Question

Поэтому я попытался создать программу, которая автоматически получает размер двух матриц из файла .txt и умножает их.Я мог бы сделать программу с заданными размерами, поэтому сама по себе у меня есть проблема только с подсчетом столбцов и строк.

Ввод что-то вроде (матрица MxN):

1 2 3 4

Если быть точным, то здесь моя программа (думаю, начало кода уместно):

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

struct mat1
{
    int cols;
    int rows;
};

struct mat2
{
    int cols;
    int rows;
};

struct mat1 dim1(const char* file)
{
    struct mat1 m1;
    int rows = 0;
    int cols = 0;
    char c;
    FILE *f = fopen(file, "r+");

    while((c = fgetc(f) != EOF))
    {
        if(c != '\n' && rows == 0)
           {
            cols++;
           }
           else if(c == '\n')
            rows++;
    }
    rows++;
    return m1;
}

struct mat2 dim2(const char* file)
{
    struct mat2 m2;
    int rows = 0;
    int cols = 0;
    char c;
    FILE *f = fopen(file, "r+");

    while((c = fgetc(f) != EOF))
    {
        if(c != '\n' && rows == 0)
           {
            cols++;
           }
           else if(c == '\n')
            rows++;
    }
    rows++;
    return m2;
}


double* alloc_matrix(int cols, int rows) {
    double* m = (double*)malloc(cols * rows * sizeof(double));
    if (m == 0) {
        printf("Memory allocation error.\n");
        exit(-1);
    }
    return m;
}

void read_matrix(FILE* f, double* m, int cols, int rows) {
    for (int i = 0; i < rows; i++) {
        for (int j = 0; j < cols; j++) {
            fscanf(f, "%lf", &m[i * cols + j]);
        }
    }
}

void multiplication(double* m1, double* m2, double* m3, int cols, int rows) {
    for(int i = 0; i < rows; i++) {
        for(int j = 0; j < cols; j++) {
            m3[i * cols +j]=0;
            for(int k = 0; k < cols; k++) {
                m3[i * cols +j]+=m1[i * cols +k]*m2[k * cols +j];
            }
        }
    }
}

void write_matrix(double* m, int cols, int rows) {
    for (int i = 0; i < rows; i++) {
        for (int j = 0; j < cols; j++) {
            printf("%f ", m[i * cols + j]);
        }
        printf("\n");
    }
}


int main(int argc, char* argv[])
{
    char* matrix1 = argv[1];
    char* matrix2 = argv[2];

        if (argc < 3) {
        printf("Not enough arguments.\n");
        exit(-1);
    }

    struct mat1 m1 = dim1(matrix1);
    struct mat2 m2 = dim2(matrix2);
    printf(" %d   %d \n", m1.cols, m1.rows);
    printf(" %d   %d \n", m2.cols, m2.rows);
    int c1 = m1.cols;
    int r1 = m1.rows;
    int c2 = m2.cols;
    int r2 = m2.rows;

    if (r1!=c2)
    {
        printf("Matrixes are not suitable for multiplication. \n");
        exit(-1);
    }

    double* mtx1 = alloc_matrix(c1, r1);
    double* mtx2 = alloc_matrix(c2, r2);

    FILE* f1 = fopen(matrix1, "r");
    if (f1 == 0)
    {
        printf("Cannot open file %s.", argv[1]);
        exit(-1);
    }

    FILE* f2 = fopen(matrix2, "r");
    if (f1 == 0)
    {
        printf("Cannot open file %s.", argv[1]);
        exit(-1);
    }

    read_matrix(f1, mtx1, c1, r1);
    read_matrix(f2, mtx2, c2, r2);

    double* mtx3 = alloc_matrix(c1, r2);

    multiplication(mtx1, mtx2, mtx3, c1, r2);

    write_matrix(mtx3, c1, r2);

    free(mtx1);
    free(mtx2);
    free(mtx3);
    fclose(f1);
    fclose(f2);

    return 0;
}

Когда я попробовал это с 2 матрицами 3x3, выход:

6422164 4199040 (из 2-х printf (), которые я установил для проверки размеров).

6422164 4199040

Матрицы не подходят для умножения. (это не имеет значения)

Таким образом, в основном не используется 3x3.

Я не могу понять, в чем проблема.

Craig Estey · Answer 1 · 02 декабря 2018

Это предварено моими главными комментариями.

