C++で行列計算

C++で行列計算をしてみましょう。

オペレータのオーバーライドを使用すれば、結構簡単に行列の計算を行うためのクラスを作成することが出来ます。

今回は、行列の足算と掛算をやってみます。

では、ソースです。

view plainprint?

1. class MTX {  
2. public:  
3.  vector<vector<int> > val;  
4.   
5.  MTX(int n, int m) {  
6.      vector<int> zeros;  
7.      REP(i, m)zeros.push_back(0);  
8.      REP(i, n)val.push_back(zeros);  
9.  }  
10.   
11.  MTX operator+(const MTX mtx) {  
12.      int n = this->val.size();  
13.      int m = this->val[0].size();  
14.      MTX ret(n, m);  
15.      ret.val = this->val;  
16.   
17.      REP(i, n)REP(j, m)  
18.          ret.val[i][j] = this->val[i][j] + mtx.val[i][j];  
19.      return ret;  
20.  }  
21.   
22.  MTX operator*(const MTX mtx) {  
23.      int n = this->val.size();  
24.      int l = this->val[0].size();  
25.      int m = mtx.val[0].size();  
26.   
27.      MTX ret(n, m);  
28.      REP(i, n)REP(j, m)REP(k, l)  
29.          ret.val[i][j] += this->val[i][k] * mtx.val[k][j];  
30.   
31.      return ret;  
32.  }  
33. };  

class MTX {
public:
 vector<vector<int> > val;

 MTX(int n, int m) {
     vector<int> zeros;
     REP(i, m)zeros.push_back(0);
     REP(i, n)val.push_back(zeros);
 }

 MTX operator+(const MTX mtx) {
     int n = this->val.size();
     int m = this->val[0].size();
     MTX ret(n, m);
     ret.val = this->val;

     REP(i, n)REP(j, m)
         ret.val[i][j] = this->val[i][j] + mtx.val[i][j];
     return ret;
 }

 MTX operator*(const MTX mtx) {
     int n = this->val.size();
     int l = this->val[0].size();
     int m = mtx.val[0].size();

     MTX ret(n, m);
     REP(i, n)REP(j, m)REP(k, l)
         ret.val[i][j] += this->val[i][k] * mtx.val[k][j];

     return ret;
 }
};

以下のように使います。3*3行列の足算と掛算をやってみましょう。

view plainprint?

1. int main() {  
2.   MTX a(3,3), b(3, 3);  
3.   
4.   REP(i, 3)REP(j, 3)  
5.       cin >> a.val[i][j];  
6.   
7.   REP(i, 3)REP(j, 3)  
8.       cin >> b.val[i][j];  
9.   
10.   MTX c = a + b;  
11.   MTX d = a * b;  
12.   REP(i, 3)REP(j, 3)  
13.       printf("%d%c", c.val[i][j], j==2 ? '\n' : ' ');  
14.   REP(i, 3)REP(j, 3)  
15.       printf("%d%c", d.val[i][j], j==2 ? '\n' : ' ');  
16. }  

int main() {
  MTX a(3,3), b(3, 3);

  REP(i, 3)REP(j, 3)
      cin >> a.val[i][j];

  REP(i, 3)REP(j, 3)
      cin >> b.val[i][j];

  MTX c = a + b;
  MTX d = a * b;
  REP(i, 3)REP(j, 3)
      printf("%d%c", c.val[i][j], j==2 ? '\n' : ' ');
  REP(i, 3)REP(j, 3)
      printf("%d%c", d.val[i][j], j==2 ? '\n' : ' ');
}

と、こんな感じです。