c - 如何通过在C中用零填充矩阵来使其平方
问题描述
我目前正在尝试通过填充零列来完成 am by n 矩阵（其中 m 大于或等于 n）。主要问题是我的矩阵存储在 double* 而不是 double** 中。因此，我的矩阵不是看起来像 2d 矩阵，它实际上是一个向量，它将矩阵的行粘在一行中。
这是我糟糕的尝试（我对 C 编程语言很陌生......）
void square_my_matrix(double* A, int n){//m is a global variable
for(int i = 0; i < m; i++){
for(int j = 0; j < m; j++){
if(i*m+j > j*m+n) continue;
else A[i*m+j] = 0.0;
}
int main(){
double* A;
A = malloc(m*n*sizeof(*A));
buildMatrix(); //this fills my matrix with some data
printMatrix(m,n,A); //this prints my matrix in a 2d fashion to make it clearer
if(m>n){
A = realloc(A, m*m*sizeof(*A));
square_my_matrix(A, n);
}
printMatrix(m,m,A);
}
我的第一个printMatrix给
1.00 1.00
1.00 3.00
1.00 5.00
1.00 7.00
打电话后square_my_matrix我期待（printMatrix再次打电话时）
1.00 1.00 0.00 0.00
1.00 3.00 0.00 0.00
1.00 5.00 0.00 0.00
1.00 7.00 0.00 0.00
但我得到了这个
1.00 1.00 1.00 3.00
0.00 5.00 1.00 7.00
0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00
我可能搞砸了一些明显的东西，但我不知道是什么。
谢谢您的帮助
解决方案
归零添加的内存（新行）
如果我了解您在做什么，您最初可以使用而不是初始化所有值A（0这calloc会将malloc所有字节设置为零）。然后跟随您realloc，您可以使用memset()将您分配的新内存归零。（如果您需要将添加的列归零，请参阅此答案的第二部分）
您可以将分配的新内存归零realloc()，例如
double*A;
A = calloc (m * n, sizeof *A);
if (A == NULL) { /* validate EVERY allocation */
perror ("calloc-A");
exit (EXIT_FAILURE);
}
buildMatrix(); //this fills my matrix with some data
printMatrix(m,n,A); //this prints my matrix in a 2d fashion to make it clearer
if (m > n) {
void *tmp = realloc (A, m * m * sizeof *A); /* ALWAYS realloc with a temporary pointer */
if (!tmp) { /* validate EVERY allocation */
perror ("realloc-A");
exit (EXIT_FAILURE);
}
A = tmp; /* assign reallocated block */
/* set new memory zero */
memset (A + m * n, 0, m * (m - n) * sizeof *A);
// square_my_matrix(A, n);
}
printMatrix(m,m,A);
如果您确实想使用square_my_matrix()，那么您将删除memset()上面并使用：
void square_my_matrix (double* A, int n)
{
for (int i = n; i < m; i++)
for (int j = 0; j < m; j++)
A[i * m + j] = 0.0;
}
一个简短的例子把它放在一起，允许你memset()通过-DWMEMSET作为定义传递，或者默认使用square_my_matrix()，你可以这样做：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define m 10
#define nbegin 8
void square_my_matrix (double* A, int n)
{
for (int i = n; i < m; i++)
for (int j = 0; j < m; j++)
A[i * m + j] = 0.0;
}
void printMatrix (int rows, int cols, double *A)
{
/* check overflow in multiplication of rows * cols here */
for (int i = 0; i < rows; i++) {
for (int j = 0; j < cols; j++)
printf (" %3g", A[i * cols + j]);
putchar ('\n');
}
}
int main (void) {
int n = nbegin,
v = 1;
double *A;
A = calloc (m * n, sizeof *A);
if (A == NULL) { /* validate EVERY allocation */
perror ("calloc-A");
exit (EXIT_FAILURE);
}
// buildMatrix(); //this fills my matrix with some data
for (int i = 0; i < m; i++)
for (int j = 0; j < n; j++)
A[i * n + j] = v++;
printMatrix (m,n,A); //this prints my matrix in a 2d fashion to make it clearer
if (m > n) {
/* ALWAYS realloc with a temporary pointer */
void *tmp = realloc (A, m * m * sizeof *A);
if (!tmp) { /* validate EVERY allocation */
perror ("realloc-A");
exit (EXIT_FAILURE);
}
A = tmp; /* assign reallocated block */
#ifdef WMEMSET
/* set new memory zero */
memset (A + m * n, 0, m * (m - n) * sizeof *A);
#else
square_my_matrix(A, n);
#endif
}
printMatrix (m,m,A);
}
示例使用/输出
无论是否WMEMSET定义，输出都是相同的：
$ ./bin/mxn2mm
1 2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15 16
17 18 19 20 21 22 23 24
25 26 27 28 29 30 31 32
33 34 35 36 37 38 39 40
41 42 43 44 45 46 47 48
49 50 51 52 53 54 55 56
57 58 59 60 61 62 63 64
65 66 67 68 69 70 71 72
73 74 75 76 77 78 79 80
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
41 42 43 44 45 46 47 48 49 50
51 52 53 54 55 56 57 58 59 60
61 62 63 64 65 66 67 68 69 70
71 72 73 74 75 76 77 78 79 80
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
仅清零最后一列
如果您需要将添加的列而不是行归零，则需要手动将原始行复制到新分配块的行，然后释放原始行。为此，您必须更改square_my_matrix()为获取指针的地址（指针到指针）而不是简单的指针，这将允许您更新A函数中的位置。例如：
void square_my_matrix (double **A, int n)
{
double *b = calloc (m * m, sizeof *b);
if (!b) {
perror ("calloc-b");
exit (EXIT_FAILURE);
}
for (int i = 0; i < m; i++)
memcpy (b + i * m, *A + i * n, n * sizeof **A);
free (*A);
*A = b;
}
本质上，您正在编写 custom realloc()。
然后你会调用这个函数：
square_my_matrix (&A, n);
示例输出
那么你的输出将是：
$ ./bin/mxn2mm
1 2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15 16
17 18 19 20 21 22 23 24
25 26 27 28 29 30 31 32
33 34 35 36 37 38 39 40
41 42 43 44 45 46 47 48
49 50 51 52 53 54 55 56
57 58 59 60 61 62 63 64
65 66 67 68 69 70 71 72
73 74 75 76 77 78 79 80
1 2 3 4 5 6 7 8 0 0
9 10 11 12 13 14 15 16 0 0
17 18 19 20 21 22 23 24 0 0
25 26 27 28 29 30 31 32 0 0
33 34 35 36 37 38 39 40 0 0
41 42 43 44 45 46 47 48 0 0
49 50 51 52 53 54 55 56 0 0
57 58 59 60 61 62 63 64 0 0
65 66 67 68 69 70 71 72 0 0
73 74 75 76 77 78 79 80 0 0
为了完成，main()上面示例中的更新将减少为：
int main (void) {
int n = nbegin,
v = 1;
double *A;
A = calloc (m * n, sizeof *A);
if (A == NULL) { /* validate EVERY allocation */
perror ("calloc-A");
exit (EXIT_FAILURE);
}
// buildMatrix(); //this fills my matrix with some data
for (int i = 0; i < m; i++)
for (int j = 0; j < n; j++)
A[i * n + j] = v++;
printMatrix (m,n,A);
if (m > n)
square_my_matrix (&A, n);
printMatrix (m,m,A);
}
如果您还有其他问题，请仔细查看并告诉我。
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