• 基本矩阵运算的Java实现


    基本矩阵运算的Java实现

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    一: 矩阵的加法与减法

    规则:矩阵的加法与减法要求两个矩阵的行列完全相等,方可以完成两个矩阵的之间的运算。

    举例说明如下


    二:矩阵的乘法

    规则:矩阵的乘法要求两个矩阵符合A(mx k),  B( k x n)即矩阵A的列数与矩阵B的行数相等,否

    则无法完成矩阵运算。举例说明如下:


    Java代码如下:

    [java] view plaincopy
    1. package pet.shop;  
    2.   
    3. public class BasicMatrixMath {  
    4.     public final static int OPERATION_ADD = 1;  
    5.     public final static int OPERATION_SUB = 2;  
    6.     public final static int OPERATION_MUL = 4;  
    7.       
    8.     /** 
    9.      * To be able to add two matrices, they must be of the same size 
    10.      * @param matrixa 
    11.      * @param matrixb 
    12.      */  
    13.     public int[][] add(int[][] matrixa, int[][] matrixb) {  
    14.         if(legalOperation(matrixa, matrixb, OPERATION_ADD)) {  
    15.             for(int i=0; i<matrixa.length; i++) {  
    16.                 for(int j=0; j<matrixa[0].length; j++) {  
    17.                     matrixa[i][j] = matrixa[i][j] + matrixb[i][j];  
    18.                 }  
    19.             }  
    20.         }  
    21.         return matrixa;  
    22.     }  
    23.       
    24.     /** 
    25.      * To be able to substract two matrices, they must be of the same size 
    26.      *  
    27.      * @param matrixa 
    28.      * @param matrixb 
    29.      */  
    30.     public int[][] substract(int[][] matrixa, int[][] matrixb) {  
    31.         if(legalOperation(matrixa, matrixb, OPERATION_SUB)) {  
    32.             for(int i=0; i<matrixa.length; i++) {  
    33.                 for(int j=0; j<matrixa[0].length; j++) {  
    34.                     matrixa[i][j] = matrixa[i][j] - matrixb[i][j];  
    35.                 }  
    36.             }  
    37.         }  
    38.         return matrixa;  
    39.     }  
    40.       
    41.     /** 
    42.      *  
    43.      * @param matrixa 
    44.      * @param matrixb 
    45.      */  
    46.     public int[][] multiplication(int[][] matrixa, int[][] matrixb) {  
    47.         if(legalOperation(matrixa, matrixb, OPERATION_SUB)) {  
    48.             int[][] result = new int[matrixa.length][matrixb[0].length];  
    49.             for(int i=0; i<matrixa.length; i++) {  
    50.                 for(int j=0; j<matrixb[0].length; j++) {  
    51.                     // i will complete this tomorrow @2012/09/17  
    52.                     result[i][j] = calculateSingleResult(matrixa, matrixb, i, j);   
    53.                 }  
    54.             }  
    55.             return result;  
    56.         }   
    57.         else  
    58.         {  
    59.             return null;  
    60.         }  
    61.     }  
    62.       
    63.     private int calculateSingleResult(int[][] matrixa, int[][] matrixb, int row, int col) {  
    64.         int result = 0;  
    65.         for(int k=0; k<matrixa[0].length; k++) {  
    66.             result += matrixa[row][k] * matrixb[k][col];  
    67.         }  
    68.         return result;  
    69.     }  
    70.   
    71.     /** 
    72.      *  
    73.      * @param matrixa 
    74.      * @param b 
    75.      */  
    76.     public int[][] multiplication(int[][] matrixa, int b) {  
    77.         for(int i=0; i<matrixa.length; i++) {  
    78.             for(int j=0; j<matrixa[0].length; j++) {  
    79.                 matrixa[i][j] = matrixa[i][j] * b;  
    80.             }  
    81.         }  
    82.         return matrixa;  
    83.     }  
    84.       
    85.     /** 
    86.      * validate whether the parameters is valid parameters. 
    87.      *  
    88.      * @param a 
    89.      * @param b 
    90.      * @param type 
    91.      * @return 
    92.      */  
    93.     private boolean legalOperation(int[][] a, int[][] b, int type) {  
    94.         boolean legal = true;  
    95.         if(type == OPERATION_ADD || type == OPERATION_SUB)  
    96.         {  
    97.             if(a.length != b.length || a[0].length != b[0].length) {  
    98.                 legal = false;  
    99.             }  
    100.         }   
    101.         else if(type == OPERATION_MUL)  
    102.         {  
    103.             if(a[0].length != b.length) {  
    104.                 legal = false;  
    105.             }  
    106.         }  
    107.         return legal;  
    108.     }  
    109.       
    110.     /** 
    111.      *  test code here !!!! 
    112.      * @param args 
    113.      */  
    114.     public static void main(String[] args) {  
    115.         int[][] a = new int[][]{{1,2},{3,4}};  
    116.         int[][] b = new int[][]{{78}, {65}};  
    117.         BasicMatrixMath bmm = new BasicMatrixMath();  
    118.           
    119.         System.out.println("addition two matrix");  
    120.         int[][] result = bmm.add(a, b);  
    121.         for(int i=0; i<result.length; i++) {  
    122.             for(int j=0; j<result[0].length; j++) {  
    123.                 System.out.print(" " + result[i][j]);  
    124.             }  
    125.             System.out.println();  
    126.         }  
    127.           
    128.         System.out.println("substract two matrix");  
    129.         result = bmm.substract(a, b);  
    130.         for(int i=0; i<result.length; i++) {  
    131.             for(int j=0; j<result[0].length; j++) {  
    132.                 System.out.print(" " + result[i][j]);  
    133.             }  
    134.             System.out.println();  
    135.         }  
    136.           
    137.         System.out.println("multiplex one matrix");  
    138.         result = bmm.multiplication(a, 3);  
    139.         for(int i=0; i<result.length; i++) {  
    140.             for(int j=0; j<result[0].length; j++) {  
    141.                 System.out.print(" " + result[i][j]);  
    142.             }  
    143.             System.out.println();  
    144.         }  
    145.           
    146.         System.out.println("multiplex two matrix");  
    147.         result = bmm.multiplication(a, b);  
    148.         for(int i=0; i<result.length; i++) {  
    149.             for(int j=0; j<result[0].length; j++) {  
    150.                 System.out.print(" " + result[i][j]);  
    151.             }  
    152.             System.out.println();  
    153.         }     
    154.     }  
    155. }  
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