rows(out); ++row) {
float sum = 0;
for (size_t i = 0; i < m_rows(a); ++i) {
sum += *m_get(a, col, i) * *m_get(b, i, row);
}
*m_get(out, col, row) = sum;
}
}
}
int main()
{
matrix_t our_matrix[100];
m_init_seq(&our_matrix[0], 4, 2);
m_init_seq(&our_matrix[1], 2, 3);
m_print(&our_matrix[0]);
m_print(&our_matrix[1]);
m_init(&our_matrix[2], 4, 3);
m_multiply(&our_matrix[2], &our_matrix[0], &our_matrix[1]);
m_print(&our_matrix[2]);
return 0;
}
测试于 onlinegdb ,示例输出:
matrix 0xf9d010
0 100
1 101
2 102
3 103
matrix 0xf9d040
0 100 200
1 101 201
matrix 0xf9d060
100 10100 20100
101 10301 20501
102 10502 20902
103 10703 21303
没有抽象,它只是一团糟。那将是一些东西:
int col, row;
for(col = 0; col < our_matrix[number_of_matrices].columns; col++){
for(row = 0; row < our_matrix[number_of_matrices].rows; row++){
for (size_t i = 0; i < our_matrix[matrix_index1].rows; ++i) {
our_matrix[number_of_matrices].data[col * our_matrix[number_of_matrices].columns + row] =
our_matrix[matrix_index1].data[col * our_matrix[matrix_index1].columns + i] +
our_matrix[matrix_index2].data[i * our_matrix[matrix_index2].columns + row];
}
}
}
注意事项:
0
最多 <
比 (col-1) * ... + (row-1)
更容易阅读.assert(row < matrix->rows && col < matrix->cols);
size_t
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