Проблема с калькулятором для матриц на С

[alexobenikov]

В общем проблема следующая:
1.Я могу написать обычный калькулятор для чисел , а вот для матриц нет т.к. :
Для чисел я считал так : (данный пример без скобок , но в них проблем нет) для примера 2*4-3
Я сначала считаю 2*4 , и моя строка принимает вид 8-3 , далее считаю ее.Но для примера А*4-3 такой прикол не пойдет (А - квадратная заданная матрица, а числа я просто домножаю на единичную матрицу , и далее рассматриваю операции для матриц) но тут посчитав значение А*4 у меня проблема т.к. надо создать новую матрицу например В , и далее уже работать с ней.
Понимаю что надо работать с malloc , но ее я плохо знаю (синтаксис понимаю , но не совсем пойму как ее правильно надо втулить сюда (не могли бы с этим помочь) )

[NiCola999]

Но для примера А*4-3 такой прикол не пойдет

насколько я помню из математики при умножении матрицы на число, просто перемножаются все элементы матрицы на это число, аналогично +-/ с числом.Дополнительная матрица тут вовсе не нужна. Действуйте также как и для обычных чисел, только вместо простых операций будут функции работы с матрицами. malloc думаю там не понадобится.При операциях матрица*/+-матрица, можно результирующую матрицу класть в исходную

[Pashan]

Ты хоть какой-нибудь код приведи, что-ли. А то сложно понять, как это все реализовано и как лучше доделывать.

[alexobenikov]

NiCola999 я умножаю на единичную для того , что бы потом пользоваться умножением для матриц.
По большому счету задача вообще не сделана т.к. есть пока (помимо всяких чисто декоративных вещей) только операции над матрицами,но если это поможет

typedef struct
{
	double a[10][10];
	int n;
}matrix;
matrix mul(matrix b,matrix a)//определяем операцию умножение (mul) для матриц 
{ 
	matrix z;
	for (int k=0;k<a.n;k++)
	{
		for (int i=0;i<a.n;i++)
		{
			for(int j=0;j<a.n;j++)
			{
				z.a[i][j]=a.a[i][k]*b.a[k][j];
			}
		}
	}

	
	return z;
}
matrix sum(matrix a,matrix b)//определяем операцию суммы (sum) для матриц
{
	matrix f;
	for(int i=0;i<a.n;i++)
	{
		for(int j=0;j<a.n;j++)
		{
			f.a[i][j]=a.a[i][j]+b.a[i][j];
		}
	}
	return f;
}
matrix razn(matrix a,matrix b)
{
	matrix f;
	for(int i=0;i<a.n;i++)
	{
		for(int j=0;j<a.n;j++)
		{
			f.a[i][j]=a.a[i][j]-b.a[i][j];
		}
	}
	return f;
}
matrix del(matrix a,matrix b)
{
	matrix l;
	matrix c;//обратная матрица тоесть с=в^(-1)
	
	c=obrat(b);
	l=mul(a,c);

	return l;
}
matrix obrat(matrix a)
{
	matrix r;

	for (int i=0;i<a.n;i++)
	{
		for (int j=0;j<a.n;j++)
		{
			int p=1;
			if ((i+j)%2==1)
			{
				p=-1;
			}
			r.a[i][j] =p*determinant(obrez(a,j,i));
		}

	}

	
	return r;
}
matrix obrez (matrix a, int m,int k)
{
	matrix b;
	
	b.n=a.n-1;

		for (int i=0;i<a.n;i++)
		{
			for (int j=0;j<a.n;j++)
			{
				if (i<m && j<k)
					b.a[i][j]=a.a[i][j];
				if (i>m && j<k)
					b.a[i][j]=a.a[i-1][j];
				if (i<m && j>k)
					b.a[i][j]=a.a[i][j-1];
				if (i>m && j>k)
					b.a[i][j]=a.a[i-1][j-1];
			}
		}

