C++. Сборник рецептов

 friend bool operator!=(const self& x, const self& y) { return x.m != y.m; }

private:

 kvector m;

};

#endif

В примере 11.31 приведена программа, демонстрирующая применение шаблонного класса kmatrix.

Пример 11.31. Применение kmatrix

#include "kmatrix.hpp"

#include

using namespace std;

template

void outputRowOrColumn(Iter_T iter, int n) {

 for (int i=0; i < n; ++i) {

  cout << iter[i] << " ";

 }

 cout << endl;

}

template

void initializeMatrix(Matrix_T& m) {

 int k = 0;

 for (int i=0; i < m.rows(); ++i) {

  for (int j=0; j < m.cols(); ++j) {

   m[i][j] = k++;

  }

 }

}

template

void outputMatrix(Matrix_T& m) {

 for (int i=0; i < m.rows(); ++i) {

  cout << "Row " << i << " = ";

   outputRowOrColumn(m.row(i), m.cols());

 }

 for (int i=0; i < m.cols(); ++i) {

  cout << "Column " << i << " = ";

   outputRowOrColumn(m.col(i), m.rows());

 }

}

int main() {

 kmatrix m;

 initializeMatrix(m); m *= 2;

 outputMatrix(m);

}

Программа примера 11.31 выдает следующий результат.

Row 0 = 0 2 4 6

Row 1 = 8 10 12 14

Column 0 = 0 8

Column 1 = 2 10

Column 2 = 4 12

Column 3 = 6 14

Обсуждение

Представленные в примерах 11.30 и 11.31 определение шаблона класса kmatrix и пример его использования очень напоминают шаблон класса matrix из рецепта 11.14. Единственным существенным отличием является то, что при объявлении экземпляра kmatrix приходится передавать размерности матрицы через параметры шаблона, например;

kmatrix m; // объявляет матрицу с пятью строками и шестью

                     // столбцами

В приложениях многих типов часто требуется, чтобы матрицы имели размерности, известные на этапе компиляции. Передача размера строк и столбцов через параметры шаблона позволяет компилятору легче применять такую оптимизацию, как развертка цикла, встраивание функций и ускорение индексации.

Как и рассмотренный ранее шаблон статического вектора (kvector), шаблон kmatrix особенно эффективен при небольших размерах матрицы.

Смотри также

Рецепты 11.14 и 11.16.

11.16. Умножение матриц

Проблема

Требуется эффективно выполнить умножение двух матриц.

Решение

Пример 11.32 показывает, как можно выполнить умножение матриц, причем эта реализация подходит как для динамических, так и для статических матриц. Формально этот алгоритм реализует соотношение A=A+B*C, которое (возможно, неожиданно) вычисляется более эффективно, чем A=B*C.

Пример 11.32. Умножение матриц

#include "matrix.hpp" // рецепт 11.13

#include "kmatrix.hpp" // рецепт 11.14

#include

#include

using namespace std;

template

void matrixMultiply(const M1& m1, const M2& m2, M3& m3) {

 assert(m1.cols() == m2.rows());

 assert(m1.rows() == m3.rows());

 assert(m2.cols() == m3.cols());

 for (int i=m1.rows()-1; i >= 0; --i) {

  for (int j=m2.cols()-1; j >= 0; --j) {

   for (int k = m1.cols()-1; k >= 0; --k) {

    m3[i][j] += m1[i][k] * m2[k][j];

   }

  }

 }

}

int main() {

 matrix m1(2, 1);

 matrix m2(1, 2);

 kmatrix m3;

 m3 = 0;

 m1[0][0] = 1;

 m1[1][0] = 2;

 m2[0][0] = 3;

 m2[0][1] = 4;

 matrixMultlply(m1, m2, m3);

 cout << "(" << m3[0][0] << ", " << m3[0][1] << ")" << endl;

 cout << "(" << m3[1][0] << ", " << m3[1][1 ] << ")" << endl;

}

Программа примера 11.32 выдает следующий результат.

(3, 4)

(6, 8)

Обсуждение