C语言实现文件读取矩阵乘法

用C语言计算矩阵乘积

一、设计需求：

用命令行参数的形式编写C语言程序
从A.txt和B.txt中读取连个矩阵
需要判断两个矩阵能否相乘
把计算后的结果写入到C.txt中

二、实现思路

1.用命令行参数把文件名传给文件指针fp1、fp2、fp3
2.检测一行文本中空格的个数和换行符的个数，确定行和列并创建二维数组。
3.利用fscanf函数和两层for循环把数据传给二维数组
4.利用for循环对两个二维数组进行计算，把结果传给新的二维数组。
5.将新的二维数组一个个写入到C.txt中

三、矩阵乘法的定义

设A为m×p矩阵,B为的p×n的矩阵，那么称m×n的矩阵C为A与B的乘积,记作C=AB,其中矩阵C中第i行第j列元素可以表示为:设A为m \times p 矩阵,B为的p \times n的矩阵，那么称m\times n的矩阵C为A与B的乘积,记作C=AB,其中矩阵C中第i行第j列元素可以表示为:设A为m×p矩阵,B为的p×n的矩阵，那么称m×n的矩阵C为A与B的乘积,记作C=AB,其中矩阵C中第i行第j列元素可以表示为:
(AB)ij=∑k=1paikbkj=ai1b1j+ai2b2j+⋯+aipbpj(AB)_{ij}=\sum_{k=1}^{p}a_{ik}b_{kj}=a_{i1}b_{1j}+a_{i2}b_{2j}+\cdots+a_{ip}b_{pj} (AB)ij=k=1∑paikbkj=ai1b1j+ai2b2j+⋯+aipbpj

四、源代码

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
//读取矩阵有几行
int read_row(FILE* fp) {//fp = fopen("A.txt", "r");int c, m = 0;while ((c = fgetc(fp)) != EOF)if (c == '\n'){m++;}m++;rewind(fp);return m;
}int read_rank(FILE* fp) //读取有几列
{int n = 0, c;while ((c = fgetc(fp)) != '\n')if (c == ' ')n++;n++;rewind(fp);return n;
}
//行数row，列数column
int main(int argc ,char* argv[])
{//检查用户的参数是否正确if (argc != 4){printf("用法:命令 矩阵1 矩阵2 输出矩阵\n");return -1;}FILE* fp1, * fp2, * fp3;fp1 = fopen(argv[1], "r");fp2 = fopen(argv[2], "r");fp3 = fopen(argv[3], "w");if (fp1 && fp2 == NULL){printf("file is error.");return -1;}int row1 = 0, column1 = 0, row2 = 0, column2 = 0;row1 = read_row(fp1);column1 = read_rank(fp1);row2 = read_row(fp2);column2 = read_rank(fp2);printf("矩阵A有%d行%d列\n", row1, column1);printf("矩阵B有%d行%d列\n", row2, column2);int a[row1][column1];int b[row2][column2];//判断矩阵能否相乘if (row1 != column2){printf("矩阵无法相乘！");exit(0);}int c[column1][row2];if (fp1 && fp2 == NULL){printf("文件不存在!");exit(0);}//输入矩阵Afor (int i = 0; i < row1; i++){for (int j = 0; j < column1; j++){fscanf(fp1, "%d", &a[i][j]);}}fclose(fp1);//控制台输出矩阵Afor (int i = 0; i < row1; i++){for (int j = 0; j < column1; j++){printf("%d ", a[i][j]);}printf("\n");}printf("\n");printf("矩阵A输出完毕\n");//输入矩阵Bfor (int i = 0; i < row1; i++){for (int j = 0; j < column2; j++){fscanf(fp2, "%d", &b[i][j]);}}fclose(fp2);//控制台输出矩阵Bfor (int i = 0; i < row1; i++){for (int j = 0; j < column2; j++){printf("%d ", b[i][j]);}printf("\n");}printf("\n");printf("矩阵B输出完毕\n");//乘法for (int i = 0;i < column1;i++){for (int j = 0;j < row2;j++){int sum = 0;for (int k = 0;k < row2;k++){sum = sum + a[i][k] * b[k][j];}c[i][j] = sum;}}//显示结果for (int i = 0;i < column1; i++){for (int j = 0;j < row2;j++){printf("%d ", c[i][j]);fprintf(fp3, "%d ", c[i][j]);}printf("\n");fprintf(fp3, "\n");}return 0;
}

五、试验现象

在在A.txt和B.txt中输入下列矩阵
在cmd中编译并生成b.exe可执行文件，输入命令行运算，由于B矩阵不满足矩阵乘法要求，故无法继续相乘
更改B矩阵的值为3*3矩阵

再重新运行程序看看

打开C.txt查看输出数值

我们去MATLAB中验证一下矩阵相乘的结果正确与否，在控制台输入如下代码：

A = [1 2 3;4 5 6;7 8 9]
B = [1 2 3;4 1 6;7 8 1]
C = A*B

查看输出结果

计算是正确的

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