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标题: C++菜鸟求助 [打印本页]

作者: 路过 时间: 21.11.2005 14:59
老师给了一个关于矩阵相乘的aufgabe，本来这个东西并不很难，可是里面牵扯到了指针我就犯傻了，我是初学者，希望能有人指点一下该怎么做，明天就要交了啦。多谢了！ Aufgabe 3a) =========== Das Produkt einer n1xn2 Matrix A und einer n2xn3 Matrix B ist eine n1xn3 Matrix C mit den Komponenten c[j]=a[0]*b[0][j]+a[1]*b[1][j]+...+a[n2-1]*b[n2-1][j] Es soll eine Funktion matmul geschrieben werden, mit der man beliebige Matrizen (zweidimensionale double-Felder) multiplizieren kann, wobei nur vorausgesetzt wird, dass die Spaltenzahl des ersten Feldes gleich der Zeilenzahl des zweiten ist. Eine Funktion, die eine 3x2 Matrix A mit einer 2x4 Matrix B multipliziert, was eine 3x4 Matrix C ergibt, koennte so definiert werden: void matmul(double A[][2],double B[][4],double C[][4]) {...} Da hier die erste Dimension der Felder A, B und C nicht in den Datentyp der formalen Parameter eingeht, kann man diese Funktion leicht verallgemeinern zu einer Funktion, die eine n1x2 Matrix A mit einer 2x4 Matrix B multipliziert, was eine n1x4 Matrix C ergibt: void matmul(double A[][2],double B[][4],double C[][4],int n1) {...} Damit ist noch nicht viel gewonnen. Die Funktion ist immer noch viel zu speziell. Z.B. kann man damit keine 3x3 mit einer 3x3 Matrix multiplizieren. Der Aufruf einer brauchbaren Funktion zur Multiplikation einer beliebigen n1xn2 Matrix A mit einer n2xn3 Matrix B sollte so aussehen: matmul(A,B,C,n1,n2,n3); Hierzu muss man die Funktion wie folgt definieren: void matmul(void *A,void *B,void *C,int n1,int n2,int n3) { double *a=(double*)A,*b=(double*)B,*c=(double*)C; : : } An einen Pointer auf void kann man jeden beliebigen (nicht const und nicht volatile) Pointer-Typ ohne cast zuweisen. Deshalb kann man die Funktion mit beliebeigen Feld-Typen als aktuellen Parametern fuer die void*-Parameter aufgerufen werden. Die void*-Parameter erhalten beim Aufruf der Funktion als Werte die Anfangs-Adressen der Speicherbereiche fuer die Felder A, B und C. In der Funktion werden diese Adressen zunaechst ueber einen cast umgewandelt in Pointer auf double. Damit kann man a, b und c in der Funktion verwenden wie eindimensionale Felder der Speicherbereiche der zweidimensionalen Felder A, B und C. Ein doppelt indizierter Zugriff muss dann gemaess der Speicherabbildung in einen einfach indizierten Zugriff umgewandelt werden. Erstellen Sie die Funktion matmul und eine main-Funktion zum Test von matmul. Hier noch einige Spezialfaelle des Matrizen-Produktes: 1) Inneres Produkt (Skalarprodukt) zweier Vektoren: 1xn2 Matrix mal n2x1 Matrix ergibt 1x1 Matrix, d.h. Skalar. double v1[1][3]={1,2,3},v2[3][1]={4,5,6},v3[1][1]; matmul(v1,v2,v3,1,3,1); => v3 : 32 2) Aeusseres Produkt (Tensorprodukt) zweier Vektoren: n1x1 Matrix mal 1xn3 Matrix ergibt n1xn3 Matrix. double v1[3][1]={1,2,3},v2[1][3]={4,5,6},v3[3][3]; matmul(v1,v2,v3,3,1,3); 4 5 6 => v3 : 8 10 12 12 15 18 3) Produkt eines Skalars mit einem Vektor: 1x1 Matrix mal 1xn3 Matrix ergibt 1xn3 Matrix. double v1[1][1]={2},v2[1][3]={1,2,3},v3[1][3]; matmul(v1,v2,v3,1,1,3); => v3 : 2 4 6 4) Produkt eines Vektors mit einem Skalar: n1x1 Matrix mal 1x1 Matrix ergibt n1x1 Matrix. double v1[3][1]={1,2,3},v2[1][1]={2},v3[3][1]; matmul(v1,v2,v3,3,1,1); 2 => v3 : 4 6 5) Produkt eines Skalars mit einem Skalar: 1x1 Matrix mal 1x1 Matrix ergibt 1x1 Matrix. double v1[1][1]={2},v2[1][1]={3},v3[1][1]; matmul(v1,v2,v3,1,1,1); => v3 : 6 Aufgabe 3b) =========== Schreiben Sie eine Funktion void safematmul(void *A,void *B,void *C,int n1,int n2,int n3) {...} Diese soll eine sichere Version der matmul-Funktion von aufg01 sein. "Sicher" soll dabei bedeuten, dass die Funktion auch dann noch richtig arbeitet, wenn einer der beiden Faktoren gleichzeitig als Ergebnis angegeben wird. D.h. auch die Aufrufe matmul(a,b,a,n1,n2,n3); matmul(a,b,b,n1,n2,n3); matmul(a,a,a,n1,n2,n3); sollen richtige Ergebnisse liefern. Hinweis: Sie muessen fuer das Ergebnis (Produktmatrix) zunaechst mit new Spei- cherplatz bereitstellen. In diesen Hilfsspeicher wird das Ergebnis geschrieben. Erst ganz zum Schluss der Rechnung wird das Ergebnis dann in den Speicherbe- reich der eigentlichen Ergebnisvariablen kopiert. Hierzu koennen Sie memcpy von aufg02 verwenden. Vergessen Sie nicht, den mit new angeforderten Speicherbereich am Ende der Funktion mit delete wieder freizugeben! Testen Sie Ihr Programm.
