C 语言中的矩阵加法与减法

介绍

在本实验中，你将学习如何在 C 编程语言中执行矩阵加法和减法。该程序将要求用户输入两个相同大小的矩阵，然后执行加法和减法操作，并打印结果矩阵。

注意：你需要自己创建文件 ~/project/main.c 来练习编码，并学习如何使用 gcc 编译和运行它。

cd ~/project
## 创建 main.c
touch main.c
## 编译 main.c
gcc main.c -o main
## 运行 main
./main

Skills Graph

设置程序

首先，通过包含必要的库并定义主函数来设置程序。

#include<stdio.h>

int main()
{
    // 在此处添加代码
}

声明变量

在主函数中声明所需的变量。我们需要 2 个矩阵，分别用于存储输入，以及 2 个矩阵用于存储加法和减法操作的结果。

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

n 和 m 是矩阵的行数和列数。

first 和 second 是输入的矩阵。

sum 和 diff 是分别用于存储加法和减法操作结果的矩阵。

获取用户输入

使用 scanf() 函数向用户询问矩阵的行数和列数，然后要求用户输入矩阵的元素。

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++)   // 遍历行
    for(d = 0; d < n; d++)   // 遍历列
        scanf("%d", &first[c][d]);

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

显示输入矩阵

使用 printf() 函数显示输入的矩阵。

/*
    打印第一个矩阵
*/
printf("\n\nThe first matrix is: \n\n");
for(c = 0; c < m; c++)   // 遍历行
{
    for(d = 0; d < n; d++)   // 遍历列
    {
        printf("%d\t", first[c][d]);
    }
printf("\n");
}

/*
    打印第二个矩阵
*/
printf("\n\nThe second matrix is: \n\n");
for(c = 0; c < m; c++)   // 遍历行
{
    for(d = 0; d < n; d++)   // 遍历列
    {
        printf("%d\t", second[c][d]);
    }
printf("\n");
}

矩阵加法

将两个矩阵的对应元素相加，并将结果存储在 sum 矩阵中。

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

显示加法结果

使用 printf() 函数显示 sum 矩阵。

// 打印 sum 矩阵的元素
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");
}

矩阵减法

将两个矩阵的对应元素相减，并将结果存储在 diff 矩阵中。

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

显示减法结果

使用 printf() 函数显示 diff 矩阵。

// 打印 diff 矩阵的元素
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");
}

最终代码

以下是程序的最终代码：

#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++)   // 遍历行
        for(d = 0; d < n; d++)   // 遍历列
            scanf("%d", &first[c][d]);

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

    /*
        打印第一个矩阵
    */
    printf("\n\nThe first matrix is: \n\n");
    for(c = 0; c < m; c++)   // 遍历行
    {
        for(d = 0; d < n; d++)   // 遍历列
        {
            printf("%d\t", first[c][d]);
        }
    printf("\n");
    }

    /*
        打印第二个矩阵
    */
    printf("\n\nThe second matrix is: \n\n");
    for(c = 0; c < m; c++)   // 遍历行
    {
        for(d = 0; d < n; d++)   // 遍历列
        {
            printf("%d\t", second[c][d]);
        }
    printf("\n");
    }

    /*
        计算两个矩阵的和
        并将结果存储在相同大小的 sum 矩阵中
    */
    for(c = 0; c < m; c++)
        for(d = 0; d < n; d++)
            sum[c][d] = first[c][d] + second[c][d];

    // 打印 sum 矩阵的元素
    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");
    }

    /*
        计算两个矩阵的差
        并将结果存储在相同大小的 diff 矩阵中
    */
    for(c = 0; c < m; c++)
        for(d = 0; d < n; d++)
            diff[c][d] = first[c][d] - second[c][d];

    // 打印 diff 矩阵的元素
    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;
}

总结

在本实验中，你学习了如何在 C 语言中实现矩阵的加法和减法操作。你创建了一个程序，要求用户输入两个相同大小的矩阵，然后执行加法和减法操作，并将结果显示在屏幕上。