	return b;
}
double determinant(matrix x)
{
	if (x.n==2) return x.a[1][1]*x.a[2][2]-x.a[1][2]*x.a[2][1];
	
	matrix y;
	double det=0;
	for (int i=1; i<=x.n; i++)
	{
		int p=1; 
		if (i%2==0) p=-1; 
		y.n=x.n-1;  

		int ver; 
		for (int j=2; j<=x.n; j++)
		{
			ver=0;
			for (int k=1; k<=x.n; k++)
				if (k!=i)
				{
					ver++;
					y.a[j-1][ver]=x.a[j][k];
				}
		}

		det=det + p*x.a[1][i]*determinant(y);
	}

	return det;
}
matrix preobrazovanie_int_v_matrix(int x,int n)
{
	matrix b;

	for (int i=0;i<n;i++)
	{
		for (int j=0;j<n;j++)
		{
			if (i==j)
				b.a[i][j]=x;
			else b.a[i][j]=0;
		}
	}

	return b;
}

PS заранее прошу не смеяться=)

[NiCola999]

ну всё хорошо кроме

matrix mul(matrix b,matrix a)//определяем операцию умножение (mul) для матриц 
{ 
	matrix z;
	for (int k=0;k<a.n;k++)
	{
		for (int i=0;i<a.n;i++)
		{
			for(int j=0;j<a.n;j++)
			{
				z.a[i][j]=a.a[i][k]*b.a[k][j];
			}
		}
	}

	
	return z;
}

зачем создавать дополнтельную матрицу, если можно результирующую матрицу положить в первую.

я умножаю на единичную для того , что бы потом пользоваться умножением для матриц.

помоему это немного не разумно. У тебя итак в функции перемножения 3 цикла, так ты будешь при умножении на число умножать на единичную потом на саму матрицу. Прикинь сколько ты теряешь в производительности твоего калькулятора.Если ты будешь считать выражения типа
A*5*6*7*8*9*2*3*4*233*3*3333*3*33*3 33*3 итд
то калькулятор будет довольно долго перемножать эти матрицы...

почему нельзя сделать простые функции для операций типа матрица (операнд) число
вот для примера умножение на число

matrix mulK(matrix b,int a)//определяем операцию умножение (mul) для матриц 
{ 
	for (int i=0;k<b.n;i++)
	{
		for (int j=0;i<b.n;j++)
		    b.a[i][j]*=a;
	}
	return b;
}

а так всё нормально, осталось сделать ввод выражения, расстановка приоритетов и вперед =)

[Pashan]

alexobenikov, а кода самого калькулятора нет?

То есть, как я понимаю, пользователь вводит строку: "A*2+1" (Допустим, у нас есть матрица А и 1 - это единичная матрица). Надо это все посчитать. Тогда один из простых способов - рекурсивный вызов одной и той же функции. Например:

matrix calculate(char* str)

Она получает строку "А*2+1" и находит в ней оператор, который должен выполнится последним (здесть это "+"). Потом разбивает строку на две подстроки: "А*2" и "1" и вызывает сама себя, то есть типа такого:

case '+': return calculate("A*2") + calculate("1");

допустим, calculate("1") вернет единичную матрицу, а calculate("A*2") пойдет тем же путем - найдет операцию умножения, и:

case '*': return calculate("A") * calculate("2")

Ну это условно. Тогда никакого геморроя с промежуточными значениями не будет - они посчитаются "на лету".

P.S.
А для матриц неплохо бы класс завести и операторы +, -, * перегрузить. Тогда код будет горазда читабельней. Но это уж как хочешь.

[alexobenikov]

Хорошо, давайте разберем пример ( 2*А-3*В-4*А ) *A
наше выражение станет
calculatе ( calculate( 2*А ) - calculate( 3*В ) - calculate (4*A) ) * calculate ( A )
далее каждый из calculate тоже расподается до "простых" символов и.т.д.