作者: wl468dedede 时间: 21.11.2005 19:21
void brmul(a,b,c,m,n,k) int m,n,k; double a[],b[],c[]; { int i,j,l,u; for (i=0; i<=m-1; i++) for (j=0; j<=k-1; j++) { u=i*k+j; c=0.0; for (l=0; l<=n-1; l++) c=c+a[i*n+l]*b[l*k+j]; } return; } 
作者: 嗯嗯啊啊 时间: 21.11.2005 20:18
eine einfachere und wesentliche effiziente Version findest du unten 1. Wenn du nur matmal testen willst, bitte kompilier wie folgendes gcc -DTEST_MATMUL -o matmul matmul.cpp 2. Wenn du nur saftmatmul testest, dann nur gcc -o matmul matmul.cpp wenn noch was dir nicht klar ist, gib mir deine msn. ich erkläre es dir online- ich habe es bereits mit allen beispiel aus deinem aufgabezettel getestet. Es funktioniert ganz gut- matmul.cpp #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> void output(void*, int, int); void matmul(void *A,void *B,void *C,int n1,int n2,int n3) { double *a=(double*)A; double *b=(double*)B; double *c=(double*)C; double sum = 0; int i = 0; int j = 0; int m = 0; for(i = 0; i<n1;i++,a+=n2,b-=n3) { for(m = 0; m<n3; m++,b-=n2*n3-1, a-=n2, *c++=sum, sum=0;) { for(j = 0; j<n2; j++,b+=n3) { sum += *a++ * *b; } } } #ifdef TEST_MATMUL /* turn on if u want to test matmal() */ c -= n1*n3; output(c, n1, n3); #endif } void output(void *M, int n1, int n3) { int i; double *c = (double *)M; printf("=> v3:\n"); for(i = 1; i<=n1*n3;i++) { printf("%f", *c++); if(i % n3 == 0) { printf("\n"); }else { printf(" "); } } } void safematmul(void *A,void *B,void *C,int n1,int n2,int n3) { double *a, *b, *c; a = (double *)A; b = (double *)B; if(A==C) { c = (double *)malloc(sizeof(double)*n1*n3); matmul(a, b, c, n1, n2, n3); realloc(a, n1*n3*sizeof(char)); memcpy(a, c, n1*n3*sizeof(char)); #ifndef TEST_MATMUL output(a, n1, n3); #endif free©; }else if(B==C) { c = (double *)malloc(sizeof(double)*n1*n3); matmul(a, b, c, n1, n2, n3); realloc(b, n1*n3*sizeof(char)); memcpy(b, c, n1*n3*sizeof(char)); #ifndef TEST_MATMUL output(b, n1, n3); #endif free©; }else if(A==<img src='style_emoticons/<#EMO_DIR#>/cool.gif' border='0' style='vertical-align:middle' alt='cool.gif' /> { c = (double *)malloc(sizeof(double)*n1*n3); matmul(a, b, c, n1, n2, n3); memcpy(a,c, n1*n3*sizeof(char)); #ifndef TEST_MATMUL output(b, n1, n3); #endif free©; }else { c = (double *)C; matmul(a, b, c, n1, n2, n3); #ifndef TEST_MATMUL output(c, n1, n3); #endif } } int main(int argc, char **argv) { #ifdef TEST_MATMUL double v1[1][3]={1,2,3},v2[3][1]={4,5,6},v3[1][1]; matmul(v1,v2,v3,1,3,1); #else double v1_s[3][1]={1,2,3},v2_s[1][1]={2}, v3[3][1]; double *v1; double *v2; int d1, d2, d3, d4; d1 = 3; d2 = 1; v1 = (double*)malloc(d1*d2*sizeof(double)); v2 = (double*)malloc(d1*d1*sizeof(double)); memcpy(v1, v1_s, d1*d2*sizeof(double)); memcpy(v2, v2_s, d1*d1*sizeof(double)); safematmul(v1_s,v2_s,v3,3,1,1); free(v1); free(v2); #endif }
作者: 路过 时间: 22.11.2005 02:00
多谢两位牛人，我先去好好研究一下，谢谢啦！

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