【问题描述】

编写一个程序，定义一个安全、动态二维double型的数组类Matrix。

  • 实现Matrix table(row,col)定义row行col列的二维数组, row和col为正整数；
  • 实现table(i,j)访问table的第i行第j列的元素，行号和列号从0开始；
  • 实现Matrix的输入输出(>>、<<)；
  • 实现矩阵加等、乘等运算(+=、=)，例：Matrix& operator+=(const Matrix&); Matrix& operator=(const Matrix&)；
  • 实现矩阵的赋值运算(=)，例：Matrix& operator=(const Matrix&)。

【输入形式】

  • 第一行table1的行列值row1和col1，空格分隔；
  • 第二行table1的初始化值，共row1*col1个数据，空格分隔；
  • 第三行table2的行列值row2和col2，空格分隔；
  • 第四行table2的初始化值，共row2*col2个数据，空格分隔；

【输出形式】

  • Matrix的输出格式为row行col列, 数据空格分隔；
  • 若table1和table2不满足矩阵的加法和乘法运算规则，输出ERROR!；
  • 依次输出以下表达式的值,每个输出间隔一行；
  • table1(row1/2,col1/2)；
  • table1 *= table2；
  • table1 += table2；
  • table1 = table2。

【样例输入1】

1
2
3
4
1 3
1 1 1  
2 3
2 2 2 2 2 2

【样例输出1】

1
2
3
4
5
1
ERROR! 
ERROR!
2 2 2
2 2 2

【样例输入2】

1
2
3
4
2 3
1 1 1 1 1 1
3 2
2 2 2 2 2 2

【样例输出2】

1
2
3
4
5
6
7
1
6 6
6 6
ERROR!
2 2
2 2
2 2

【样例输入3】

1
2
3
4
2 2
1 1 1 1 
2 2
1 0 0 1

【样例输出3】

1
2
3
4
5
6
7
1
1 1
1 1
2 1
1 2
1 0
0 1

代码

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#include  <iostream>
#include  <vector>
using  namespace  std;

class Matrix
{
public:
    Matrix(int a, int b) : a(a), b(b) {}
    Matrix() {}
    vector<vector<double>> num; // 矩阵
    int a, b;   // a->行；b->列
    friend istream &operator>>(istream &in, Matrix &m);
    friend ostream &operator<<(ostream &out, Matrix &m);
    int operator()();
    friend int operator*=(Matrix& m1, Matrix& m2);
    friend int operator+=(Matrix& m1, Matrix& m2);
    Matrix& operator=(Matrix& m2);
};

istream &operator>>(istream &in, Matrix &x)
{
    double num;
    vector<double> temp;
    in >> x.a >> x.b;
    for (int i = 0; i < x.a; ++i)
    {
        temp.clear();   // 注意每输入一行应该清空temp
        for (int j = 0; j < x.b; ++j)
        {
            in >> num;
            temp.push_back(num);
        }
        x.num.push_back(temp);
    }
    return in;
}
ostream &operator<<(ostream &out, Matrix &x)
{
    for (int i = 0; i < x.a; ++i)
    {
        for (int j = 0; j < x.b; ++j)
        {
            cout << x.num[i][j] << " ";
        }
        cout << endl;
    }
    return out;
}
int Matrix::operator()()
{
    return num[a / 2][b / 2];
}
int operator*=(Matrix &m1, Matrix &m2)
{
    double temp_n = 0;
    vector<double> temp;
    vector<vector<double>> num; // 暂存结果，防止破坏m1的数据

    if (m1.b != m2.a)   // 相乘条件：前一个矩阵的列数=后一个矩阵的行数
    {
        return 1;   // 返回1表示无法执行
    }
    else
    {
        for (int i = 0; i < m1.a; ++i)
        {
            temp.clear();   // 注意每输入一行应该清空temp
            for (int j = 0; j < m2.b; ++j)
            {
                temp_n = 0; // 注意每输入一个数字应该置零temp_n
                for (int k = 0; k < m1.b; ++k)
                    temp_n += m1.num[i][k] * m2.num[k][j];
                temp.push_back(temp_n);
            }
            num.push_back(temp);
        }
    }

    m1.num.swap(num);
    m1.b = m2.b;    // 结果的行数就是前一个矩阵的行数，所以只需要修改列数即可
    return 0;
}
int operator+=(Matrix &m1, Matrix &m2)
{
    if (m1.a != m2.a || m1.b != m2.b)
        return 1;
    else
    {
        for (int i = 0; i < m1.a; ++i)
        {
            for (int j = 0; j < m1.b; ++j)
            {
                m1.num[i][j] += m2.num[i][j];
            }
        }
        return 0;
    }
}
Matrix& Matrix::operator=(Matrix &m2)
{
    a = m2.a;
    b = m2.b;
    num.clear();
    vector<double> temp;

    for (int i = 0; i < a; ++i)
    {
        temp.clear();
        for (int j = 0; j < b; ++j)
        {
            temp.push_back(m2.num[i][j]);
        }
        num.push_back(temp);
    }
    return *this;
}

int  main()
{
    Matrix m1, m2;
    cin >> m1;
    cin >> m2;

    cout << m1() << endl;

    if(!(m1 *= m2))
        cout << m1;
    else
        cout << "ERROR!" << endl;

    if (!(m1 += m2))
        cout << m1;
    else
        cout << "ERROR!" << endl;

    m1 = m2;
    cout << m1;
    return  0;
}