C++：重载矩阵运算符答案

【问题标题】：C++: Overloading Matrix OperatorsC++：重载矩阵运算符
【发布时间】：2018-09-27 20:19:01
【问题描述】：

我在大学学习 OOP 课程，我们应该重载 +、-、*、+=、-= 和其他一些运算符来处理矩阵运算，只使用结构和运算符重载。我想出了那个代码，用户输入一个一维数组，然后这个数组变成一个二维数组 或矩阵。

函数createMatrix 将采用一维数组，然后定义行和列的数量，然后将该数组中的值放入matrix 结构或者在结构中的一个元素中是具体的。然后我定义了+、-和

它还没有完成，但是程序没有输出任何东西，我找不到错误在哪里，是在“+”运算符还是“

#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;

struct matrix{
    int* data;          //since it is a 1d array which will later be stored in the matrix
    int row, col;
};

void createMatrix(int row, int col, int num[], matrix& mat);    //by reference so that I fetch it by address from memory


matrix operator+ (matrix mat1, matrix mat2){          //Addition
    matrix mat;
    for(int i = 0; i < max(mat1.row*mat1.col, mat2.row*mat2.col); i++){
        mat.data[i] = mat1.data[i] + mat2.data[i];

    }
    return mat;
}

matrix operator- (matrix mat1, matrix mat2){          //Subtraction
    matrix mat;
    for(int i = 0;i < max(mat1.row*mat1.col, mat2.row*mat2.col); i++){
        mat.row = mat1.row - mat2.row;

    }
    return mat;
}

 ostream operator<< (ostream& out, matrix mat){
     for(int i = 0; i < ((mat.row)*(mat.col)); i++){
         if(i % mat.row == 0 ){
             cout<<endl;
         }
         else{out<<mat.data[i]<<" ";}
     }
 }
 int main()
 {
     int row1, col1;
     int row2, col2;

     cout<<"Enter Rows of first matrix: "; cin>>row1;
     cout<<"Enter Cols of first matrix: "; cin>>col1;

     cout<<"Enter Rows of second matrix: "; cin>>row2;
     cout<<"Enter Cols of second matrix: "; cin>>col2;

     int arr1[row1*col1], arr2[row2*col2];
     cout<<"Enter the values you which to add in the first matrix: ";
     for(int i = 0; i < row1*col1; i++){
         cin>>arr1[i];
     }
     cout<<"Enter the values you which to add in the second matrix: ";
     for(int i = 0; i < row2*col2; i++){
         cin>>arr2[i];
     }

     matrix mat1, mat2, mat3;
     createMatrix(row1, col1, arr1, mat1);
     createMatrix(row2, col2, arr2,  mat2);
     mat3 = mat1 + mat2;
    cout<<mat3;

    return 0;
}

void createMatrix(int row, int col, int num[], matrix& mat){
     mat.row = row;
     mat.col = col;
     mat.data = new int [col * row];             //We are trying to make a matrix from a 1d array, so we will stretch the matrix -which is a 2d array
     for(int i = 0; i < col * row; i++){             //in 1-D of size row *col
         mat.data[i] = num[i];                    //Depending on the parameter the data array will be filled dynamically
     }
 }

【问题讨论】：

可能相关也可能不相关（不知道您要查找的错误是什么）：编译器可能试图警告您operator<< 缺少return 语句。
int arr1[row1*col1], arr2[row2*col2]; 定义可变长度数组 (VLA)。 VLA 不是标准 C++。您的编译器可能支持也可能不支持这种行为，如果支持，这是一种非常容易导致堆栈溢出的方法。如果你改用std::vector 可能是最好的。
createMatrix 看起来应该返回 matrix，而不是将其作为参数。要让它发挥作用（因为不这样做就无法编写有价值的 C++ 代码），请熟悉 Rules of Three, Five, and Zero。

标签： c++ arrays matrix operator-overloading

【解决方案1】：

您的 operator+ 将导致段错误，因为您没有使用 new 分配 mat.data。你需要做的

matrix mat;
mat.data = new int [max(mat1.row*mat1.col, mat2.row*mat2.col)];

无论如何，您的矩阵加法逻辑将不起作用，并会导致另一个段错误。 I suggest looking at this page 获取有关如何解决此问题的指导。它谈到了使用二维矩阵，这应该使逻辑更容易理解，而不是使用一维数组/向量。

因此，如果您有两个二维数组，a 和 b，您可以像这样添加它们：

for(i = 0; i < min(a_row, b_row); ++i)
    for(j = 0; j < min(b_col, a_col); ++j)
        sum[i][j] = a[i][j] + b[i][j];

【讨论】：

旁注：与其事后设置matrix的所有参数（或忘记这样做），不如考虑给它一个构造函数来解决这个问题。
我不知道使用一维数组会更好，所以谢谢。

【解决方案2】：

当您重载将返回std::ostream 的operator<< 时，您始终必须返回对它的引用。示例：

ostream& operator<< (ostream& out, matrix mat) {
    out << mat.col << mat.data << mat.row;
    return out;
}

此外，您不能只创建一个在编译时还不知道其大小的数组。 cin 是一个 I/O 操作。所以大小在编译时是未知的，而是在运行时。

【讨论】：