float matrix[2][2]; (Cの場合)
real matrix(2,2) (FORTRANの場合)
行列の次元などのように、扱うデータによって大きさが変わり、ただし計算の間は定数とみなせるような値はFORTRANならパラメタ文で定義すると便利である。
parameter(nn=3)という文がプログラムの初めに書いてあれば、プログラム中のnnはすべてコンパイラによって3という値と置き換えられ、実行時には定数として扱われる。
同様の効果をCで得るには#define文を使う。
#define NN 3という文がmainの前にあれば、プログラム中のNNという文字はすべて3と置き換えられる。 ただし、こちらは単に文字を置き換えるだけであって、"3"を数として扱っている わけではない。エディタの置換機能を使って文字を置き換えるのと同じこと をやっているだけなので、FORTRANのパラメタ文の働きとは本来違うものである。
3*3行列の入力データの例(数値には特に意味はありません)。 上側三行分が行列a、下側三行分が行列bに代入される値0.1 2.0 1.34 2.2 0 5.5 0.01 3.14 2.42 0.2 2.2 4.34 0.01 0.02 0.05 1 3.14 2
#include<stdio.h>
/* 行列とベクトルの掛け算 */
main()
{
float a[2][2],x[2],y[2]; 実数配列を宣言
int i,j;
/* 行列に値をいれる(値自身は意味ないです) */
a[0][0]=0.5;
a[0][1]=1.0;
a[1][0]=0.8;
a[1][1]=2.0;
/* ベクトルに値をいれる */
x[0]=1.0;
x[1]=2.0;
/* ベクトルyを初期化(値を0に) */
for( i=0; i<=1; ++i){ 配列のすべての要素を0にする
y[i]=0;
}
/* a*xによりyを求める */
for( i=0; i<1; ++i){ 二次元配列なので要素を指定するために
i,jのふたつの変数を使う。
ループも二重になる。
for( j=0; j<=1; ++j){
y[i] += a[i][j]*x[j]; 行列とベクトルの積の計算はいつもこれ。
a[i][j]とx[j]の積をy[i]に足している。
}
}
/* 出力 */
printf("matrix a:\n");
for( i=0; i<=1; ++i){
for( j=0; j<=1; ++j){ 二次元配列を出力したいので二重ループ
printf(" %f",a[i][j]);
}
printf("\n"); 一行出力したら改行
}
printf("vector x:\n");
for( i=0; i<=1; ++i){ こちらは一次元配列なので一重ループ
printf(" %f\n",x[i]);
}
printf("vector y=a*x:\n");
for( i=0; i<=1; ++i){
printf(" %f\n",y[i]);
}
}
#include<stdio.h>
#define NSIZ 3 プログラム中のNSIZという文字をすべて3に置き換える
/* defineを使った任意サイズの行列同士の掛け算 */
main()
{
float a[NSIZ][NSIZ],b[NSIZ][NSIZ],c[NSIZ][NSIZ]; 配列の宣言
int i,j,k;
/* キーボード(またはファイル)から行列に値を読み込む */
for( i=0; i<=NSIZ-1; ++i){
for( j=0; j<=NSIZ-1; ++j){ 二次元配列なので二重ループ
scanf("%f",&a[i][j]);
}
}
for( i=0; i<=NSIZ-1; ++i){
for( j=0; j<=NSIZ-1; ++j){ これも二重ループ
scanf("%f",&b[i][j]);
}
}
/* 行列cを初期化(値を0に) */
for( i=0; i<=NSIZ-1; ++i){
for( j=0; j<=NSIZ-1; ++j){ 行列の要素すべてに0を代入する
c[i][j]=0;
}
}
/* a*bによりcを求める */
for( i=0; i<=NSIZ-1; ++i){
for( j=0; j<=NSIZ-1; ++j){
for( k=0; k<=NSIZ-1; ++k){
