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Implemente la clase Matriz con las siguientes operaciones:
Suma de dos matrices de mxn
Resta de dos matrices de mxn
Producto de una matriz de mxn por una de nxk
Producto de una matriz de mxn por un escalar
Transpuesta de una matriz de mxn
Inversa de una matriz cuadrada de orden n
La implementación deberá incluir:
Asignación dinámica de memoria
Sobrecarga de operadores
+ (Suma de dos matrices)
- (Resta de dos matrices)
* (Producto de dos matrices y de matriz por escalar)
[] (Para el acceso a la entrada m[j] de la matriz)
<< (Imprimir una matriz)
>> (Captura de una matriz)
OJO: La transpuesta e inversa no deben usar operadores.
Producto por escalar conmutativo
Excepciones
Métodos constantes
Definición por default de matrices 1x1 o mx1. Evite la conversión implícita de enteros a matrices.
Este es el código:
matrix.h
Código:
#ifndef MATRIX_H
#define MATRIX_H
#include <iostream>
#include <time.h>
#include <stdlib.h>
using namespace std;
template <class T>
class Matrix {
public:
Matrix();
Matrix(int, int);
Matrix(const Matrix &m);
~Matrix();
Matrix<T> operator+ (const Matrix &matrix_2);
Matrix<T> operator- (const Matrix &matrix_2);
Matrix<T> operator* (const Matrix &matrix_2);
bool isSymmetric();
bool isIdentity();
T get_max();
T get_min();
T get_mode();
void delete_matrix();
void fill_by_user();
void fill_random();
void get_transpose();
void multiply_by_scalar(T);
void print_matrix();
void swap_cols(int, int);
void swap_rows(int, int);
private:
T m_ele;
T m_max;
T m_min;
T m_mode;
T **m_matrix;
int m_dim_matrix;
int m_cols;
int m_rows;
};
#endif // MATRIX_H
matriz.cpp
Código:
#include "matrix.h"
// Constructor por defecto
template<typename T>
Matrix<T>::Matrix()
{
m_rows = 4;
m_cols = 4;
}
// Constructor copia
template<typename T>
Matrix<T>::Matrix(const Matrix &m)
{
*this = m;
}
// Constructor por parámetro
template<typename T>
Matrix<T>::Matrix(int rows , int cols)
{
m_cols = cols;
m_rows = rows;
m_matrix = new T*[m_rows];
for (int i = 0; i < m_rows; i++) {
m_matrix[i] = new T[m_cols];
}
}
// Suma de matrices con sobrecarga de operadores
template<typename T>
Matrix<T> Matrix<T>::operator+ (const Matrix &matrix_2)
{
Matrix matrix_result(m_rows, m_cols);
for (int i = 0; i < m_rows; i++) {
for (int j = 0; j < m_cols; j++) {
matrix_result.m_matrix[i][j] = m_matrix[i][j] + matrix_2.m_matrix[i][j];
}
}
return matrix_result;
}
// Resta de matrices con sobrecarga de operadores
template<typename T>
Matrix<T> Matrix<T>::operator- (const Matrix &matrix_2)
{
Matrix matrix_result(m_rows, m_cols);
for (int i = 0; i < m_rows; i++) {
for (int j = 0; j < m_cols; j++) {
matrix_result.m_matrix[i][j] = m_matrix[i][j] - matrix_2.m_matrix[i][j];
}
}
return matrix_result;
}
// Multiplicación de matrices con sobrecarga de operadores
template<typename T>
Matrix<T> Matrix<T>::operator* (const Matrix &matrix_2)
{
Matrix matrix_result(m_rows, matrix_2.m_cols);
T total;
for (int i = 0; i < m_rows; i++) {
for (int j = 0; j < matrix_2.m_cols; j++) {
for (int k = 0; k < m_cols; k++) {
total += (m_matrix[i][k] * matrix_2.m_matrix[k][j]);
}
matrix_result.m_matrix[i][j] = total;
// Limpiar el total sumado arriba
total = 0;
}
}
return matrix_result;
}
// Verificar si una Matriz es simétrica
template<typename T>
bool Matrix<T>::isSymmetric()
{
if (m_rows != m_cols) {