Мне пришлось провести рефакторинг dim, чтобы обработать произвольно большую матрицу, поэтому мне пришлось сканировать первую строку файла char-by-char, считая пробелыстроки (что дает количество столбцов - 1).Он обрабатывает / удаляет начальные / конечные пробелы [искажено]

У меня было dim, затем перематывайте файл и используйте fscanf и realloc для динамического создания матрицы.

Вот рабочий код [прошу прощения за бесполезную очистку стиля]:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

struct mat {
    int cols;
    int rows;
    double *m;
};

// size and read in matrix
struct mat
dim(const char *file)
{
    struct mat m;
    int rows = 0;
    int cols = 0;
    int maxcnt;
    int curcnt;
    int ret;
    int c;
    int c2;

    FILE *f = fopen(file, "r+");

    // strip leading whitespace [if any] off first line
    while (1) {
        c = fgetc(f);
        if (c == EOF)
            break;
        if (c == '\n')
            break;
        if (c != ' ')
            break;
    }

    // scan first line and count columns (number of space separaters)
    while (1) {
        c2 = ' ';
        while (1) {
            c = fgetc(f);
            if (c == EOF)
                break;

            if (c == '\n') {
                if (c2 != ' ')
                    ++cols;
                break;
            }

            if (c == ' ') {
                if (c != c2)
                    ++cols;
                break;
            }

            c2 = c;
        }

        if (c == '\n')
            break;
    }

    // convert number of whitespace separaters into number of columns
    if (cols > 0)
        ++cols;

    rewind(f);

    m.rows = 0;
    m.cols = cols;
    m.m = NULL;
    curcnt = 0;
    maxcnt = 0;

    while (1) {
        if (curcnt >= maxcnt) {
            maxcnt += m.cols * 100;
            double *tmp = realloc(m.m,sizeof(double) * maxcnt);
            if (tmp == NULL) {
                printf("dim: realloc failure\n");
                exit(1);
            }
            m.m = tmp;
        }

        ret = 0;
        for (int idx = 0;  idx < cols;  ++idx, ++curcnt) {
            ret = fscanf(f, "%lf", &m.m[curcnt]);
            if (ret != 1)
                break;
        }

        if (ret != 1)
            break;

        rows += 1;
    }

    fclose(f);

    m.rows = rows;

    // trim matrix to actual size;
    m.m = realloc(m.m,sizeof(double) * rows * cols);

    return m;
}

double *
alloc_matrix(int cols, int rows)
{
    double *m = (double *) malloc(cols * rows * sizeof(double));

    if (m == 0) {
        printf("Memory allocation error.\n");
        exit(-1);
    }
    return m;
}

void
multiplication(double *m1, double *m2, double *m3, int cols, int rows)
{
    for (int i = 0; i < rows; i++) {
        for (int j = 0; j < cols; j++) {
            m3[i * cols + j] = 0;
            for (int k = 0; k < cols; k++) {
                m3[i * cols + j] += m1[i * cols + k] * m2[k * cols + j];
            }
        }
    }
}

void
write_matrix(double *m, int cols, int rows)
{
    for (int i = 0; i < rows; i++) {
        for (int j = 0; j < cols; j++) {
            printf("%f ", m[i * cols + j]);
        }
        printf("\n");
    }
}

int
main(int argc, char *argv[])
{

    if (argc < 3) {
        printf("Not enough arguments.\n");
        exit(1);
    }

    struct mat m1 = dim(argv[1]);
    struct mat m2 = dim(argv[2]);

    printf(" %d   %d \n", m1.cols, m1.rows);
    printf(" %d   %d \n", m2.cols, m2.rows);

    int c1 = m1.cols;
    int r1 = m1.rows;
    int c2 = m2.cols;
    int r2 = m2.rows;

    if (r1 != c2) {
        printf("Matrixes are not suitable for multiplication.\n");
        exit(-1);
    }

    double *mtx3 = alloc_matrix(c1, r2);

    multiplication(m1.m, m2.m, mtx3, c1, r2);

    write_matrix(mtx3, c1, r2);

    free(m1.m);
    free(m2.m);
    free(mtx3);

    return 0;
}

Вот два тестовых файла, которые я использовал.Обратите внимание, что, хотя вы не видите его, в первой строке есть пробел [в качестве теста]:

Это m1.txt:

 1 2  3  4
5 6 7  8
9 10  11  12

Вот второй файл:

Вот вывод программы:

 4   3
 3   4
38.000000 44.000000 202.000000 232.000000
98.000000 116.000000 438.000000 504.000000
158.000000 188.000000 674.000000 776.000000
9.000000 10.000000 87.000000 100.000000

