任务描述

本关任务：设计一个矩阵类，并实现简单的矩阵运算。

相关知识

完成本关需要具备的知识介绍请参见第一、二关卡。

矩阵运算参考资料 

编程要求

在右侧编辑器中的Begin-End之间补充代码，设计一个矩阵类（ Matrix ），并实现矩阵的简单运算，具体要求如下：

1. 成员变量：这一部分学员可以自由发挥，但要求都是私有成员。

2. 成员函数：

   • 构造函数：Matrix(int r,int c)，参数 r 和 c 分别代表矩阵的行和列。

   • 全部设值函数：void Fill(int value)，函数将矩阵内所有的元素都设置为参数 value 的值。

   • 指定位置设值函数：void Set(int r,int c,int value)，函数将矩阵第 r 行 c 列的元素设置为 value 的值。

   • 获取元素函数：int Get(int r,int c)函数，函数返回矩阵第 r 行 c 列的元素。

   • 打印函数：void Print()，函数按照矩阵的形状打印出矩阵内容，每一个值后跟着一个空格。比如一个2x4元素全为1的矩阵，打印结果为（更明显表示格式，空格均用下划线_代替）：

     1. 1_1_1_1_
     2. 1_1_1_1_

3. 普通函数：

   • Matrix operator+(Matrix &m1,Matrix &m2)函数，重载Matrix类的加法运算符，实现矩阵的加法运算。

   • Matrix operator-(Matrix &m1,Matrix &m2)函数，重载Matrix类的减法运算符，实现矩阵的减法运算。

   • Matrix operator*(Matrix &m1,Matrix &m2)函数，重载Matrix类的乘法运算符，实现矩阵的乘法运算。

   • 头文件展示

4. #pragma once
   #include <iostream>
   #include <string>
   using namespace std;
   
   class Matrix{
       //声明友元函数
       friend Matrix operator+(Matrix& m1, Matrix& m2) ;
       friend Matrix operator-(Matrix& m1, Matrix& m2) ;
       friend Matrix operator*(Matrix& m1, Matrix& m2) ;
   
   public:
       //构造函数
       Matrix(int r, int c) {
           m_row = r;
           m_col = c;        
       }
   
       //全部设值函数
       void Fill(int value) {
           for (int i = 0; i < m_row; i++) {
               for (int j = 0; j < m_col; j++) {
                   arr[i][j] = value;
               }
           }
       }
   
       //指定位置设值函数
       void Set(int r, int c, int value) {
           arr[r][c] = value;
       }
   
       //获取元素函数
       int Get(int r, int c) {
           return arr[r][c];
       }
   
       //打印函数
       void Print() {
           for (int i = 0; i < m_row; i++) {
               for (int j = 0; j < m_col; j++) {
                   cout << arr[i][j] << " ";
               }
               cout << endl;
           }
       }
   //私有化成员变量
   private:
       int m_row;
       int m_col;
       int arr[10][10]={0};
   };
   
   //运算符重载全局函数
   Matrix operator+(Matrix& m1, Matrix& m2){
       Matrix p(m1.m_row,m1.m_col);
       p.Fill(0);
       for (int i = 0; i < m1.m_row; i++) {
           for (int j = 0; j < m1.m_col; j++) {
               p.Set(i, j, m1.Get(i, j) + m2.Get(i, j));
           }
       }
       return p;
   };
   
   Matrix operator-(Matrix& m1, Matrix& m2) {
       Matrix p(m1.m_row, m1.m_col);
       p.Fill(0);
       for (int i = 0; i < m1.m_row; i++) {
           for (int j = 0; j < m1.m_col; j++) {
               p.Set(i, j, m1.Get(i, j) - m2.Get(i, j));
           }
       }
       return p;
   };
   
   Matrix operator*(Matrix& m1, Matrix& m2) {
       Matrix p(m1.m_row, m2.m_col);
       p.Fill(0);
       for (int i = 0; i < m1.m_row; i++) {
           for (int j = 0; j < m2.m_col; j++) {
               for (int k = 0; k < m1.m_col; k++) {
                   p.arr[i][j] += m1.arr[i][k] * m2.arr[k][j];
               }
           }
       }
       return p;
   };

   源文件展示

5. #include "usr.h"
   int main()
   {
   	int i,j;
   	cin >> i >> j;
       Matrix m1(i,j),m2(i,j),m3(j,i);
       m1.Fill(1);
       m2.Fill(2);
   	m3.Fill(0);
       for(int s = 0 ; s < i ; s++){
   		for(int c = 0 ; c < j ; c++){
   			if(s==c)
   				m3.Set(s,c,s+1);
   		}
       }
   	//m1.Print();
       //m2.Print();
       //m3.Print();
   	cout << "m1 + m2 :" << endl ;
       (m1 + m2).Print();
   	cout << "m1 - m2 :" << endl ;
       (m1 - m2).Print();
   	cout << "m1 * m3 :" << endl ;
       (m1 * m3).Print();
       
   }