я примерно сделал набросок

matrix count(char* a , char* b)
{
	int n = (b-a)/sizeof(char);
	for (int i=0;i<n;i++)
	{
		if ( a[i] == '+' )
			return sum ( count(a,&a[i-1]) , count(&a[i+1] , &b ) );
		if ( a[i] == '-' )
			return razn (count(a,&a[i-1]) , count(&a[i+1] , &b ) );
	}

	for (int i=0;i<n;i++)
	{
		if ( a[i] == '*' )
			return mul (count(a,&a[i-1]) * count(&a[i+1] , &b ) );
		if ( a[i] == '/' )
			return del (count(a,&a[i-1]) / count(&a[i+1] , &b ) );
	}

}

но у меня выдает ошибку : cannot convert parameter 2 from 'char **__w64 ' to 'char *' (не судите строго , я только вшариваюсь в указатели)

зачем создавать дополнтельную матрицу, если можно результирующую матрицу положить в первую.

ну просто ,если не ошибаюсь, то так у нас будет меняться сама исходная матрица (например 2*А) и потом если мы где-то используем А - то оно будет считаться - что мы использовали 2*А

[Pashan]

Ошибка из-за того, что ты берешь адрес b, хотя это и есть указатель.
вместо
return sum ( count(a,&a[i-1]) , count(&a[i+1] , &b ) );
неплохо бы
return sum ( count(a, a + i - 1) , count(a + i + 1 , b ) );

[Pashan]

ну просто ,если не ошибаюсь, то так у нас будет меняться сама исходная матрица (например 2*А) и потом если мы где-то используем А - то оно будет считаться - что мы использовали 2*А

Так, как у тебя задано, исходная матрица А не должна меняться (при передаче в функцию создастся новая структура и в нее скопируются значения). Но с мнением об использовании одного из параметров для результата я категорически не согласен. Это из серии "шаманства", когда ты сам через два дня забудешь, зачем это сделано. К тому же сложные параметры в функции любят передавать по ссылке (const matrix& A). Тогда будет верен твой вариант об изменении исходной А, а внешне вызов функции никак не изменится. Кстати, в твоем случае сделать передачу по ссылке вполне разумно.

[alexobenikov]

В общем написал свою прогу - но она не правильно считает - не подскажите где может быть загвоздка

#include <stdio.h>
#include <iostream>

typedef struct
{
	double a[10][10];
	int n;
}matrix;

int razmer;

matrix count (char* a ,char* b );
matrix mul(matrix a,matrix b);
matrix sum(matrix a,matrix b);
matrix razn(matrix a,matrix b);
matrix del(matrix a,matrix b);
matrix obrat(matrix a);
matrix obrez(matrix a,int m,int k);
double determinant(matrix x);
matrix preobrazovanie_int_v_matrix(char x ,int n);

matrix* p_A;
matrix* p_B;

int main()
{
	matrix A;
	matrix B;
	p_A=&A;
	p_B=&B;

	char vir[50];
	matrix otvet;
		
	printf("Vvedite rang (ne bolshe 10) dla matric A i B \n");
	scanf("%d",&A.n);
	B.n=A.n;
	razmer=A.n;

	printf("Vvedite matricu A %d-go ranga\n",A.n);
	for (int i=0; i<A.n; i++)
		for (int j=0; j<A.n; j++)
			scanf("%d",&A.a[i][j]);

	printf("Vvedite matricu B %d-go ranga\n",B.n);
	for (int i=0; i<B.n; i++)
		for (int j=0; j<B.n; j++)
			scanf("%d",&B.a[i][j]);


	printf("Vvedite viraszhenie: \n");
	scanf("%s",vir);

	int n=strlen(vir);

	otvet=count(vir , vir+n-1);

	for (int i=0; i<B.n; i++)
		for (int j=0; j<B.n; j++)
		{
			printf("%d\n",otvet.n);
		}


	
	return 0;
}


matrix count ( char* a, char* b)
{
	int n = (b-a)/sizeof(char);

