矩阵计算库

布满荆棘的人生 2022-01-31 14:07 320阅读 0赞

Matrix Library

1、简介

一个矩阵计算的库，有了它，你可以很简单地进行矩阵的计算，目前还有一些不完善的地方，还在继续开发。

*  采用范型设计，可以对多种数据类型支持
 *  对常用相关运算符进行重载

[项目主页git@github.com:libing64/Matrix.git][git_github.com_libing64_Matrix.git]

2、类声明文件

template <class T>

class Mat

{

public:

// Constructors 构造函数

Mat (size_t nRow, size_t nCol);

Mat (size_t nRow, size_t nCol, const T& t );

Mat (size_t nRow, size_t nCol, const T* Array);

~Mat ();

// Copy constructors 复制函数

Mat (const Mat<T>& m);

void clone ();

// Assignment operators

Mat<T>& operator= (const Mat<T>& m);

//size 大小

size_t size () { return this->nRow * this->nCol; }

size_t typesize () { return sizeof(T); }

size_t colsize () { return this->nRow; }    // No. of elements in a column, i.e., it's row number

size_t rowsize () { return this->nCol; }    // No. of elements in a row, i.e., it's column number

size_t rowno () { return this->nRow; }      // No. of rows

size_t colno () { return this->nCol; }      // No. of columns

void resize (size_t nRow, size_t nCol, const T& dval = T(0));

void free ();

const T& operator() (size_t i, size_t j) const;

// Unary operators 单目运算符

Mat<T> operator+ () const { return *this; }

Mat<T> operator- () const;

Mat<T> operator~ () const;

Mat<T> operator! () const;

// Computed assignment赋值计算

Mat<T>& operator+= (const Mat<T>& m);

Mat<T>& operator-= (const Mat<T>& m);

Mat<T>& operator*= (const Mat<T>& m);

Mat<T>& operator/= (const Mat<T>& m);

Mat<T>& operator*= (const T& x);

Mat<T>& operator/= (const T& x);

// Miscellaneous methods

void null ();

void unit ();

void rand (int rmin=-1, int rmax=1, int rseed=0);

T sum ();

T min ();

T max ();

bool lud (valarray<size_t>& ri, T* pDet = NULL);

void lubksb (const valarray<size_t>& ri, const valarray<T>& v, valarray<T>& s) const;

void lumpove (const Mat<T>& ludm, const valarray<size_t>& ri, const valarray<T>& v, valarray<T>& s) const;

bool solve_lu (const valarray<T>& v, valarray<T>& s) const { return solve( v, s); }

bool svd (Mat<T>& vc, valarray<T>& w);

void svbksb (const Mat<T>& vc, const valarray<T>& w, const valarray<T>& b, valarray<T>& x) const;

bool solve_sv (const valarray<T>& v, valarray<T>& s) const;

void qrd (Mat<T>& r);

void qrbksb (const Mat<T>& r, const valarray<T>& v, valarray<T>& s) const;

bool solve_qr (const valarray<T>& v, valarray<T>& s) const;

bool chold ();

void cholbksb (const valarray<T>& v, valarray<T>& s) const;

bool solve_chol (const valarray<T>& v, valarray<T>& s) const;

bool eigen (valarray<T>& eival) const;

bool eigen (valarray<T>& eival, Mat<T>& eivec) const;

bool eigen (valarray<T>& rev, valarray<T>& iev) const;

bool eigen (valarray<T>& rev, valarray<T>& iev, Mat<T>& eivec) const;

// Inversion TODO

bool inv ();

bool inv_lu ();

bool inv_sv ();

bool inv_qr ();

// Utility methods

bool solve (const valarray<T>& v, valarray<T>& s) const;

bool solve (const Mat<T>& v, Mat<T>& s) const;

Mat<T> adj () const;

T cofact (size_t row, size_t col) const;

T det () const;

T cond () const;

size_t rank () const;

T norm1 () const;

T norm2 () const;

T normI () const;

T normF () const;

//display

void show();

int nRow;

int nCol;

T* data;

private:

};

3、重载运算符

// Non-member binary operators

template <class T> Mat<T> operator+ (const Mat<T>& m1, const Mat<T>& m2);

template <class T> Mat<T> operator- (const Mat<T>& m1, const Mat<T>& m2);

template <class T> Mat<T> operator* (const Mat<T>& m1, const Mat<T>& m2);

template <class T> Mat<T> operator* (const Mat<T>& m, const T& el);

template <class T> Mat<T> operator* (const T& el, const Mat<T>& m);

template <class T> Mat<T> operator/ (const Mat<T>& m1, const Mat<T>& m2);

template <class T> Mat<T> operator/ (const Mat<T>& m, const T& el);

template <class T> Mat<T> operator/ (const T& el, const Mat<T>& m);

template <class T> bool operator== (const Mat<T>& m1, const Mat<T>& m2);

template <class T> bool operator!= (const Mat<T>& m1, const Mat<T>& m2);

// Non-member functions

template <class T> Mat<T> mpow (const Mat<T>& m, size_t n);

template <class T> Mat<T> mabs (const Mat<T>& m);

template <class T> Mat<T> mfloor (const Mat<T>& m);

template <class T> Mat<T> mceil (const Mat<T>& m);

template <class T> void mswap (Mat<T>& x, Mat<T>& y);

//stream

template <class T> istream& operator>> (istream& is, Mat<T>& m);

template <class T> ostream& operator<< (ostream &os, const Mat<T>& m);

//epsilon

template <class T> T epsilon (const T& v);

[git_github.com_libing64_Matrix.git]: https://github.com/libing64/Matrix

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