Swift 程序通过将矩阵传递给函数来实现两个矩阵的乘法
在本文中，我们将学习如何编写一个 Swift 程序，通过将矩阵传递给函数来实现两个矩阵的乘法。
矩阵是一种数学结构，其元素以行和列的形式存在。例如，第一个元素位于00位置，第二个元素位于01位置，依此类推。因此，要将两个矩阵相乘，我们将第一个矩阵的第 m 行乘以第二个矩阵的第 n 列，然后将乘积相加。这将在结果矩阵的第 m 行和第 n 列创建一个元素。例如 −
矩阵 1 −
$\mathrm{\begin{bmatrix}2 & 2 & 2 \newline3 & 3 & 3 \newline4 & 4 & 4\end{bmatrix}}$
矩阵 2 −
$\mathrm{\begin{bmatrix}1 & 1 & 1 \newline1 & 1 & 1 \newline2 & 2 & 2\end{bmatrix}}$
因此乘积 = 矩阵 1 * 矩阵 2
$\mathrm{\begin{bmatrix}(2^{*}1+2^{*}1+2^{*}2) & (2^{*}1+2^{*}1+2^{*}2) & (2^{*}1+2^{*}1+2^{*}2) \newline(3^{*}1+3^{*}1+3^{*}2) & (3^{*}1+3^{*}1+3^{*}2) & (3^{*}1+3^{*}1+3^{*}2) \newline(4^{*}1+4^{*}1+4^{*}2) & (4^{*}1+4^{*}1+4^{*}2) & (4^{*}1+4^{*}1+4^{*}2)\end{bmatrix}}$
$\mathrm{\begin{bmatrix}8 & 8 & 8 \newline12 & 12 & 12 \newline16 & 16 & 16\end{bmatrix}}$
算法
步骤 1 − 定义行和列的大小。
步骤 2 − 创建一个函数。
步骤 3 − 在此函数中创建一个空矩阵，用于存储行数和列数相同的结果。
步骤 4 − 运行嵌套 for 循环，遍历两个矩阵的每个元素。
步骤 5 − 将矩阵 1 中 [x][z] 位置的元素与矩阵 2 中行的每个元素相乘，并将结果相加，将结果存储在结果矩阵的 [x][y] 位置。此过程将持续到矩阵 1 的最后一个元素。
步骤 6 - 创建两个相同类型、相同行数和列数的矩阵。
步骤 7 - 调用函数并将这些矩阵传入其中。
步骤 8 - 打印结果矩阵。
示例
按照 Swift 程序将两个矩阵相乘，并将矩阵传递给函数。
import Foundation
import Glibc
// 矩阵的大小
var row = 4
var col = 4
// 矩阵乘法函数
func multiplyMatrix(mxt1:[[Int]], mxt2:[[Int]]) {
// 创建 4x4 矩阵来存储结果
var Mul = Array(repeating: Array(repeating: 0, count: 4), count: 4)
// 将两个矩阵相乘
// 使用 * 运算符
for x in 0..<row {
for y in 0..<col {
for z in 0..<row {
Mul[x][y] += mxt1[x][z] * mxt2[z][y]
}
}
}
print("Resultant matrix:")
for x in 0..<row {
for y in 0..<col {
print(Mul[x][y], terminator:" ")
}
print("\n")
}
}
// 创建 4x4 整数类型的矩阵
var matrix1 : [[Int]] = [[1, 1, 4, 3], [1, 1, 1, 1], [5, 5, 2, 2], [4, 3, 3, 4]]
print("Matrix 1:")
for x in 0..<row {
for y in 0..<col {
print(matrix1[x][y], terminator:" ")
}
print("\n")
}
var matrix2 : [[Int]] = [[1, 1, 4, 4], [3, 2, 4, 5], [5, 6, 3, 2], [4, 5, 6, 3]]
print("Matrix 2:")
for x in 0..<row {
for y in 0..<col {
print(matrix2[x][y], terminator:" ")
}
print("\n")
}
// 调用函数显示结果
multiplyMatrix(mxt1:matrix1, mxt2:matrix2)
输出
Matrix 1: 1 1 4 3 1 1 1 1 5 5 2 2 4 3 3 4 Matrix 2: 1 1 4 4 3 2 4 5 5 6 3 2 4 5 6 3 Resultant matrix: 36 42 38 26 13 14 17 14 38 37 58 55 44 48 61 49
在上面的代码中，我们创建了两个 4x4 矩阵及其值。现在我们创建一个函数来计算两个矩阵的乘积。在这个函数中，我们创建一个空矩阵来存储结果。此外，运行嵌套的 for 循环来迭代两个矩阵的每个元素。现在，我们使用 * 运算符将矩阵 1 中 [x][z] 位置的元素与矩阵 2 行中的每个元素相乘，然后将值相加，并将结果存储在结果矩阵的 [x][y] 位置。对矩阵 1 的所有元素重复此过程。
结论
因此，这就是我们如何通过将矩阵传递给函数来将两个矩阵相乘的方法。使用此方法，我们还可以对不同大小的矩阵进行相乘，例如 4x4、6x3 和 2x3。
