C++寫矩陣的轉置

　　(2019年2月19日注：這篇文章原先發在自己github那邊的博客，時間是2017年2月5日)

　　對於任意非n階矩陣的轉置，用c++應該怎么寫代碼，思考了一下，發現並沒有那么簡單，上網找到了一個比較好的算法，叫做矩陣原地轉置矩陣算法。基於別人的代碼，改寫成可以使用指針動態分配內存的方法。

　　先放傳送門：C++實現矩陣原地轉置算法的實現

　　原理並不難，那篇文章非常的詳細，我不再贅述，下面把改寫好的代碼發出來。

/*************************************************************************
> File Name: matrix_transpose.cpp
> Author: SongLee
> Modified: JCChan
************************************************************************/
#include<iostream> 
using namespace std;
/* 后繼 */
int getNext(int i, int m, int n)
{
    return (i%n)*m + i / n;
}
/* 前驅 */
int getPre(int i, int m, int n)
{
    return (i%m)*n + i / m;
}
/* 處理以下標i為起點的環 */
void movedata(int *mtx, int i, int m, int n)
{
    int temp = mtx[i]; // 暫存 
    int cur = i;    // 當前下標 
    int pre = getPre(cur, m, n);
    // 從最后一個數開始，獲得它的前驅，直到前驅的值和最后一位值相等，相當於交換的逆過程
    while (pre != i)
    {
        mtx[cur] = mtx[pre];
        cur = pre;
        pre = getPre(cur, m, n);
    }
    mtx[cur] = temp;
}
/* 轉置，即循環處理所有環 */
void transpose(int *mtx, int m, int n)
{
    for (int i = 0; i<m*n; ++i)
    {
        int next = getNext(i, m, n);
        while (next > i) // 若存在后繼小於i說明重復 
            next = getNext(next, m, n);
        if (next == i)  // 處理當前環  
            movedata(mtx, i, m, n);
    }
}
void input(int *mtx, int row, int column) {
    for (int i = 0; i < row; i++) {
        for (int j = 0; j < column; j++) {
            cout << "請輸入矩陣的第" << i + 1 << "行第" << j + 1 << "個元素：";
            //    根據矩陣的坐標推算它在一維數組中的位置。
            cin >> *(mtx + column*i + j);
        }
    }
}
/* 輸出矩陣 */
void print(int *mtx, int m, int n)
{
    for (int i = 0; i<m*n; ++i)
    {
        if ((i + 1) % n == 0)
            cout << mtx[i] << "\n";
        else
            cout << mtx[i] << " ";
    }
}
/* 測試 */
int main()
{
    int row, column;
    cout << "請輸入矩陣的行數：";
    cin >> row;
    cout << "請輸入矩陣的列數：";
    cin >> column;
    int *matrix = new int[row*column];
    input(matrix, row, column);
    cout << "Before matrix transposition:" << endl;
    print(matrix, row, column);
    transpose(matrix, row, column);
    cout << "After matrix transposition:" << endl;
    print(matrix, column, row);
    delete[] matrix;
    system("pause");
    return 0;
}

 

　　結果如下

 

　　對於n階方陣來說，情況則簡單的多，同樣放上代碼。

#include<iostream>
using namespace std;
void move(int *matrix, int n)
{
    int i, j, k;
    for (i = 0; i<n; i++)
        for (j = 0; j<i; j++)
        {
            k = *(matrix + i*n + j);
            *(matrix + i*n + j) = *(matrix + j*n + i);
            *(matrix + j*n + i) = k;
        }
}
int main()
{
    int n, i, j;
    int *p;
    cout << "請輸入矩陣的維數：";
    cin >> n;
    p = new int[n*n];
    cout << "輸入矩陣的元素" << endl;
    for (i = 0; i<n; i++)
        for (j = 0; j<n; j++)
        {
            cout << "第" << i + 1 << "行第" << j + 1
                << "個元素為：";
            cin >> p[i*n + j];
        }
    cout << "輸入的矩陣的為：" << endl;
    for (i = 0; i<n; i++)
    {
        for (j = 0; j<n; j++)
            cout << p[i*n + j] << " ";
        cout << endl;
    }
    move(p, n);
    cout << "轉置后的矩陣的為：" << endl;
    for (i = 0; i<n; i++)
    {
        for (j = 0; j<n; j++)
            cout << p[i*n + j] << " ";
        cout << endl;
    }
    delete[] p;
    system("pause");
    return 0;
}