编写一个 C 函数 sprod (n,x,y)，它返回 2 个浮点类型的一维数组的标量积

Question

编写一个 C 函数，sprod (n,x,y)，它返回 2 个浮点类型的一维数组的标量积。该函数将数组的大小 n（类型 int 变量）和指向每个数组第一个成员的指针 x 和 y 作为输入变量，并返回一个浮点结果。 main() 代码块需要调用 sprod 来计算矩阵乘积 a*b，其中浮点型矩阵 a 和浮点型向量 b 由 b=[1 1 1] 和 a=[1 2 3 4 5 6 7 8 给出9]（其中 a 是一个 3x3 矩阵）。

我们可以在 f(;;) 循环中初始化 b，在双 for(;;) 循环中初始化 a（或者使用很多赋值语句）。矩阵乘积应该通过调用函数 sprod 来计算，以形成 a 的每一行与向量 b 的标量积；指向这些行的指针由 a[1]、a[2] 和 a[3] 给出。最后，还应该使用一个 for(;;) 循环来对结果标量产品求和，并使用 printf() 函数将结果打印到屏幕上。

结果应该是矩阵 a 的所有元素的总和。还应打印矩阵 a 和向量 b 的副本。我们将使用数字食谱 C 函数 matrix() 和 vector() 与 free_matrix() 和 free_vector() 来创建 a 和 b 作为动态定义的数组。

在编程方面，我是一个初学者，但我发现我真的很烂。这是我到目前为止所拥有的，当它被编译时它会像疯了一样炸毁（我知道有些东西被遗漏了）。我尝试使用 gdb 来调试它，但我也无法让它工作。任何帮助，将不胜感激。

# include <stdio.h>
# include "nrutil.h"
# include "nrutil.c"

void transp(float **a,int n);
float sprod(int n, float *x, float *y);
int main()
{
  int i,j;
  float var=0.0, sum=0.0, pro=0.0;
  float*b, **a;
  int n=3;
  float index;
  b=vector(0,n-1);
  a=matrix(0,n-1,0,n-1);

  printf("\nVector b\n");
  for(j=0;j<n;j++)
  {
    b[j]=1;
    printf("%.2f\n",b[j]);
  }
  for(i=0;i<n;i++)
  {
    for(j=0;j<n;j++);
    {
      var=var+1;
      a[i][j]=var;
    }
  }
  printf("\n Matrix a\n");
  for(i=0;i<n;i++);
  {
    for(j=0;j<n;j++);
    {
      printf("%.2lf",a[i][j]);
    }
    printf("\n");
  }
  printf("\nProduct of Matrix a and Vector b\n");

  for(i=0;i<n;i++);
  {
    pro=sprod(n,a[i],b);
    printf("%.2f\n",pro);
    sum+=pro;
  }
  printf("\n Sum of Product array\n");
  printf("%.2f\n\n", sum);
  free_ivector(index,0,n-1);
  free_matrix(a,0,n-1,0,n-1);

  return 0;
}

float sprod(int n, float *x, float *y)
{
  float scalar=0.0;
  int j=0;
  int sum=0;

  for(j=0;j<n;j++);
  {
    scalar+=x[j]*y[j];
  }
  return scalar;
 }

自从最初发布此代码以来，我已经改进了我的代码。现在它几乎可以工作了，我只是遇到了第 50 行 free_ivector 代码的问题。终端告诉我：“free_ivector”的参数 1 的类型不兼容。我不太确定那是什么意思。该代码采用大卫邓肯在下面第一个答案中建议的整体格式。

Answer 1

对于那些对编程甚至只是 C 感到不舒服的人来说，这是一个有点困难的问题，因为它涉及指针和传递数组引用。不过，我认为您知道的足够多，可以查找所需的每个特定项目的示例，因此您的第一个目标（您可能知道）是将事情分解为子问题并单独解决它们（如果需要，还可以迭代） .由于您当前的代码可以在布局方面使用一些帮助，因此我已将问题陈述改编为您可以逐个处理的内容。用执行此操作的代码替换每个“TODO”注释，我相信你会完成的。

#include <stdio.h>
#include "nrutil.h"

float sprod(int n, float *x, float *y)
{
    float result = 0.0;
    // TODO: Calculate result (hint: for loop repeating n times,
    // and each iteration you'll update result)

    return result;
}

int main()
{
    // TODO: Create and initialize matrix A
    // TODO: Create and initialize matrix B
    // TODO: Print A and B
    // TODO: For each row of A, call sprod() with that row of A
    // and B as inputs, and save each sprod() result
    // TODO: Sum the results
    // TODO: Print the sum

    return 0; // (0 indicates success; if you were to have
              //  failure cases, you could return other values)
}

使用上述方法还有助于在进行时进行编译（因此，能够使用调试器）。使用 GDB 的绝对最低要求如下：

• 使用 GCC -g 开关编译——即gcc -g myprog.c
• gdb <program name>（程序名称通常默认为 a.exe 或 a.out）
• break <line number>设置断点
• run启动程序
• n 下一条语句
• quit退出

此外，如果是老师提供的，我认为原始问题陈述中还有一些内容有点令人困惑（如果只是您的释义，我在吹毛求疵）：

• for(;;) 会导致无限循环，除非您在其中使用 goto 语句（非常不典型）或 break 语句（有些不典型），这两种语句都不适用于此处。所以说“for循环”会更有意义。
• 为了清楚起见，C 具有从零开始的索引，这意味着除非 matrix() 明确定义它，否则您的行将是 a[0]、a[1] 和 a[2]（而不是 a[1 ]、a[2] 和 a[3])。

Answer 2

给出一个想法：

#include <stdio.h>
#include <math.h>
#define ROW 3
#define MAT 9

float printinv( int n, float * a, float * b );

int main ( void ){
    int i, k;
    float a[ ROW ] = { 1, 2, 3 };
    float b[ MAT ] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
    float *c;
    c = &b[0];


    printf( "A = " );
    for( i = 0; i < ROW; i++ ){
        if( i == 0 )
            printf( "[" );
        if ( i != ROW - 1 )
            printf( "  %5.2f", a[ i ] );
        else {
            printf( "  %5.2f", a[ i ] );
            printf( "  ]" );
        }
    }

    printf( "    B = " );
    for( i = k = 0; k < MAT; k++ ){
        if( i == 0 && k == 0) 
            printf("[");
        else if( i == 0 && k > 0 )
            printf( "                                     [");
        if( i != ROW - 1 ){
            printf( "  %5.2f", b[ k ] );
            i++;
        }
        else{
            printf( "  %5.2f", b[ k ] );
            printf( "  ]\n" );
            i = 0;
        }
    }

    printf( "C = " );
    for( i = 0; i < ROW; i++ ){
        if( i == 0 ) 
            printf("[");
        if( i != ROW - 1 )
            printf( "  %5.2f", printinv( MAT, ( c + i ), a ) );
        else{
            printf( "  %5.2f", printinv( MAT, ( c + i ), a ) );
            printf( "  ]\n" );
        }
    }
    getchar();

}

float printinv( int n, float * b, float * a )
{
    int i, k;
    float result;
    float x, y;

    for( result = i = 0; i < ROW; i++ ){
        k = i * ROW;
        result += b[ k ] * a[ i ];
        x = b[ k ]; 
        y = a[ i ];
    }
    return result;
}

输出：