C#实现矩阵乘法

目录

一、使用的方法

1.矩阵

2.矩阵的乘法原理

二、实例

1.源码

2.生成效果


一、使用的方法

矩阵相当于一个数组,主要用来存储一系列数,例如,m×n矩阵是排列在m行和n列中的一系列数,m×n矩阵可与一个n×p矩阵相乘,结果为一个m×p矩阵。这里需要注意的是,如果两个矩阵相乘,第一个矩阵的列数必须与第二个矩阵的行数相同。

1.矩阵

矩阵是指纵横排列的二维数据表格。

2.矩阵的乘法原理

矩阵乘法是一种高效的算法,它可以把一些一维递归优化到log(n),还可以求路径方案等。在执行两个矩阵的乘法运算时,需要将前面矩阵的第i行与后面矩阵的第j列对应的元素相乘,然后再相加,最后将得到的结果放到结果矩阵的第(i,j)这个位置上即可。

二、实例

1.源码

cs 复制代码
//矩阵乘法
namespace _108
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        static Label? label1;
        static Label? label2;
        static Label? label3;
        static Label? label4;

        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
            StartPosition = FormStartPosition.CenterScreen;
            Load += Form1_Load;
        }

        private void Form1_Load(object? sender, EventArgs e)
        {
            // 
            // label1
            // 
            label1 = new Label
            {
                AutoSize = true,
                BackColor = SystemColors.Control,
                ForeColor = Color.Red,
                Location = new Point(74, 13),
                Name = "label1",
                Size = new Size(0, 17),
                TabIndex = 0
            };
            // 
            // label2
            // 
            label2 = new Label
            {
                AutoSize = true,
                ForeColor = Color.Red,
                Location = new Point(213, 13),
                Name = "label2",
                Size = new Size(0, 17),
                TabIndex = 1
            };
            // 
            // label3
            // 
            label3 = new Label
            {
                AutoSize = true,
                Font = new Font("Microsoft YaHei UI", 14.25F, FontStyle.Bold, GraphicsUnit.Point, 134),
                ForeColor = Color.Red,
                Location = new Point(186, 43),
                Name = "label3",
                Size = new Size(21, 26),
                TabIndex = 2,
                Text = "*"
            };
            // 
            // label4
            // 
            label4 = new Label
            {
                AutoSize = true,
                ForeColor = Color.Red,
                Location = new Point(150, 82),
                Name = "label4",
                Size = new Size(0, 17),
                TabIndex = 3
            };
            // 
            // Form1
            // 
            AutoScaleDimensions = new SizeF(7F, 17F);
            AutoScaleMode = AutoScaleMode.Font;
            ClientSize = new Size(384, 156);
            Controls.Add(label4);
            Controls.Add(label3);
            Controls.Add(label2);
            Controls.Add(label1);
            Name = "Form1";
            Text = "矩阵的乘积";

            MatrixMulti();
        }

        static void MatrixMulti()
        {
            //定义3个float类型的二维数组,作为矩阵
            float[,] Matrix1 = new float[3, 3];
            float[,] Matrix2 = new float[3, 3];
            float[,] MatrixResult = new float[3, 3];
            //为第一个矩阵中的各个项赋值
            Matrix1[0, 0] = 2;
            Matrix1[0, 1] = 2;
            Matrix1[0, 2] = 1;
            Matrix1[1, 0] = 1;
            Matrix1[1, 1] = 1;
            Matrix1[1, 2] = 1;
            Matrix1[2, 0] = 1;
            Matrix1[2, 1] = 0;
            Matrix1[2, 2] = 1;
            //为第二个矩阵中的各个项赋值
            Matrix2[0, 0] = 0;
            Matrix2[0, 1] = 1;
            Matrix2[0, 2] = 2;
            Matrix2[1, 0] = 0;
            Matrix2[1, 1] = 1;
            Matrix2[1, 2] = 1;
            Matrix2[2, 0] = 0;
            Matrix2[2, 1] = 1;
            Matrix2[2, 2] = 2;
            label1!.Text += "第一个矩阵:\n";
            //循环遍历第一个矩阵并逐行输出
            for (int i = 0; i < 3; i++)
            {
                label1.Text += "|     ";
                for (int j = 0; j < 3; j++)
                {
                    label1.Text += Matrix1[i, j] + "   ";
                }
                label1.Text += "   |\r\n";
            }
            label2!.Text = "第二个矩阵:\n";

            //循环遍历第二个矩阵并逐行输出
            for (int i = 0; i < 3; i++)
            {
                label2.Text += "|     ";
                for (int j = 0; j < 3; j++)
                {
                    label2.Text += Matrix2[i, j] + "   ";
                }
                label2.Text += "   |\r\n";
            }
            MultiplyMatrix(Matrix1, Matrix2, MatrixResult);//调用自定义方法计算两个矩阵的乘积
            label4!.Text = "两个矩阵的乘积:\n";

            //循环遍历新得到的矩阵并逐行输出
            for (int i = 0; i < 3; i++)
            {
                label4.Text += "|     ";
                for (int j = 0; j < 3; j++)
                {
                    label4.Text += MatrixResult[i, j] + "   ";
                }
                label4.Text += "   |\r\n";
            }
        }

        #region 矩阵乘法
        /// <summary>
        /// 在执行两个矩阵的乘法运算时,
        /// 需要将前面矩阵的第i行与后面矩阵的第j列对应的元素相乘,
        /// 然后再相加,最后将得到的结果放到结果矩阵的第(i,j)这个位置上即可。
        /// </summary>
        /// <param name="Matrix1"></param>
        /// <param name="Matrix2"></param>
        /// <param name="MatrixResult"></param>
        public static void MultiplyMatrix(float[,] Matrix1, float[,] Matrix2, float[,] MatrixResult)
        {
            for (int i = 0; i < 3; i++)
            {
                for (int j = 0; j < 3; j++)
                {
                    for (int k = 0; k < 3; k++)
                    {
                        MatrixResult[i, j] += Matrix1[i, k] * Matrix2[k, j];//计算矩阵的乘积
                    }
                }
            }
        }
        #endregion
    }
}

2.生成效果

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