C语言实现矩阵运算

最近在学习机器人运动控制学,用到了矩阵运算,并用C语言实现之
首先声明该代码在Ubuntu18.04下运行通过, 如若在windows下运行失败请考虑编译器版本问题

一个矩阵最基本的有行数line,列数row和 行数乘以列数个数据(row*line), 所以用一个最基本的结构体变量来表示一个矩阵;
矩阵的结构体:

typedef struct 
{
	int row,line;			//line为行,row为列
	double *data;
}Matrix;

这样在创建一个矩阵的时候只需要分配row,line和data的内存就好.
然后…好像也没啥好说的… 直接根据所学矩阵的基本运算只是写代码就好…

#include 
#include 
#include 

double value[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
double value2[] = {9,8,7,6,5,4,3,2,1};

typedef struct 
{
	int row,line;		//line为行,row为列
	double *data;
}Matrix;

Matrix* InitMatrix(Matrix *matrix,int row,int line);		//初始化矩阵
void ValueMatrix(Matrix *matrix,double *array);				//给一个矩阵赋值
int SizeMatrix(Matrix *matrix);								//获得一个矩阵的大小
void FreeMatrix(Matrix *matrix);							//释放一个矩阵
void CopyMatrix(Matrix *matrix_A, Matrix *matrix_B);		//复制一个矩阵的值
void PrintMatrix(Matrix *matrix);							//打印一个矩阵

//矩阵的基本运算
Matrix* AddMatrix(Matrix *matrix_A,Matrix *matrix_B);		//矩阵的加法
Matrix* MulMatrix(Matrix *matrix_A,Matrix *matrix_B);		//矩阵的乘法
void TransMatrix(Matrix *matrix);			//条件为方阵

int main(int argc,char* argv[])
{
	Matrix *matrix1 = InitMatrix(matrix1,3,3);
	Matrix *matrix2 = InitMatrix(matrix2,3,3);

	ValueMatrix(matrix1,value);
	// CopyMatrix(matrix1,matrix2);	//复制赋值
	ValueMatrix(matrix2,value2);

	printf("矩阵1 乘以 矩阵2: \n");
	Matrix *matrix3 = MulMatrix(matrix1,matrix2);	//乘法
	PrintMatrix(matrix3);	
	printf("矩阵1 加上 矩阵2: \n");
	Matrix *matrix4 = AddMatrix(matrix1,matrix2);	//加法
	PrintMatrix(matrix4);
	printf("矩阵1进行转置: \n");
	TransMatrix(matrix1);					//转置
	PrintMatrix(matrix1);
	
	return 0;
}

Matrix* InitMatrix(Matrix *matrix,int row,int line)				//初始化一个矩阵
{
	if (row>0 && line>0)
	{
		matrix = (Matrix*)malloc(sizeof(Matrix));
		matrix->row = row;
		matrix->line = line;
		matrix->data = (double*)malloc(sizeof(double)*row*line);
		return matrix;
	}
	else 
		return NULL;
} 

void ValueMatrix(Matrix *matrix,double *array) 		//给矩阵赋值
{
	if (matrix->data != NULL)
	{
		memcpy(matrix->data, array, matrix->row*matrix->line*sizeof(double));
	}
}

int SizeMatrix(Matrix *matrix)
{
	return matrix->row*matrix->line;
}

void FreeMatrix(Matrix *matrix)
{
	free(matrix->data);		//释放掉矩阵的data存储区
	if (matrix->data == NULL)
		printf("释放成功\n");
	else 
		printf("释放失败\n");
}

void CopyMatrix(Matrix *matrix_A, Matrix *matrix_B)
{
	matrix_B->row = matrix_A->row;
	matrix_B->line = matrix_A->line;
	memcpy(matrix_B->data, matrix_A->data, SizeMatrix(matrix_A)*sizeof(double));
}

void PrintMatrix(Matrix *matrix)
{
	for (int i=0;idata[i]);
		if ((i+1)%matrix->line == 0)
			printf("\n");
	}
			
}
//加法
Matrix* AddMatrix(Matrix *matrix_A,Matrix *matrix_B)
{
	if (matrix_A->row == matrix_B->row && matrix_A->line == matrix_B->line)
	{
		Matrix *matrix_C = InitMatrix(matrix_C,matrix_A->row,matrix_A->line);
		for (int i=0;iline;i++)
		{
			for (int j=0;jrow;j++)
			{
				matrix_C->data[i*matrix_C->row + j] = \
				matrix_A->data[i*matrix_A->row + j] + matrix_B->data[i*matrix_A->row + j];
			}
		}
		return matrix_C;
	}
	else 
	{
		printf("不可相加\n");
		return NULL;
	}
}

//乘法
Matrix* MulMatrix(Matrix *matrix_A,Matrix *matrix_B)
{
	if (matrix_A->row == matrix_B->line)		//列==行
	{
		Matrix *matrix_C = InitMatrix(matrix_C,matrix_B->row,matrix_A->line);
		// matrix_C->line = matrix_A->line;		//A行
		// matrix_C->row = matrix_B->row;			//B列
		for (int i=0;irow;i++)
		{
			for (int j=0;jline;j++)
			{
				for (int k=0;kline;k++)
				{
					matrix_C->data[i*matrix_C->line + j] += \
					matrix_A->data[i*matrix_A->line + k] * matrix_B->data[k*matrix_B->row + j];
				}
			}
		}
		return matrix_C;
	}
	else
	{
		printf("不可相乘\n");
		return NULL;
	}
}

//矩阵转置
void TransMatrix(Matrix *matrix)			//条件为方阵
{
	if (matrix->row == matrix->line)
	{
		Matrix *matrixTemp = InitMatrix(matrixTemp, matrix->row,matrix->line);       	//创建一个临时矩阵
		CopyMatrix(matrix,matrixTemp);	//将目标矩阵的data复制给临时矩阵

		for (int i=0;irow;i++)
		{
			for (int j=0;jline;j++)
			{
				matrix->data[i*matrix->row + j] = matrixTemp->data[j*matrix->row + i];
			}
		}
	}
	else
	{
		printf("转置的矩阵必须为方阵\n");
	}
}

恩…都是代码…尽情享用吧!