C プログラミングにおける行列の加算と減算 | プログラミングチュートリアル

はじめに

この実験では、C プログラミング言語で行列の加算と減算を行う方法を学びます。このプログラムでは、ユーザーに同じサイズの 2 つの行列を入力してもらい、その後加算と減算の演算を行い、結果の行列を表示します。

注意：コーディングの練習と、gcc を使用してコンパイルおよび実行する方法を学ぶために、~/project/main.c ファイルを自分で作成する必要があります。

cd ~/project
## create main.c
touch main.c
## compile main.c
gcc main.c -o main
## run main
./main

プログラムをセットアップする

まず、必要なライブラリをインクルードし、メイン関数を定義してプログラムをセットアップします。

#include<stdio.h>

int main()
{
    // Add code here
}

変数を宣言する

メイン関数内で必要な変数を宣言します。入力用の行列を 2 つ、加算と減算の結果を格納する行列を 2 つ必要とします。

int n, m, c, d, first[10][10], second[10][10], sum[10][10], diff[10][10];

n と m は行列の行数と列数です。

first と second は入力行列です。

sum と diff はそれぞれ加算と減算の結果を格納する行列です。

ユーザー入力を受け取る

scanf() 関数を使用して、ユーザーに行列の行数と列数を尋ね、その後行列の要素を入力してもらいます。

printf("\nEnter the number of rows and columns of the first matrix \n\n");
scanf("%d%d", &m, &n);

printf("\nEnter the %d elements of the first matrix \n\n", m*n);
for(c = 0; c < m; c++)   // to iterate the rows
    for(d = 0; d < n; d++)   // to iterate the columns
        scanf("%d", &first[c][d]);

printf("\nEnter the %d elements of the second matrix \n\n", m*n);
for(c = 0; c < m; c++)   // to iterate the rows
    for(d = 0; d < n; d++)   // to iterate the columns
        scanf("%d", &second[c][d]);

入力した行列を表示する

printf() 関数を使用して入力行列を表示します。

/*
    printing the first matrix
*/
printf("\n\nThe first matrix is: \n\n");
for(c = 0; c < m; c++)   // to iterate the rows
{
    for(d = 0; d < n; d++)   // to iterate the columns
    {
        printf("%d\t", first[c][d]);
    }
printf("\n");
}

/*
    printing the second matrix
*/
printf("\n\nThe second matrix is: \n\n");
for(c = 0; c < m; c++)   // to iterate the rows
{
    for(d = 0; d < n; d++)   // to iterate the columns
    {
        printf("%d\t", second[c][d]);
    }
printf("\n");
}

行列の加算

2 つの行列の対応する要素を加算し、その結果を和行列に格納します。

for(c = 0; c < m; c++)
    for(d = 0; d < n; d++)
        sum[c][d] = first[c][d] + second[c][d];

加算結果を表示する

printf() 関数を使用して和行列を表示します。

// printing the elements of the sum matrix
printf("\n\nThe sum of the two entered matrices is: \n\n");
for(c = 0; c < m; c++)
{
    for(d = 0; d < n; d++)
    {
        printf("%d\t", sum[c][d]);
    }
    printf("\n");
}

行列の減算

2 つの行列の対応する要素を減算し、その結果を差行列（diff matrix）に格納します。

for(c = 0; c < m; c++)
    for(d = 0; d < n; d++)
        diff[c][d] = first[c][d] - second[c][d];

減算結果を表示する

printf() 関数を使用して差行列（diff matrix）を表示します。

// printing the elements of the diff matrix
printf("\n\nThe difference(subtraction) of the two entered matrices is: \n\n");
for(c = 0; c < m; c++)
{
    for(d = 0; d < n; d++)
    {
        printf("%d\t", diff[c][d]);
    }
    printf("\n");
}

最終コード

これがプログラムの最終コードです。

#include<stdio.h>

int main()
{
    int n, m, c, d, first[10][10], second[10][10], sum[10][10], diff[10][10];
    printf("\nEnter the number of rows and columns of the first matrix \n\n");
    scanf("%d%d", &m, &n);

    printf("\nEnter the %d elements of the first matrix \n\n", m*n);
    for(c = 0; c < m; c++)   // to iterate the rows
        for(d = 0; d < n; d++)   // to iterate the columns
            scanf("%d", &first[c][d]);

    printf("\nEnter the %d elements of the second matrix \n\n", m*n);
    for(c = 0; c < m; c++)   // to iterate the rows
        for(d = 0; d < n; d++)   // to iterate the columns
            scanf("%d", &second[c][d]);

    /*
        printing the first matrix
    */
    printf("\n\nThe first matrix is: \n\n");
    for(c = 0; c < m; c++)   // to iterate the rows
    {
        for(d = 0; d < n; d++)   // to iterate the columns
        {
            printf("%d\t", first[c][d]);
        }
    printf("\n");
    }

    /*
        printing the second matrix
    */
    printf("\n\nThe second matrix is: \n\n");
    for(c = 0; c < m; c++)   // to iterate the rows
    {
        for(d = 0; d < n; d++)   // to iterate the columns
        {
            printf("%d\t", second[c][d]);
        }
    printf("\n");
    }

    /*
        finding the SUM of the two matrices
        and storing in another matrix sum of the same size
    */
    for(c = 0; c < m; c++)
        for(d = 0; d < n; d++)
            sum[c][d] = first[c][d] + second[c][d];

    // printing the elements of the sum matrix
    printf("\n\nThe sum of the two entered matrices is: \n\n");
    for(c = 0; c < m; c++)
    {
        for(d = 0; d < n; d++)
        {
            printf("%d\t", sum[c][d]);
        }
        printf("\n");
    }

    /*
        finding the DIFFERENCE of the two matrices
        and storing in another matrix difference of the same size
    */
    for(c = 0; c < m; c++)
        for(d = 0; d < n; d++)
            diff[c][d] = first[c][d] - second[c][d];

    // printing the elements of the diff matrix
    printf("\n\nThe difference(subtraction) of the two entered matrices is: \n\n");
    for(c = 0; c < m; c++)
    {
        for(d = 0; d < n; d++)
        {
            printf("%d\t", diff[c][d]);
        }
        printf("\n");
    }

    return 0;
}