《第九周实验报告任务4》

【题目】建立一个二维数组类Douary，使该类中有以下数据成员、成员函数及友员函数，完成矩阵的输入、输出、加、减、相等判断等操作。

给出的代码部分如下：

[cpp] view plaincopyprint?

1. class Douary
2. {public:
3. Douary(int m,int n);//构造函数：用于建立动态数组存放m行n列的二维数组（矩阵）元素，并将该数组元素初始化为0
4. ~Douary(); //析构函数：用于释放动态数组所占用的存储空间。
5. friend istream &operator>>(istream &input, Douary &d);//重载运算符“>>”输入二维数组，d为Dousry类对象；
6. friend ostream &operator<<(ostream &output, Douary &d);//重载运算符“<<”以m行n列形式输出，d为Douary类对象。
7. friend Douary operator+(const Douary &d1,const Douary &d2);//两个矩阵相加，规则：对应位置上的元素相加
8. friend Douary operator-(const Douary &d1,const Douary &d2);//两个矩阵相减，规则：对应位置上的元素相减
9. bool operator==(const Douary &d);//判断两个矩阵是否相等，即对应位置上的所有元素是否相等
10. private:
11. int * Array;//Array 为动态数组指针。
12. int row;//row 为二维数组的行数。
13. int col;//col 为二维数组的列数。
14. }
15. int main()
16. { Douary d1(2,3),d2(2,3)
17. cout<<"输入d1:"<<endl; cin>>d1;
18. cout<<"输入d2:"<<endl; cin>>d2;
19. coutt<<"d1="<<endl; cout<<d1;
20. coutt<<"d2="<<endl; cout<<d2;
21. coutt<<"d1+d2="<<endl; cout<<(d1+d2);
22. coutt<<"d1-d2="<<endl; cout<<(d1-d2);
23. cout<<"d1"<<((d1==d2)?"==":"!=")<<"d2"<<endl;
24. }

【说明】（1）在上面的成员函数中，少定义了一个复制构造函数。对一般的类而言，这个复制构造函数是默认的，但在此问题中却必须给出。详细讲解请参考：《何时需要自定义复制构造函数？》（2）在初次给出的部分代码中，operate+、operate-和operate==的返回值都是引用型（&）的，这是不合适的。这也是一个值得搞清楚的问题，参考：《函数返回值是否使用引用类型的问题：理解引用、返回值》

【参考解答】

[cpp] view plaincopyprint?

