如何在C中转置矩阵？ – 错误

2023年8月8日 300次阅读

我正在尝试编写一个转置矩阵的函数.

该功能的参数：

>转置矩阵
>输出矩阵为空.

问题是我可以转置一些矩阵,但其他一些失败就像我在我的例子中给出的那样.为什么？我怎么能解决它？

码：

int main (void)
{

//this works well
/*  double array[3][2] = {{1,2},{3,4},{5,6}};
    height = 3;
    width = 2;
*/
//this input doesn't work

    double array[2][3] = {{1,2,3},{4,5,6}};
    height = 2;
    width = 3;


int heightOutput =  width; //2
int widthOutput = height; //3

    double **output;

    output = malloc(widthOutput * sizeof(double *)); //rows from 1
    for (i = 0; i < widthOutput; i++)
    {
        output[i] = malloc(heightOutput * sizeof(double)); //columns
    }

    transposeMatrix(&array[0][0], height,width, &output[0][0], heightOutput, widthOutput);

            printf("\n");
            printf("\noutput matrix\n");
    for(i=0;i<heightOutput;i++)
    {
        for(j=0;j<widthOutput;j++)
        {
            printf("%f\t",output[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
}



void transposeMatrix(double* array2, int height, int width, double * output, int height2, int width2)
{


    double workaround[3][3] ={0};
    double result;
    int i,j;

printf("input matrix:\n");


for(i=0;i<height;i++)
    {
        for(j=0;j<width;j++)
        {
                printf("%f\t",(*((array2+i*width)+j)));

        }
        printf("\n");
    }


        printf("\n");
    for(i=0;i<width2;i++)
    {
        for(j=0;j<height2;j++)
        {
            result = (*((array2+i*width)+j));
            workaround[i][j] = result;
        }
    }


    for(i=0;i<width2;i++)
    {
        for(j=0;j<height2;j++)
        {
            *((output+j*3)+i) = workaround[i][j];
            printf("%f\t",(*((output+j*3)+i)));
        }
        printf("\n");
    }


}

最佳答案 主要问题是你与矩阵的大小混淆.

>当你填充变通矩阵时,你的循环应该是这样的,因为原始矩阵的大小是(高x宽).

for(i=0;i<width;i++)
{
    for(j=0;j<height;j++)
    {
        result = (*((array2+i*width)+j));
        workaround[i][j] = result;
    }
}

>转置矩阵时

for(i=0;i<height2;i++)
{
    for(j=0;j<width2;j++)
    {
       *((output+i*width2)+j) = workaround[j][i];
       printf("%f\t",(*((output+i*width2)+j)));
    }
}

>在内存分配中,你也应该有错误的大小

output = malloc(heightOutput * sizeof(double *)); //rows from 1
for (i = 0; i < heightOutput; i++)
{
    output[i] = malloc(widthOutput * sizeof(double)); //columns
}

通过这些更改,您的程序将无错运行,但输出仍然是错误的

input matrix:                                                                                                                                                                    
1.000000        2.000000        3.000000                                                                                                                                         
4.000000        5.000000        6.000000                                                                                                                                         

1.000000        2.000000        3.000000                                                                                                                                         
4.000000        5.000000        6.000000                                                                                                                                         


output matrix                                                                                                                                                                    
1.000000        4.000000                                                                                                                                                         
5.000000        0.000000                                                                                                                                                         
0.000000        0.000000

>最后一个问题是参数传递.您首先动态分配内存,指向行的指针

output = malloc(heightOutput * sizeof(double *)); //rows from 1

有了这个你有一系列的指针

* -> NULL
* -> NULL
* -> NULL

并使用循环为它们分配值

for (i = 0; i < heightOutput; i++)
{
    output[i] = malloc(widthOutput * sizeof(double)); //columns
}

* -> [e00, e01]
* -> [e10, e11]
* -> [e20, e21]

但是不能保证它们会一个接一个地分配,仍然可以使用线性分配数据来输出.要正确使用它,您需要传递双指针.

void transposeMatrix(double* array2, int height, int width, double ** output, int height2, int width2)
{
    ...
    for(i=0;i<width2;i++)
    {
        for(j=0;j<height2;j++)
        {
            output[j][i] = workaround[i][j];
            printf("%f\t",output[j][i]);
        }
        printf("\n");
    }
}

如果要分配内存线性,请执行以下操作

output = malloc(heightOutput * widthOutput * sizeof(double));

但对我来说,它看起来有点复杂,只是看起来像

void transposeMatrix(double* src, double* dst, int n, int m)
{
    int i, j;
    for(i = 0; i < n; ++i)
        for(j = 0; j < m; ++j)
            dst[j * n + i] = src[i * m + j];
}

int main(void)
{
    double array[2][3] = {{1,2,3},{4,5,6}};
    int height = 2;
    int width = 3;
    int i, j;

    double *output = malloc(height * width * sizeof(double));

    printf("input matrix\n");
    for(i=0;i<height;i++)
    {
        for(j=0;j<width;j++)
        {
            printf("%f\t",array[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }

    transposeMatrix(&array[0][0], output, height,width);

    printf("output matrix\n");
    for(i=0;i<width;i++)
    {
        for(j=0;j<height;j++)
        {
            printf("%f\t",output[i*height + j]);
        }
        printf("\n");
    }
}

编辑：
回答你的评论：让我们说我们有矩阵4 * 5

| a00 a01 a02 a03 a04 |
| a10 a11 a12 a13 a14 |
| a20 a21 a22 a23 a24 |
| a30 a31 a32 a33 a34 |

在分配的内存中

// n = 4, m = 5
double* A = malloc(n * m * sizeof(double));

它看起来像

| a00 a01 a02 a03 a04 a10 a11 a12 a13 a14 a20 a21 a22 a23 a24 a30 a31 a32 a33 a34 |

因此,为了得到元素,我们需要跳过2 * 5个元素(它是5个元素的两个行)和第三行开头的3个元素,所以 – 要跳过数组中的13个元素.
为了推广矩阵m * n得到(i,j)元素,我们需要跳过(i * m)数组中的j个元素.

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