	for (int i=0;i<n;i++)
	{
		if ( a[i] == '+' )
			return sum (count(a,a+i-1) , count(a+i+1 , b ) );
		if ( a[i] == '-' )
			return razn (count(a,a+i-1) , count(a+i+1 , b ) );
	}

	for (int i=0;i<n;i++)
	{
		if ( a[i] == '*' )
			return mul( count(a,a+i-1) , count(a+i+1 , b ) );
		if ( a[i] == '/' )
			return del( count(a,a+i-1) , count(a+i+1 , b ) );
	}

	for (int i=0;i<n;i++)
	{
		if ( a[i] == 'A')
			return *p_A; // переделать  операции для указателей и возвращать тогда p_A 
		
		if ( a[i] == 'B')
			return *p_B;

		if (isdigit(a[i]))
			return preobrazovanie_int_v_matrix ( a[i] ,razmer );
	}

}			
matrix mul(matrix b,matrix a)//определяем операцию умножение (mul) для матриц 
{ 
	matrix z;
	for (int k=0;k<a.n;k++)
	{
		for (int i=0;i<a.n;i++)
		{
			for(int j=0;j<a.n;j++)
			{
				z.a[i][j]=a.a[i][k]*b.a[k][j];
			}
		}
	}

	
	return z;
}
matrix sum(matrix a,matrix b)//определяем операцию суммы (sum) для матриц
{
	matrix f;
	for(int i=0;i<a.n;i++)
	{
		for(int j=0;j<a.n;j++)
		{
			f.a[i][j]=a.a[i][j]+b.a[i][j];
		}
	}
	return f;
}
matrix razn(matrix a,matrix b)
{
	matrix f;
	for(int i=0;i<a.n;i++)
	{
		for(int j=0;j<a.n;j++)
		{
			f.a[i][j]=a.a[i][j]-b.a[i][j];
		}
	}
	return f;
}
matrix del(matrix a,matrix b)
{
	matrix l;
	matrix c;//обратная матрица тоесть с=в^(-1)
	
	c=obrat(b);
	l=mul(a,c);

	return l;
}
matrix obrat(matrix a)
{
	matrix r;

	for (int i=0;i<a.n;i++)
	{
		for (int j=0;j<a.n;j++)
		{
			int p=1;
			if ((i+j)%2==1)
			{
				p=-1;
			}
			r.a[i][j] =p*determinant(obrez(a,j,i));
		}

	}

	
	return r;
}
matrix obrez (matrix a, int m,int k)
{
	matrix b;
	
	b.n=a.n-1;

		for (int i=0;i<a.n;i++)
		{
			for (int j=0;j<a.n;j++)
			{
				if (i<m && j<k)
					b.a[i][j]=a.a[i][j];
				if (i>m && j<k)
					b.a[i][j]=a.a[i-1][j];
				if (i<m && j>k)
					b.a[i][j]=a.a[i][j-1];
				if (i>m && j>k)
					b.a[i][j]=a.a[i-1][j-1];
			}
		}

	return b;
}
double determinant(matrix x)
{
	if (x.n==2) return x.a[1][1]*x.a[2][2]-x.a[1][2]*x.a[2][1];
	
	matrix y;
	double det=0;
	for (int i=1; i<=x.n; i++)
	{
		int p=1; 
		if (i%2==0) p=-1; 
		y.n=x.n-1;  

		int ver; 
		for (int j=2; j<=x.n; j++)
		{
			ver=0;
			for (int k=1; k<=x.n; k++)
				if (k!=i)
				{
					ver++;
					y.a[j-1][ver]=x.a[j][k];
				}
		}

		det=det + p*x.a[1][i]*determinant(y);
	}

	return det;
}
matrix preobrazovanie_int_v_matrix(char x,int n)
{
	matrix b;

	for (int i=0;i<n;i++)
	{
		for (int j=0;j<n;j++)
		{
			if (i==j)
				b.a[i][j]=(int)x;
			else b.a[i][j]=0;
		}
	}

	return b;
}