Introdução
Neste laboratório, você aprenderá como realizar várias operações de matrizes (Matrix operations), como Adição, Subtração e Multiplicação, em um array 2-D (2-Dimensional Array) fornecido usando a linguagem de programação C++. Você também aprenderá como manipular e usar arrays de forma eficaz.
Criando o Arquivo do Programa C++
Crie um novo arquivo chamado matrix_operations.cpp no diretório ~/project. Isso pode ser feito usando o seguinte comando no terminal.
touch ~/project/matrix_operations.cpp
Incluindo as Bibliotecas Necessárias e Definindo a Função Principal
O primeiro passo em nosso programa C++ é incluir as bibliotecas necessárias para operações de Entrada/Saída (Input/Output) e para limpar o console. Depois disso, configure a função principal para o seu programa C++. Você pode usar o seguinte código como um modelo.
#include<iostream.h>
#include<conio.h>
int main()
{
clrscr();
// Your code here
getch();
return 0;
}
Adição de 2 Matrizes
Nesta etapa, criaremos um caso para realizar a Adição de 2 Matrizes. O programa C++ pedirá ao usuário para inserir a ordem ou as dimensões das duas matrizes (devem ser m*n e o*p).
Se as dimensões das matrizes não forem as mesmas, o programa retornará uma mensagem de erro. Em seguida, insere os elementos das matrizes e os soma. O código final deve ser semelhante ao seguinte.
//ADDITION
case 1:
cout<<"\nEnter the order of matrix a (must be m*n): "<<endl;
cin>>m;
cout<<"* \n";
cin>>n;
cout<<"Enter the order of matrix b (must be o*p): "<<endl;
cin>>o;
cout<<"* \n";
cin>>p;
if (m==o&&n==p)
{
cout<<"Addition possible "<<endl;
}
else
{
cout<<"Addition not possible ";
l=0;
}
if(l)
{
cout<<"\n\nEnter the elements of matrix 1: "<<endl;
for (i=1;i<=m;i++)
{
for (j=1;j<=n;j++)
cin>>a[i][j];
}
cout<<"Elements of matrix 1 are: ";
for (i=1;i<=m;i++)
{
cout<<endl;
for (j=1;j<=n;j++)
cout<<a[i][j]<<" ";
}
cout<<"\nEnter the elements of matrix 2: "<<endl;
for (i=1;i<=o;i++)
{
for (j=1;j<=p;j++)
cin>>b[i][j];
}
cout<<"Elements of matrix 2 are: ";
for (i=1;i<=o;i++)
{
cout<<endl;
for (j=1;j<=p;j++)
cout<<b[i][j]<<" ";
}
cout<<"\n\n\nAddition:\nc=a+b=";
for (i=1;i<=m;i++)
{
for (j=1;j<=n;j++)
{
c[i][j]=a[i][j]+b[i][j];
}
}
for (i=1;i<=m;i++)
{
cout<<endl;
for (j=1;j<=n;j++)
cout<<c[i][j]<<" ";
}
}
break;
Subtração de 2 Matrizes
Nesta etapa, criaremos um caso para realizar a Subtração de 2 Matrizes. O programa C++ pedirá ao usuário para inserir a ordem ou as dimensões das duas matrizes (devem ser m*n e o*p).
Se as dimensões das matrizes não forem as mesmas, o programa retornará uma mensagem de erro. Em seguida, insere os elementos das matrizes e os subtrai. O código final deve ser semelhante ao seguinte.
//SUBTRACTION
case 2:
cout<<"\nEnter the order of matrix a (must be m*n): "<<endl;
cin>>m;
cout<<"* \n";
cin>>n;
cout<<"Enter the order of matrix b (must be o*p): "<<endl;
cin>>o;
cout<<"* \n";
cin>>p;
if (m==o&&n==p)
{
cout<<"Subtracion possible "<<endl;
}
else
{
cout<<"Subtraction not possible ";
l=0;
}
if(l)
{
cout<<"\n\nEnter the elements of matrix 1: "<<endl;
for (i=1;i<=m;i++)
{
for (j=1;j<=n;j++)
cin>>a[i][j];
}
cout<<"Elements of matrix 1 are: ";
for (i=1;i<=m;i++)
{
cout<<endl;
for (j=1;j<=n;j++)
cout<<a[i][j]<<" ";
}
cout<<"\nEnter the elements of matrix 2: "<<endl;
for (i=1;i<=o;i++)
{
for (j=1;j<=p;j++)
cin>>b[i][j];
}
cout<<"Elements of matrix 2 are: ";
for (i=1;i<=o;i++)
{
cout<<endl;
for (j=1;j<=p;j++)
cout<<b[i][j]<<" ";
}
cout<<"\n\n\nSubtraction:\nc=a-b=";
for (i=1;i<=m;i++)
{
for (j=1;j<=n;j++)
{
c[i][j]=a[i][j]-b[i][j];
}
}
for (i=1;i<=m;i++)
{
cout<<endl;
for (j=1;j<=n;j++)
cout<<c[i][j]<<" ";
}
}
break;
Multiplicação de 2 Matrizes
Nesta etapa, criaremos um caso para realizar a Multiplicação de 2 Matrizes. O programa C++ pedirá ao usuário para inserir a ordem ou as dimensões das duas matrizes (devem ser m*n e o*p).
