[C++] 不新不好的矩阵运算类
Updated : 彻底修好了(乐)
成员变量
- int n 矩阵行
- int m 矩阵列
- int mod 运算关于mod取模
- bool ifmod 若mod为0则为0，否则为1. 主要用于加快运行速度.
- unsigned long long mat 矩阵
成员函数
- void clear() 清空所有成员变量
- void setmod(int x) 设置mod的值为x
- void resize(int nsize,int msize) 设置矩阵尺寸
- void fill(int x) 把矩阵全部元素填充为x
- void fill(int x,int startn,int endn,int startm,int endm) 填充区间[(startn,startm),(endn,endm)]
- void fillmain(int x) 把主对角线填充为x
- void fillsec(int x) 把副对角线填充为x
- void opposite() 把全部元素取相反数
- void packed_clear(int nsize,int msize,int filln,int mod) 组合初始化，相当于前四个成员函数加和.
- void packed_clear(vector<vector
>,int mod=0) 用嵌套 vector 进行组合初始化 - void input() 输入尺寸与矩阵
- void input(int nsize,int msize) 输入指定尺寸的矩阵
- void inputn(int nsize) 输入列尺寸，并输入指定行尺寸的矩阵
- void inputm(int msize) 输入行尺寸，并输入指定列尺寸的矩阵
- void print() 输出矩阵
重载运算符
双矩阵运算符
- Operator ' + ' 矩阵加法
- Operator ' - ' 矩阵减法
- Operator ' * ' 矩阵乘法
- Operator ' == ' 矩阵比较
矩阵-数值运算符
- Operator ' ^ ' 矩阵乘方
- Operator ' | ' 矩阵快速幂
- Operator ' * ' 矩阵数乘
代码
/* _MATRIX_H_ */
#ifndef HDK
#define HDK 0
#endif
#ifndef matrix_h
#define matrix_h 0
#endif
#include<iostream>
#include<vector>
template<typename T,int maxlen>
class matrix{
private:
int n,m,mod;
bool ifmod;
T mat[maxlen+1][maxlen+1];
public:
int get_n(){
return n;
}
int get_m(){
return m;
}
int get_mod(){
return mod;
}
T& get_matrix(int x,int y){
return mat[x][y];
}
T* operator[](int x){
return mat[x];
}
void clear(){
for(int i=1;i<=n;++i){
for(int j=1;j<=m;++j){
mat[i][j]=0;
}
}
n=0;
m=0;
ifmod=false;
mod=0;
}
void setmod(int x){
if(x==0){
ifmod=false;
}
else{
ifmod=true;
}
mod=x;
}
void resize(int nsize,int msize){
n=nsize;
m=msize;
}
void fillmain(int x){
for(int i=1;i<=n;++i){
mat[i][i]=x;
}
}
void fillsec(int x){
for(int i=1;i<=n;++i){
mat[i][n-i+1]=x;
}
}
void fill(int x){
for(int i=1;i<=n;++i){
for(int j=1;j<=m;++j){
mat[i][j]=x;
}
}
}
void fill(int x,int startn,int endn,int startm,int endm){
for(int i=startn;i<=endn;++i){
for(int j=startm;j<=endm;++j){
mat[i][j]=x;
}
}
}
void opposite(){
for(int i=1;i<=n;++i){
for(int j=1;j<=m;++j){
mat[i][j]*=-1;
}
}
}
void fill(std::vector<std::vector<T>> x){
for(int i=0;i<=(int)x.size()-1;++i){
for(int j=0;j<=(int)x[i].size()-1;++j){
mat[i+1][j+1]=x[i][j];
}
}
}
void packed_clear(std::vector<std::vector<T>> x,int mod=0){
resize(x.size(),x.front().size());
fill(x);
setmod(mod);
}
void packed_clear(int nsize,int msize,int filln=0,int mod=0){
clear();
resize(nsize,msize);
setmod(mod);
fill(filln);
}
void input(){
std::cin>>n>>m;
for(int i=1;i<=n;++i){
for(int j=1;j<=m;++j){
std::cin>>mat[i][j];
}
}
}
void inputn(int nsize){
n=nsize;
std::cin>>m;
for(int i=1;i<=n;++i){
for(int j=1;j<=m;++j){
std::cin>>mat[i][j];
}
}
}
void inputm(int msize){
m=msize;
std::cin>>n;
for(int i=1;i<=n;++i){
for(int j=1;j<=m;++j){
std::cin>>mat[i][j];
}
}
}
void input(int nsize,int msize){
n=nsize;
m=msize;
for(int i=1;i<=n;++i){
for(int j=1;j<=m;++j){
std::cin>>mat[i][j];
}
}
}
void print(){
for(int i=1;i<=n;++i){
for(int j=1;j<=m;++j){
std::cout<<mat[i][j]<<" ";
}
std::cout<<std::endl;
}
}
matrix operator *(const matrix &A)const{
matrix p;
p.packed_clear(n,A.m,0,mod);
for(int i=1;i<=n;++i){
for(int j=1;j<=A.m;++j){
for(int k=1;k<=m;++k){
if(ifmod){
p.mat[i][j]+=(mat[i][k]*A.mat[k][j])%mod;
p.mat[i][j]%=mod;
}
else{
p.mat[i][j]+=mat[i][k]*A.mat[k][j];
}
}
}
}
return p;
}
matrix operator +(const matrix &A)const{
matrix p;
p.packed_clear(n,m,0,mod);
for(int i=1;i<=n;++i){
for(int j=1;j<=m;++j){
if(ifmod){
p.mat[i][j]=(mat[i][j]+A.mat[i][j])%mod;
}
else{
p.mat[i][j]=mat[i][j]+A.mat[i][j];
}
}
}
return p;
}
matrix operator -(const matrix &A)const{
matrix p;
p.packed_clear(n,m,0,mod);
for(int i=1;i<=n;++i){
for(int j=1;j<=m;++j){
if(ifmod){
p.mat[i][j]=(mat[i][j]-A.mat[i][j])%mod;
}
else{
p.mat[i][j]=mat[i][j]-A.mat[i][j];
}
}
}
return p;
}
matrix operator ^(const long long times)const{
matrix p;
p.packed_clear(n,m,1,mod);
for(int i=1;i<=times;++i){
p=p*(*this);
}
return p;
}
matrix operator |(long long times)const{
matrix base,p;
p.packed_clear(n,m,0,mod);
base.packed_clear(n,m,0,mod);
base=(*this);
p.fillmain(1);
if(times<=0){
return p;
}
while(times){
if(times&1){
p=p*base;
}
base=base*base;
times>>=1;
}
return p;
}
matrix operator *(const int x)const{
matrix p;
p.packed_clear(n,m,0,mod);
for(int i=1;i<=n;++i){
for(int j=1;j<=m;++j){
if(ifmod){
p.mat[i][j]=(mat[i][j]*x)%mod;
}
else{
p.mat[i][j]=mat[i][j]*x;
}
}
}
return p;
}
bool operator ==(matrix<T,maxlen>A){
for(int i=1;i<=n;++i){
for(int j=1;j<=m;++j){
if(mat[i][j]!=A[i][j]) return false;
}
}
return true;
}
};
/*--NAMESPACE HDK::MATRIX MATRIX_H_--*/