c[i][j] += a[i][k]*b[k][j]; 行列の積の計算はいつもこれ。
a[i][k]とb[k][j]の積をc[i][j]に足している。
三重ループになっていることに注意
}
}
}
/* 出力 */
printf("matrix a:\n");
for( i=0; i<=NSIZ-1; ++i){
for( j=0; j<=NSIZ-1; ++j){ 二次元配列なので二重ループ
printf(" %f",a[i][j]);
}
printf("\n");
}
printf("matrix b:\n");
for( i=0; i<=NSIZ-1; ++i){
for( j=0; j<=NSIZ-1; ++j){
printf(" %f",b[i][j]);
}
printf("\n");
}
printf("matrix c=a*b:\n");
for( i=0; i<=NSIZ-1; ++i){
for( j=0; j<=NSIZ-1; ++j){
printf(" %f",c[i][j]);
}
printf("\n");
}
}
C 行列とベクトルの掛け算
program main
real a(2,2),x(2),y(2) 実数配列を宣言
C 行列に値をいれる(値自身は意味ないです)
a(1,1)=0.5
a(1,2)=1.0
a(2,1)=0.8
a(2,2)=2.0
C ベクトルに値をいれる
x(1)=1.0
x(2)=2.0
C ベクトルyを初期化(値を0に)
do i=1,2
y(i)=0 配列の全要素に0を代入する
enddo
C a*xによりyを求める
do i=1,2
do j=1,2 二次元配列なので要素を指定するために
i,jのふたつの変数を使う。ループも二重になる。
y(i)=y(i)+a(i,j)*x(j) 行列とベクトルの積の計算はいつもこれ。
a(i,j)とx(j)の積をy(i)に足している。
enddo
enddo
C 出力
write(*,*)"matrix a:"
do i=1,2
write(*,*)(a(i,j),j=1,2) この書きかたで一行にj=1と2の値を並べてくれる。
二次元配列を出力したいので二重ループになるのだが、
二重ループの内側ループが(a(i,j),j=1,2)ですんで
しまっている。これはwrite文などいくつかの場合にだけ使える
方法。
enddo
write(*,*)"vector x:"
write(*,*)(x(i),i=1,2) こちらは一次元配列なので一重ループ。
write文中であるため、このように簡単に書ける。
write(*,*)"vector y=a*x:"
write(*,*)(y(i),i=1,2)
end
C パラメタ文を使った任意サイズの行列同士の掛け算
program main
parameter(nn=3) プログラム中のnnという変数は
すべて3という定数に置き換える
real a(nn,nn),b(nn,nn),c(nn,nn)
C ファイルから行列に値を読み込む
do i=1,nn
read(*,*)(a(i,j),j=1,nn) 二次元配列なので二重ループ。
write文と同様、データを読むほうのread文でも、
この書き方でj=1からnnまでを読める
enddo
do i=1,nn
read(*,*)(b(i,j),j=1,nn) これも二重ループ
enddo
C 行列cを初期化(値を0に)
do i=1,nn 行列の要素すべてに0を代入する二重ループ
do j=1,nn
c(i,j)=0
enddo
enddo
C a*bによりcを求める
do i=1,nn
do j=1,nn
do k=1,nn
c(i,j)=c(i,j)+a(i,k)*b(k,j) 行列の積の計算はいつもこれ。
a(i,j)とb(k,j)の積をc(i,j)に足している。
三重ループになっていることに注意
enddo
enddo
enddo
C 出力
write(*,*)"matrix a:"
do i=1,nn
write(*,*)(a(i,j),j=1,nn) 二次元配列なので二重ループ。
内側ループは例によって簡単な書き方
enddo
write(*,*)"matrix b:"
do i=1,nn
write(*,*)(b(i,j),j=1,nn)
enddo
write(*,*)"matrix c=a*b:"
do i=1,nn
write(*,*)(c(i,j),j=1,nn)
enddo
end