Se as dimensões das matrizes não forem compatíveis, o programa retornará uma mensagem de erro. Em seguida, insere os elementos das matrizes e os multiplica. O código final deve ser semelhante ao seguinte.
//MULTIPLICATION
case 3:
cout<<"\nEnter the order of matrix a (must be m*n): "<<endl;
cin>>m;
cout<<"* \n";
cin>>n;
cout<<"Enter the order of matrix b (must be o*p): "<<endl;
cin>>o;
cout<<"* \n";
cin>>p;
if (n==o)
{
cout<<"Multiplication possible "<<endl;
}
else
{
cout<<"Multiplication not possible ";
l=0;
}
if(l)
{
cout<<"\n\nEnter the elements of matrix 1: "<<endl;
for (i=1;i<=m;i++)
{
for (j=1;j<=n;j++)
cin>>a[i][j];
}
cout<<"Elements of matrix 1 are: ";
for (i=1;i<=m;i++)
{
cout<<endl;
for (j=1;j<=n;j++)
cout<<a[i][j]<<" ";
}
cout<<"\nEnter the elements of matrix 2: "<<endl;
for (i=1;i<=o;i++)
{
for (j=1;j<=p;j++)
cin>>b[i][j];
}
cout<<"Elements of matrix 2 are: ";
for (i=1;i<=o;i++)
{
cout<<endl;
for (j=1;j<=p;j++)
cout<<b[i][j]<<" ";
}
cout<<"\n\n\nMultiplication:\nc=aXb=";
for (i=1;i<=m;i++)
{
for (j=1;j<=p;j++)
{
c[i][j]=0;
for (int k=1;k<=n;k++)
{
c[i][j]=c[i][j]+(a[i][k]*b[k][j]);
}
}
}
for (i=1;i<=m;i++)
{
cout<<endl;
for (j=1;j<=p;j++)
cout<<c[i][j]<<" ";
}
}
break;
Executando o Programa C++
Você pode executar o arquivo matrix_operations.cpp compilando-o com o seguinte comando no terminal:
g++ ~/project/matrix_operations.cpp -o matrix && ./matrix
Talvez seja necessário substituir matrix_operations.cpp pelo nome que você usou para o seu arquivo de programa C++.
Supondo que seu código esteja fornecendo a saída esperada, você deverá ver um prompt solicitando um número de caso (1 para Adição, 2 para Subtração e 3 para Multiplicação). Depois de inserir sua escolha, o programa pedirá que você insira as matrizes com base na operação escolhida.
Código Completo do Programa C++
Aqui está o código completo para o nosso arquivo de programa matrix_operations.cpp.