1. #include <iostream>
2. usingnamespace std;
3. class Douary
4. {
5. public:
6. Douary(int m,int n);//构造函数：用于建立动态数组存放m行n列的二维数组（矩阵）元素，并将该数组元素初始化为
7. Douary(const Douary &d);//构造函数：用于建立动态数组存放m行n列的二维数组（矩阵）元素，并将该数组元素初始化为
8. ~Douary(); //析构函数：用于释放动态数组所占用的存储空间
9. friend istream &operator>>(istream &input, Douary &d);//重载运算符“>>”输入二维数组，其中d为Dousry类对象；
10. friend ostream &operator<<(ostream &output, Douary &d);//重载运算符“<<”以m行n列矩阵的形式输出二维数组，其中d为Douary类对象。
11. friend Douary operator+(const Douary &d1,const Douary &d2);//两个矩阵相加，规则：对应位置上的元素相加
12. friend Douary operator-(const Douary &d1,const Douary &d2);//两个矩阵相减，规则：对应位置上的元素相减
13. bool operator==(const Douary &d);//判断两个矩阵是否相等，即对应位置上的所有元素是否相等
14. private:
15. int * Array;//Array 为动态数组指针。
16. int row;//row 为二维数组的行数。
17. int col;//col 为二维数组的列数。
18. };
20. Douary::Douary(int m,int n) //构造函数：用于建立动态数组存放m行n列的二维数组（矩阵）元素，并将该数组元素初始化为
21. {
22. row=m;
23. col=n;
24. Array = newint[m*n]; //Array只能指向一维数组，将m*n个元素的一维数组当作m行n列的数组看待了
25. for(int i=0; i<row; ++i)
26. for(int j=0; j<col; ++j)
27. Array[i*col+j]=0; //关键是给出各个元素地址的计算办法，此处还可以写作*(Array+i*col+j)=0;
28. }
30. Douary::Douary(const Douary &d)
31. {
32. row=d.row;
33. col=d.col;
34. Array = newint[row*col];
35. for(int i=0; i<row; ++i)
36. for(int j=0; j<col; ++j)
37. Array[i*col+j]=d.Array[i*col+j];//注意地址求法
38. }
40. Douary::~Douary() //析构函数：用于释放动态数组所占用的存储空间
41. {
42. delete [] Array;
43. }
45. istream &operator>>(istream &input, Douary &d)//重载运算符“>>”输入二维数组，其中d为Dousry类对象
46. {
47. for(int i=0; i<d.row; ++i)
48. for(int j=0; j<d.col; ++j)
49. cin>>d.Array[i*d.col+j];//注意地址求法
50. return input;
51. }
53. ostream &operator<<(ostream &output, Douary &d)//重载运算符“<<”以m行n列矩阵的形式输出二维数组，其中d为Douary类对象
54. {
55. for(int i=0; i<d.row; ++i)
56. {
57. for(int j=0; j<d.col; ++j)
58. cout<<d.Array[i*d.col+j]<<"\t";//注意地址求法
59. cout<<endl;
60. }
61. cout<<endl;
62. return output;
63. }
65. Douary operator+(const Douary &d1,const Douary &d2)//两个矩阵相加，规则：对应位置上的元素相加
66. {
67. //在此可以先判断d1和d2的行列是否相同，如果不相同可以报错退出，不做运算。本参考解答忽略了这一前提
68. Douary d(d1.row,d1.col);
69. for(int i=0; i<d1.row; ++i)
70. {
71. for(int j=0; j<d1.col; ++j)
72. d.Array[i*d1.col+j]=d1.Array[i*d1.col+j]+d2.Array[i*d1.col+j];
73. }
74. return d;
75. }
77. Douary operator-(const Douary &d1,const Douary &d2)//两个矩阵相减，规则：对应位置上的元素相减
78. {
79. //在此可以先判断d1和d2的行列是否相同，如果不相同可以报错退出，不做运算。本参考解答忽略了这一前提
80. Douary d(d1.row,d1.col);
81. for(int i=0; i<d1.row; ++i)
82. {
83. for(int j=0; j<d1.col; ++j)
84. d.Array[i*d1.col+j]=d1.Array[i*d1.col+j]-d2.Array[i*d1.col+j];
85. }
86. return d;
87. }
88. bool Douary::operator ==(const Douary &d)//判断两个矩阵是否相等，即对应位置上的所有元素是否相等
89. {
90. if(row!=d.row||col!=d.col)return false;
91. bool eq =true;
92. for(int i=0; i<row; ++i)
93. {
94. for(int j=0; j<col; ++j)
95. if (Array[i*col+j]!=d.Array[i*col+j])
96. {
97. eq=false;
98. break;
99. }
100. if (!eq)break;
101. }
102. return eq;
103. }
105. int main()
106. {
107. Douary d1(2,3),d2(2,3);
108. cout<<"输入d1(2,3):"<<endl;
109. cin>>d1;
110. cout<<"输入d2(2,3):"<<endl;
111. cin>>d2;
112. cout<<"d1="<<endl;
113. cout<<d1;
114. cout<<"d2="<<endl;
115. cout<<d2;
116. cout<<"d1+d2="<<endl;
117. Douary d3=(d1+d2);
118. cout<<d3;
119. cout<<"d1-d2="<<endl;
120. cout<<(d1-d2);
121. cout<<"d1"<<((d1==d2)?"==":"!=")<<"d2"<<endl;
122. system("pause");
123. return 0;
124. }

　　还看见有的同学除了重载输出（ostream &operator<<(ostream &output, Douary &d)）时用双重循环外，其余的函数中只用单重循环实现，例如operate+的实现：

[cpp] view plaincopyprint?

1. Douary operator+(const Douary &d1,const Douary &d2)
2. {
3. Douary d(d1.row,d1.col);
4. for(int i=0; i<d1.row*d1.col; ++i)
5. {
6. d.Array[i]=d1.Array[i]+d2.Array[i];
7. }
8. return d;
9. }

这也是一个很好的解决办法，对应位置上的值相加即可。只要输出时让用户看着是二维的样子即可，用户才不关心内部的实现呢。这种“欺里瞒外”的方法值得推荐。这要谴责，原题中要让实现二维数组功能，却偏给出个指向int的指针就已经带头这么干了。

<本文完>