ОБНОВЛЕНИЕ:

Вот альтернативная функция dim, которая заменяет[несколько хрупкое] сканирование по символам первой строки с поиском новой строки [для получения длины строки], затем malloc буфера, fgets, а затем цикл по strtok для подсчета не-пространство строк в строках (т.е. количество столбцов):

// size and read in matrix
struct mat
dim(const char *file)
{
    struct mat m;
    int rows = 0;
    int cols = 0;
    int maxcnt;
    int curcnt;
    int ret;
    char *buf;
    char *bp;
    char *tok;
    int c;
    int c2;

    FILE *f = fopen(file, "r+");

    // count number of chars in first line of the file
    curcnt = 0;
    while (1) {
        c = fgetc(f);
        if (c == EOF)
            break;
        ++curcnt;
        if (c == '\n')
            break;
    }

    ++curcnt;
    buf = malloc(curcnt);
    rewind(f);
    fgets(buf,curcnt,f);

    cols = 0;
    bp = buf;
    while (1) {
        tok = strtok(bp," \n");
        if (tok == NULL)
            break;
        ++cols;
        bp = NULL;
    }
    free(buf);

    rewind(f);

    m.rows = 0;
    m.cols = cols;
    m.m = NULL;
    curcnt = 0;
    maxcnt = 0;

    while (1) {
        if (curcnt >= maxcnt) {
            maxcnt += m.cols * 100;
            double *tmp = realloc(m.m,sizeof(double) * maxcnt);
            if (tmp == NULL) {
                printf("dim: realloc failure\n");
                exit(1);
            }
            m.m = tmp;
        }

        ret = 0;
        for (int idx = 0;  idx < cols;  ++idx, ++curcnt) {
            ret = fscanf(f, "%lf", &m.m[curcnt]);
            if (ret != 1)
                break;
        }

        if (ret != 1)
            break;

        rows += 1;
    }

    fclose(f);

    m.rows = rows;

    // trim matrix to actual size;
    m.m = realloc(m.m,sizeof(double) * rows * cols);

    return m;
}

ОБНОВЛЕНИЕ № 2:

Мне не понравилось ни одно решение дляполучим количество столбцов, поэтому вот более чистый, который быстрее первого, но проще и менее громоздок:

// scan first line and count columns
int
colcalc(FILE *f)
{
    int c;
    int noncur;
    int nonprev = 0;
    int cols = 0;

    while (1) {
        c = fgetc(f);
        if (c == EOF)
            break;

        if (c == '\n')
            break;

        // only count non-whitespace chars
        switch (c) {
        case ' ':
        case '\t':
            noncur = 0;
            break;
        default:
            noncur = 1;
            break;
        }

        // column starts on _first_ char in word
        if (noncur)
            cols += (noncur != nonprev);

        nonprev = noncur;
    }

    rewind(f);

    return cols;
}

ОБНОВЛЕНИЕ № 3:

Я опробовал 2 предыдущих способа, и он работает так гладко!Еще раз, спасибо!и ваши комментарии о том, как сделать мою программу проще с меньшим количеством переменных и прочего!

Не за что!

Мой стиль / методология кодирования взят из [очень] старой книги: ««Элементы стиля программирования» Кернигана и Плаугера.

Примеры из этой книги написаны на Фортране, но максимумы находятся в одном ряду с «Завершенным кодом» Стива Макконнелла.

Из главы 7[Эффективность и инструменты]:

Сделайте это правильно, прежде чем сделать это быстрее.
Держите это правильно, когда вы сделаете это быстрее.
Сделайте так, чтобы вам было ясносделайте это быстрее.
Не жертвуйте ясностью ради небольшого увеличения "эффективности".
Не напрягайтесь, чтобы повторно использовать код;Вместо этого реорганизуйте.
Убедитесь, что особые случаи действительно особенные.
Упрощайте, чтобы сделать это быстрее.
Не делайте код, чтобы сделать это быстрее - найдителучший алгоритм.
Инструмент ваших программ.Измерьте, прежде чем вносить изменения в «эффективность».

Как я могу получить правильные размеры неизвестных матриц для программы умножения матриц C?

Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь чтобы ответить на этот вопрос.

1 Ответ

Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь что бы добавить комментарий.

Как я могу получить правильные размеры неизвестных матриц для программы умножения матриц C?

Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь чтобы ответить на этот вопрос.

1 Ответ

Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь что бы добавить комментарий.

Похожие темы