#include<iostream.h>
#include<conio.h>
int main()
{
clrscr();
int a[50][50],b[50][50],c[50][50],i,j,m,n,o,p,l=1,r;
cout<<"Enter case:\n";
cin>>r;
switch(r)
{
//ADDITION
case 1:
cout<<"\nEnter the order of matrix a (must be m*n): "<<endl;
cin>>m;
cout<<"*\n";
cin>>n;
cout<<"Enter the order of matrix b (must be o*p): "<<endl;
cin>>o;
cout<<"*\n";
cin>>p;
if (m==o&&n==p)
{
cout<<"Addition possible "<<endl;
}
else
{
cout<<"Addition not possible ";
l=0;
}
if(l)
{
cout<<"\n\nEnter the elements of matrix 1: "<<endl;
for (i=1;i<=m;i++)
{
for (j=1;j<=n;j++)
cin>>a[i][j];
}
cout<<"Elements of matrix 1 are: ";
for (i=1;i<=m;i++)
{
cout<<endl;
for (j=1;j<=n;j++)
cout<<a[i][j]<<" ";
}
cout<<"\nEnter the elements of matrix 2: "<<endl;
for (i=1;i<=o;i++)
{
for (j=1;j<=p;j++)
cin>>b[i][j];
}
cout<<"Elements of matrix 2 are: ";
for (i=1;i<=o;i++)
{
cout<<endl;
for (j=1;j<=p;j++)
cout<<b[i][j]<<" ";
}
cout<<"\n\n\nAddition:\nc=a+b=";
for (i=1;i<=m;i++)
{
for (j=1;j<=n;j++)
{
c[i][j]=a[i][j]+b[i][j];
}
}
for (i=1;i<=m;i++)
{
cout<<endl;
for (j=1;j<=n;j++)
cout<<c[i][j]<<" ";
}
}
break;
//SUBTRACTION
case 2:
cout<<"\nEnter the order of matrix a (must be m*n): "<<endl;
cin>>m;
cout<<"*\n";
cin>>n;
cout<<"Enter the order of matrix b (must be o*p): "<<endl;
cin>>o;
cout<<"*\n";
cin>>p;
if (m==o&&n==p)
{
cout<<"Subtracion possible "<<endl;
}
else
{
cout<<"Subtraction not possible ";
l=0;
}
if(l)
{
cout<<"\n\nEnter the elements of matrix 1: "<<endl;
for (i=1;i<=m;i++)
{
for (j=1;j<=n;j++)
cin>>a[i][j];
}
cout<<"Elements of matrix 1 are: ";
for (i=1;i<=m;i++)
{
cout<<endl;
for (j=1;j<=n;j++)
cout<<a[i][j]<<" ";
}
cout<<"\nEnter the elements of matrix 2: "<<endl;
for (i=1;i<=o;i++)
{
for (j=1;j<=p;j++)
cin>>b[i][j];
}
cout<<"Elements of matrix 2 are: ";
for (i=1;i<=o;i++)
{
cout<<endl;
for (j=1;j<=p;j++)
cout<<b[i][j]<<" ";
}
cout<<"\n\n\nSubtraction:\nc=a-b=";
for (i=1;i<=m;i++)
{
for (j=1;j<=n;j++)
{
c[i][j]=a[i][j]-b[i][j];
}
}
for (i=1;i<=m;i++)
{
cout<<endl;
for (j=1;j<=n;j++)
cout<<c[i][j]<<" ";
}
}
break;
//MULTIPLICATION
case 3:
cout<<"\nEnter the order of matrix a (must be m*n): "<<endl;
cin>>m;
cout<<"*\n";
cin>>n;
cout<<"Enter the order of matrix b (must be o*p): "<<endl;
cin>>o;
cout<<"*\n";
cin>>p;
if (n==o)
{
cout<<"Multiplication possible "<<endl;
}
else
{
cout<<"Multiplication not possible ";
l=0;
}
if(l)
{
cout<<"\n\nEnter the elements of matrix 1: "<<endl;
for (i=1;i<=m;i++)
{
for (j=1;j<=n;j++)
cin>>a[i][j];
}
cout<<"Elements of matrix 1 are: ";
for (i=1;i<=m;i++)
{
cout<<endl;
for (j=1;j<=n;j++)
cout<<a[i][j]<<" ";
}
cout<<"\nEnter the elements of matrix 2: "<<endl;
for (i=1;i<=o;i++)
{
for (j=1;j<=p;j++)
cin>>b[i][j];
}
cout<<"Elements of matrix 2 are: ";
for (i=1;i<=o;i++)
{
cout<<endl;
for (j=1;j<=p;j++)
cout<<b[i][j]<<" ";
}
cout<<"\n\n\nMultiplication:\nc=aXb=";
for (i=1;i<=m;i++)
{
for (j=1;j<=p;j++)
{
c[i][j]=0;
for (int k=1;k<=n;k++)
{
c[i][j]=c[i][j]+(a[i][k]*b[k][j]);
}
}
}
for (i=1;i<=m;i++)
{
cout<<endl;
for (j=1;j<=p;j++)
cout<<c[i][j]<<" ";
}
}
break;
// default case
default:
cout<<"Wrong choice";
}
getch();
return 0;
}
Resumo
Neste laboratório, você aprendeu como realizar várias operações de matriz em um Array 2-D (matriz bidimensional) fornecido usando a linguagem de programação C++. Você também aprendeu como manipular e usar arrays. Agora você deve ter uma boa compreensão de como as Matrizes funcionam na programação C++.
