在 C++ 中切换矩阵的列和行

Question

我有一个 6 x 6 矩阵，我将它的值存储在一个大小为 36 的一维数组中。我想重新排列它，使行是列，列是行。我的方法是尝试将值复制到另一个数组中，但排序正确。我正在尝试一个 for 循环：

    for (int i = 0; i < 6; ++i){
        copyArray[i]= array[i*6];
    }

这对于由第一列组成的第一个新行很好，但我如何继续做所有这些？我尝试过嵌套 for 循环，但无法使用迭代器提出正确的算法。我可以手动执行此操作，但希望通过代码完成。

我正在使用 C++ 进行编码，但如果有人可以使用类似的语言进行编码，那就太好了。我觉得这是一道数学题。

问题：如何解决切换行和列的问题？ （示例：如果我将第一行和第一列表示为 0，在 6x6 矩阵中，那么行和列都从 0 变为 5。因此，通过切换行和列，将切换第 2 行、第 5 列中的值使用第 5 行第 2 列中的值。）

Answer 1

难道你不能只使用一个嵌套的for 循环来做这样的事情吗？

for (int i = 0; i < 6; ++i)
    for (int j = 0; j < 6; ++j)
        copyArray[i*6+j]= array[j*6+i];

这是一个你可以运行的测试程序来证明它是有效的：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int array[36] = {1,1,1,1,1,1,
                     2,2,2,2,2,2,
                     3,3,3,3,3,3,
                     4,4,4,4,4,4,
                     5,5,5,5,5,5,
                     6,6,6,6,6,6};
    int copyarray[36];

    for (int i = 0; i < 6; ++i)
        for (int j = 0; j < 6; ++j)
            copyarray[i*6+j]= array[j*6+i];

    for (int i = 0; i < 36; ++i)
    {
        if (i % 6 == 0)
            printf("\n");

        printf("%d ", array[i]);

    }

    printf("\n");
    printf("\n");

    for (int i = 0; i < 36; ++i)
    {
        if (i % 6 == 0)
            printf("\n");

        printf("%d ", copyarray[i]);
    }

    return 0;
}

输出：

1 1 1 1 1 1 
2 2 2 2 2 2 
3 3 3 3 3 3 
4 4 4 4 4 4 
5 5 5 5 5 5 
6 6 6 6 6 6 


1 2 3 4 5 6 
1 2 3 4 5 6 
1 2 3 4 5 6 
1 2 3 4 5 6 
1 2 3 4 5 6 
1 2 3 4 5 6

Answer 2

您应该将一维数组保存在一个类中。
然后，您可以在不实际移动数据的情况下交换数据的维度。

class MySwapableArray
{
     bool  normal;
     int   array[36];


     public:
         int& operator()(int x, int y)
         {
              int  h = normal ? x : y;
              int  v = normal ? y : x;

              return array[h*6+v];
         }
         void swapRowsAndColumns()
         {
             normal = ! normal;
         }
 };

如果您想像 A[x][y] 一样使用 operator[]，请参阅：How to overload array index operator for wrapper class of 2D array?

Answer 3

这样做的模板。

template<class X> std::unique_ptr<typename std::pointer_traits<X>::element_type[]>
transpose(const X& p, int x, int y) {
    using T = std::pointer_traits<X>::element_type;
    std::unique_ptr<T[]> r = new T[x*y];
    for(int a = 0; a < x; ++a)
        for(int b = 0; b < y; ++b)
            r[x*a+b] = p[y*b+a];
    return r;
}

Answer 4

如果你想避免双重 for 循环，你应该能够用类似的东西在数学上做到这一点

for (int i = 0; i < 36; ++i) {
    copyarray[6 * (i % 6) + i / 6] = array[i]
}

基本上，6 * (i % 6) 将您与转置矩阵中的右行对齐，i / 6 (ab) 使用整数除法将列值转换为行值。如果你能忍受混乱，floor (i / 6.0) 更正确。

Answer 5

for( int i=0;i<6;i++)
   for( int j=0;j<6;j++)
      {         }//You can do whatever you want on original matrix here

假设你想要“矩阵的转置”并做一些处理。基本上切换 i 和 j

 for( int j=0;j<6;j++)   // replaceed i with j
   for( int i=0;i<6;i++)
      {              }//You can do whatever you want on transpose matrix here