return false;
}
for (int i = 0; i < m_rows; i++) {
for (int j = 0; j < m_cols; j++) {
if (m_matrix[i][j] != m_matrix[j][i]) {
return false;
}
}
}
return true;
}
// Verificar si una Matriz es identidad
template<typename T>
bool Matrix<T>::isIdentity()
{
if (m_rows != m_cols) {
return false;
}
for (int i = 0; i < m_rows; i++) {
for (int j = 0; j < m_cols; j++) {
if (i == j) {
if (m_matrix[i][j] != 1)
return false;
} else {
if (m_matrix[i][j] != 0)
return false;
}
}
}
return true;
}
// Obtener el mayor de la Matriz
template<typename T>
T Matrix<T>::get_max()
{
for (int i = 0; i < m_rows; i++) {
for (int j = 0; j < m_cols; j++) {
if (m_matrix[i][j] > m_max) {
m_max = m_matrix[i][j];
}
}
}
return m_max;
}
// Obtener el menor de la Matriz
template<typename T>
T Matrix<T>::get_min()
{
for (int i = 0; i < m_rows; i++) {
for (int j = 0; j < m_cols; j++) {
if (m_matrix[i][j] < m_min) {
m_min = m_matrix[i][j];
}
}
}
return m_min;
}
// Obtener la moda de la Matriz
template<typename T>
T Matrix<T>::get_mode()
{
// Creo una Matrix auxiliar
Matrix matrix_aux(m_rows, m_cols);
// Lleno la Matriz con ceros
for (int i = 0; i < m_rows; i++) {
for (int j = 0; j < m_cols; j++) {
matrix_aux.m_matrix[i][j] = 0;
}
}
m_dim_matrix = m_rows * m_cols;
// Para retener una fila n veces
int y = 0;
// Para retener una columna n veces
int z = 0;
// Empiezo a comparar cada elemento n veces
for (int x = 0; x < m_dim_matrix; x++) {
for (int i = 0; i < m_rows; i++) {
for (int j = 0; j < m_cols; j++) {
if (m_matrix[y][z] == m_matrix[i][j]) {
matrix_aux.m_matrix[i][j]++;
}
}
}
// Pasar a la siguiente columna despues de n comparaciones
z++;
/* Empiezo a comparar con la siguiente fila
despues empiezo nuevamente en la 1era columna
Y luego paso a la siguiente fila */
if (z == m_cols) {
z = 0;
y++;
}
}
// Obtengo el mayor valor de la Matriz
m_max = matrix_aux.get_max();
// Si ningun valor se ha repetido más de una vez, entonces no hay moda
if (m_max == 1) {
return -1;
} else {
for (int i = 0; i < m_rows; i++) {
for (int j = 0; j < m_cols; j++) {
if (matrix_aux.m_matrix[i][j] == m_max) {
m_mode = m_matrix[i][j];
}
}
}
}
return m_mode;
}
template<typename T>
void Matrix<T>::delete_matrix()
{
for (int i = 0; i < m_rows; i++) {
delete[] m_matrix[i];
}
delete[] m_matrix;
}
// Llenar una Matriz desde teclado
template<typename T>
void Matrix<T>::fill_by_user()
{
for (int i = 0; i < m_rows; i++) {
cout << "Fila " << i + 1 << endl;
for (int j = 0; j < m_cols; j++) {
cout << "Ingresa el elemento " << j + 1 << endl;
cin >> m_ele;
m_matrix[i][j] = m_ele;
}
cout << endl;
}
m_max = m_matrix[0][0];
m_min = m_matrix[0][0];
}
// Llenar aleatoriamente una Matriz
template<typename T>
void Matrix<T>::fill_random()
{
for (int i = 0; i < m_rows; i++) {
for (int j = 0; j < m_cols; j++) {
m_matrix[i][j] = rand() % 30;
}
}
m_max = m_matrix[0][0];
m_min = m_matrix[0][0];
srand(time(NULL));
}
// Obtener la transpuesta de una Matriz
template<typename T>
void Matrix<T>::get_transpose()
{
Matrix matrix_result(m_cols, m_rows);
for (int i = 0; i < m_cols; i++) {
for (int j = 0; j < m_rows; j++) {
matrix_result.m_matrix[i][j]= m_matrix[j][i];
}
}
matrix_result.print_matrix();
}
// Multiplicar a una Matriz por un escalar
template<typename T>
void Matrix<T>::multiply_by_scalar(T scalar)
{
for (int i = 0; i < m_rows; i++) {
for (int j = 0; j < m_cols; j++) {
