c/c++矩阵重载乘法快速幂输入输出

最新推荐文章于 2025-02-13 12:52:43 发布

SwustLpf

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本文介绍了使用C++实现矩阵的基本操作，包括输入、输出、乘法及快速幂运算，并通过两种方式实现：一种使用类，另一种使用结构体。讨论了在实现过程中遇到的问题及其解决方法。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

学着用类来弄的那种：

并且多了动态开二维数组、引用、友元函数friend等

#include"bits/stdc++.h"
using namespace std;
typedef long long LL;
const LL MOD=1e9+7;
class Matrix
{
public:
    int _n;//矩阵大小 
    LL **A;//二维数组用来装矩阵
public:
    Matrix (int n):_n(n)
    {
    	A=new LL *[_n];
        for(int i=0;i<n;i++)
        {
        	 A[i]=new LL[_n];
        	for(int j=0;j<n;j++)A[i][j]=0;//初始化为0 
		}
    }

    friend istream &operator>>(istream &in,const Matrix &B)//重载矩阵输入 
	{
		for(int i=0;i<B._n;i++)for(int j=0;j<B._n;j++)in>>B.A[i][j];
		return in;
	}
	
	friend ostream &operator<<(ostream &out,const Matrix &B)//重载矩阵输出 
	{
		for(int i=0;i<B._n;i++)
		{
			for(int j=0;j<B._n;j++)out<<B.A[i][j],cout<<" ";
			cout<<endl;
		}
		return out;
	}

	Matrix operator*(Matrix &other)//重载矩阵乘法 
	{
		Matrix res=Matrix(_n);
		for(int i=0;i<res._n;i++)
	    for(int j=0;j<res._n;j++)
	    for(int k=0;k<res._n;k++)
	    {
	        res.A[i][j]+=A[i][k]*other.A[k][j]%MOD;
	        res.A[i][j]%=MOD;
	    }
	    return res;
	}
	Matrix operator^(int b)//重载矩阵快速幂 
	{
	    Matrix res(_n),base(_n);
	    for(int i=0;i<_n;i++)res.A[i][i]=1;
	    for(int i=0;i<_n;i++)for(int j=0;j<_n;j++)base.A[i][j]=A[i][j];//我不知道类中怎么直接复制数组，就只有一个一个赋值了 
	    while(b)
	    {
	        if(b&1)res=res*base;
	        base=base*base;
	        b>>=1;
	    }
	    return res;
	}
};
int main()
{
	Matrix A(3),B(3);
	cin>>A;
	B=A*A;
	B=B^3;
	cout<<"A:\n"<<A;
	cout<<"B:\n"<<B;
}
/*
1 2 3 
4 5 6
7 8 9
*/

没有用类的那种

这里我在重载输入那里就遇到了问题，跟上面不一样，不能加const，不是太懂为什么(ಥ_ಥ)

#include"bits/stdc++.h"
using namespace std;
typedef long long LL;
const LL MOD=1e9+7;
struct Matrix
{
	int n;
    LL a[10][10];
    Matrix (int n):n(n)
    {
        for(int i=0;i<n;i++)
        for(int j=0;j<n;j++)a[i][j]=0;
    }
    
};
Matrix operator*(Matrix A,Matrix B)
{
	int n=A.n;
    Matrix res(n);
    for(int i=0;i<n;i++)
    for(int j=0;j<n;j++)
    for(int k=0;k<n;k++)
    {
        res.a[i][j]+=(LL)A.a[i][k]*B.a[k][j]%MOD;
        res.a[i][j]%=MOD;
    }
    return res;
}
Matrix operator^(Matrix A,int b)
{
	int n=A.n;
    Matrix res(n),base=A;
    for(int i=0;i<n;i++)res.a[i][i]=1;
    while(b)
    {
        if(b&1)res=res*base;
        base=base*base;
        b>>=1;
    }
    return res;
}

istream & operator>>(istream & in,Matrix &B)//重载矩阵输入,这里不能加const,跟类中的不一样,加了的话会输入很多次，我也不懂为什么 
{
	//cout<<"shuru"<<endl;//阔以添加这段话看 
	for(int i = 0; i < B.n; i++)for(int j = 0; j < B.n; j++)in>>B.a[i][j];
	return in;
}

ostream &operator<<(ostream &out,const Matrix &B)//重载矩阵输出 
{
	for(int i=0;i<B.n;i++)
	{
		for(int j=0;j<B.n;j++)out<<B.a[i][j],cout<<" ";
		cout<<endl;
	}
	return out;
}
int main()
{
	Matrix A(3),B(3);
	
	cin>>A;
	B=A*A;
	B=B^3;
	cout<<"A:\n"<<A;
	cout<<"B:\n"<<B;
}
/*
1 2 3 
4 5 6
7 8 9
*/