C++实现矩阵类，实现了大部分矩阵运算功能，大家可以类比matlab

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我是靠谱客的博主干净小蝴蝶，最近开发中收集的这篇文章主要介绍C++实现矩阵类，实现了大部分矩阵运算功能，大家可以类比matlab，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

matlab素有矩阵实验室的美称，小弟我学C++刚过一年，不才用C++去尝试写了一个矩阵类模板，现发布出来供大家测试。

由于本课题不含源码（会于后期发布），发布的是dll文件，所以首先我们先讲讲动态库导出类模板的问题（这个非常麻烦），其他在动态库中导出函数和普通类请大家自行问度娘，我就不啰嗦了，我直接说说最麻烦的东西。

模板类是一个编译链接期间才实例化的类。只有用到才实例化。标准没有支持对模板类的导出，从另外一种意义上来说，模板类的实现全部放在头文件中，也就不需要导出了。但是对于一些特别情况。模板类中有静态变量和函数。这个时候DLL中使用的，以及和其他链接这个DLL的模块他们是使用的两份拷贝。

比如, 在DLL中这样使用：

T * pDLL = Singlton<T>::Get();

然后再链接这个DLL的exe中

T * pEXE = Singlton<T>::Get();

两处得到的pDLL 和 pEXE 是不一样的，因为模板类没有导出，所以他们使用的是两份实例代码。暂时还没有export 一个模板类的方法。

但是鉴于上述的情况，可以在定义T的DLL中显示的实例化模板类 Singlton<T> ，如下实例化，

template class Singlton<T>;

C++标准规定：“当一个类模板被显式实例化时，它的所有成员函数都将实例化。”(When a class template is explicitly instantiated, every member function is also instantiated)

所以现在可以做的就是导出这个被我们显式实例化了的类，如下语句

template class __declspec(dllexport) Sington<T>;

上述东西看似不长，但是很难找，现在我们言归正传，下面来看矩阵类的定义：

template<class T>
class CRectangle{
public:
	CRectangle(int x,int y);
    CRectangle(T *arry,int x,int y);
	~CRectangle(){};

	/*输入输出*/
	void in();
	void out();
    
	/*操作函数*/
	bool check_position(int x,int y);               //检查是否有这个位置
	void change_value(int x,int y,T value);         //赋值函数
	int get_size(bool z);                           //输出矩阵大小
	T get_value(int x,int y);                       //获得元素值
    CRectangle<T> get_line(int x);                  //获得行向量
    CRectangle<T> get_row(int y);                   //获得列向量
    T get_line_average(int x);                      //获得行向量的平均值
    T get_row_average(int y);                       //获得列向量的平均值
    T E_average();                                  //获得矩阵平均值
    T get_model();                                  //获得向量的模
	void swap_point(int x1,int y1,int x2,int y2);   //交换行、列、元素
	void swap_line(int x1,int x2);                  //增加或减少行列
	void swap_row(int y1,int y2);	
	void add_line();
	void cut_line(int x);
    void add_row();
    void cut_row(int y);
    void make_I();                                  //构造单位矩阵
    
	/*定义加减乘，除法可用左乘矩阵的逆来，但是非方阵得另写*/
	CRectangle<T> operator+(const CRectangle& other);
    CRectangle<T> operator+(T value);
    CRectangle<T> operator+=(const CRectangle& other);
    CRectangle<T> operator+=(T value);
    
    CRectangle<T> operator-(const CRectangle& other);
    CRectangle<T> operator-(T value);
    CRectangle<T> operator-=(const CRectangle& other);
    CRectangle<T> operator-=(T value);
    
	CRectangle<T> operator*(const CRectangle &other);
    CRectangle<T> operator*(T value);
    
	/*求余子式*/
    CRectangle<T> remainder(int x,int y);
	/*求转置*/
    CRectangle<T> Trans();
	/*求值*/
    double D(CRectangle other);
	/*求伴随*/
    CRectangle<T> accompany();
	/*求逆*/
    CRectangle<T> converse();
    /*求协方差*/
    CRectangle<T> covariance_matrix();
	/*求Doolittle分解*/
	CRectangle<T> Doolittle();
	/*求乔列斯分解*/
	CRectangle<T> Cholesky();
	/*求Jacobi迭代法求解向量*/
	CRectangle<T> Jacobi(CRectangle S_V,CRectangle rec_answer,T limits);
	/*求Guass-Sediel迭代法求解向量*/
	CRectangle<T> Guass_Sediel(CRectangle S_V,CRectangle rec_answer,T limits);
    /*Schmidt正交化法QR分解*/
    void Schmidt_QR(CRectangle<T> &Q,CRectangle<T> &R);
    /*利用QR分解计算所有特征值，times为迭代次数，建议为15次*/
    CRectangle<T> Eig_all(int times);
    /*计算矩阵的特征向量，默认误差值为0.001 */
    CRectangle<T> get_eigenvector();
    
    
	
private:
    /*计算正交化时的东西，默认为行向量*/
    T orthogonalization_part(CRectangle <T> other);             //计算两个向量的正交系数
    CRectangle<T> orthogonalization(CRectangle<T> others,
                                    CRectangle<T> &rec_factor); //计算正交化时的参数，
                                                                //返回正交矩阵，
                                                                //rec_factor保存参数
    
	std::vector< std::vector<T> >m_line_row;
	std::vector< T >m_line;
	int m_x;
	int m_y;
};

我们导出的是：template class __declspec(dllexport) CRectangle<double>;

此版本的下载地址为：点击打开链接

若想看源码的请私下联系或留言，谢谢！在后续文章中我们来慢慢看这个矩阵类的实现，若发现bug请大家多批评指教。