C++ 中的矩阵类

Matrix class in c++?

本文关键字:C++      更新时间:2023-10-16

我一直在尝试编写一个矩阵类,我正在使用一个main方法来测试它。它不起作用...完全。

我不明白为什么大小(所有行值的大小除以双精度的大小)为零!

我一直在写一些调试打印,但它没有帮助......我真的非常非常新C++所以任何和所有的帮助/建议将不胜感激。

 1 #include "matrix.h"
 2 #include <iostream>
 3 #include <sstream>
 4 
 5 Matrix::Matrix(){
 6 };
 7 
 8 Matrix::Matrix(int rows, int columns, double allRowValues [] ){
 9     this->rows = rows;
10     this->columns = columns;
11     this->matrixValues = new double[rows*columns];
13     std::cout <<"ALL ROW VALUES" <<std::endl;
14     std::cout<<"*****" <<std::endl;
15     std::cout << sizeof (allRowValues) << std::endl;
16     std::cout<<"*****" <<std::endl;
17     std::cout << sizeof(allRowValues[0]) << std::endl;
18     std::cout<<"*****" <<std::endl;
19     int size = sizeof(allRowValues)/sizeof(double);
20     int numberOfValues = rows * columns;
21     int currentIndex = 0;
22     for (int i = 0; i < numberOfValues; i++){
23             std::cout<< "MATRIX CONSTRUCTORn";
24             std::cout<<allRowValues <<std::endl;
25             std::cout<<"-----"<<std::endl;
26             std::cout<<index << std::endl;
27             std::cout<<"-----"<<std::endl;
28             std::cout<<size << std::endl;
29             std::cout<<"-----"<<std::endl;
30             if ((allRowValues) && (currentIndex < size)){
31                 std::cout << "ARV " <<std::endl;
32                 std::cout << allRowValues[currentIndex] << std::endl;
33                 this->matrixValues[i]= allRowValues[currentIndex];
34                 std::cout << "MAT " << allRowValues[currentIndex++] << std::endl;
35             }else{
36                 std::cout << "Elsen";
37             }
38         }
39         int index=0;
40         for (int j = 0; j < rows; j++){
41             for (int i = 0; i < columns; i++){
42                 std::cout << this->matrixValues[index++];
43             }
44             std::cout<<std::endl;
45         }
46     };
47 
48     Matrix::Matrix(double* rowValues){
49         int sizeRows = sizeof(rowValues)/sizeof(double);
50         //TODO: throw error for all rows must be the same length
51         this->rows = sizeRows;
52         int sizeColumns = sizeof(rowValues[0])/sizeof(double);
53         this->columns = sizeColumns;
54         this->matrixValues = rowValues;
55     };
56 
57     double Matrix::width(){
58         std::cout << "Widthn";
59         return this->columns;
60     };
61 
62     double Matrix::height(){
63         std::cout << "Heightn";
64         return this->rows;
65     };
66 
67     std::string Matrix::toString(){
68         int numberOfValues = 0;
69         std::cout<<matrixValues[numberOfValues];
70         std::string build_output;
71         std::cout<<matrixValues;
72         for (int i = 0; i < rows; i++){
73             build_output = "[";
74             std::cout << "n";
75             for (int j = 0; j < columns; j++){
76                 std::cout << "VALUE: " <<matrixValues[numberOfValues];
77                 build_output = matrixValues[numberOfValues];
78                 numberOfValues++;
79             }
80             build_output = " ]";
81         }
82         return build_output;
83     }
84 
85     int main (){
86         double values[6] = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
87         std::cout <<"Values: n";
88         Matrix a = Matrix(2, 3, values);
89         std::cout << a.width() << std::endl;
90         std::cout << a.height() << std::endl;
91         std::cout << a.toString();
92         return 1;
93 }

double allRowValues[]声明指针,而不是数组。然后,表达式sizeof(allRowValues)/sizeof(double)计算指针大小与double大小之间的比率。如果双打更大,结果显然为零。

出于某种原因,同样的错误也发生在另一个构造函数中(sizeof(rowValues)/sizeof(double)),但这次的参数显然是一个指针。然后是sizeof(rowValues[0])/sizeof(double),即双精度数组中一个元素的大小与双精度的大小之间的比率,这显然是一个。

似乎有一种信念,即sizeof运算符可以神奇地知道数组的大小,给定指向其第一个元素的指针。不能。或者数组和指针之间可能存在混淆。它们不一样。

大多数时候,数组(即类型为T[N]的对象,如double[100])只是衰减到指向其第一个元素的指针(即 T*,像double*),在此过程中丢失尺寸信息。这就是为什么如果你打算"传递数组",你永远不能只传递指针。您需要以某种方式传递大小信息。

可以将大小作为额外参数显式传递,也可以传递另一个标记缓冲区末尾的指针(迭代器样式)。您还可以传递对数组的引用(这可以防止衰减为指针,从而保留大小信息)并使用模板获取大小信息。

template <std::size_t N, std::size_t M>
void pass_a_2d_array_by_reference(double(&the_array)[N][M]) { // N and M are the sizes
    // do stuff
}

现在您已经了解了这些问题,如果您使用现成的解决方案,则根本无法拥有它们:

  • std::vector<std::vector<double>> :如果您不需要连续存储,这是一个很好的解决方案。如果您想要锯齿状数组,这也是您最好的选择。
  • boost::multiarray<double, 2> :另一个非常好的解决方案,可以很好地与更多维度的数组一起使用;
  • 还有许多其他现有的解决方案,可以满足各种需求。环顾四周。

如果你坚持使用 c 风格的数组(我不推荐),你也可以使用模板化的解决方案:

template<int size>
Matrix::Matrix(int rows, int columns, double (&allRowValues) [size] ){
...
}

总的来说,我推荐一个现成的、宽松的开源矩阵库,比如 eigen。

你应该使用 std::vector<double>& (或 std::array) 而不是 c 样式的数组double allRowValues[] 。因此,您可以使用allRowValues.size()轻松获得其大小。

C++ FAQ-Lite:为什么我应该使用容器类而不是简单的数组?

参考:

http://en.cppreference.com/w/cpp/container/vectorhttp://en.cppreference.com/w/cpp/container/array

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