m_matrix[i][j] = m_matrix[i][j] * scalar;
}
}
cout << "Se multiplicó a la Matriz por el escalar " << scalar << endl;
}
// Imprimir Matriz
template<typename T>
void Matrix<T>::print_matrix()
{
for (int i = 0; i < m_rows; i++) {
for (int j = 0; j < m_cols; j++) {
cout << m_matrix[i][j] << " ";
}
cout << endl << endl;
}
cout << endl << endl;
}
// Intercambiar dos columnas en una Matriz
template<typename T>
void Matrix<T>::swap_cols(int col_1, int col_2)
{
if (col_1 > m_cols || col_2 > m_cols) {
cout << "Esa columna se encuentra fuera de rango." << endl;
} else {
T temp;
col_1--;
col_2--;
for (int i = 0; i < m_rows; i++) {
temp = m_matrix[i][col_1];
m_matrix[i][col_1] = m_matrix[i][col_2];
m_matrix[i][col_2] = temp;
}
cout << "Se intercambiaron las columnas " << col_1 + 1 << " y " << col_2 + 1 << endl;
}
}
// Intercambiar dos filas en una Matriz
template<typename T>
void Matrix<T>::swap_rows(int row_1, int row_2)
{
if (row_1 > m_rows || row_2 > m_rows) {
cout << "Esa fila se encuentra fuera de rango." << endl;
} else {
T temp;
row_1--;
row_2--;
for (int i = 0; i < m_cols; i++) {
temp = m_matrix[row_1][i];
m_matrix[row_1][i] = m_matrix[row_2][i];
m_matrix[row_2][i] = temp;
}
cout << "Se intercambiaron las filas: " << row_1 + 1 << " y " << row_2 + 1 << endl;
}
}
template<typename T>
Matrix<T>::~Matrix() {}
main.cpp:
Código:
#include <iostream>
#include "matrix.h"
#include "matrix.cpp"
using namespace std;
int main()
{
// Para no generar los mismos números aleatorios
srand(time(NULL));
int n_rows;
int n_cols;
int col_1;
int col_2;
int row_1;
int row_2;
int scalar;
cout << "Ingresa nro de filas: " << endl;
cin >> n_rows;
cout << "Ingresa nro de columnas: " << endl;
cin >> n_cols;
cout << endl;
Matrix<int> a(n_rows, n_cols);
Matrix<int> b(n_rows, n_cols);
// Matriz para almacenar el resultado de las operaciones
Matrix<int> c(n_rows, n_cols);
a.fill_random();
b.fill_random();
cout << "********** Operaciones básicas con la Matriz A **********" << endl;
cout << "Matriz A " << endl;
a.print_matrix();
cout << "El mayor de la Matriz es: " << a.get_max() << endl;
cout << "El menor de la Matriz es: " << a.get_min() << endl;
cout << "La moda de la Matrix es: " << a.get_mode() << endl;
cout << (a.isSymmetric() ? "" : "No") << " Es simétrica." << endl;
cout << (a.isIdentity() ? "" : "No") << " Es identidad." << endl;
cout << endl;
cout << "Ingresa el escalar: " << endl;
cin >> scalar;
a.multiply_by_scalar(scalar);
a.print_matrix();
cout << "Intercambio: Ingresa 2 columnas del 1 al " << n_cols << endl;
cout << "Columna 1: " << endl;
cin >> col_1;
cout << "Columna 2: " << endl;
cin >> col_2;
a.swap_cols(col_1, col_2);
a.print_matrix();
cout << "Intercambio: Ingresa 2 filas del 1 al " << n_rows << endl;
cout << "Fila 1: " << endl;
cin >> row_1;
cout << "Fila 2: " << endl;
cin >> row_2;
a.swap_rows(row_1, row_2);
a.print_matrix();
cout << "Transpuesta de A " << endl;
a.get_transpose();
cout << "********** Operaciones con matrices **********" << endl;
cout << "Matriz A " << endl;
a.print_matrix();
cout << "Matriz B " << endl;
b.print_matrix();
cout << "Matriz A + B " << endl;
c = a + b;
c.print_matrix();
cout << "Matriz A - B " << endl;
c = a - b;
c.print_matrix();
cout << "Matriz A * B " << endl;
c = a * b;
c.print_matrix();
a.delete_matrix();
b.delete_matrix();
c.delete_matrix();
return 0;
}
Gracias de antemano, saludos !!
