矩阵运算

头文件

#include "mln_matrix.h"

模块名

matrix

相关结构

typedef struct {                 
    mln_size_t  row;//矩阵的行数
    mln_size_t  col;//矩阵的列数
    double     *data;//一个一维数组，包含了矩阵内所有元素，按行一次排列
    mln_u32_t   is_ref:1;//标识data是否为外部引用，该标记用于释放矩阵结构时忽略对data的释放
} mln_matrix_t;

函数

mln_matrix_new

mln_matrix_t *mln_matrix_new(mln_size_t row, mln_size_t col, double *data, mln_u32_t is_ref);

描述：创建一个row行col列，数据为data的矩阵。若is_ref为0则表示矩阵结构会完全复制一个data在其中，否则直接引用data。

返回值：成功则返回矩阵结构指针，否则返回NULL

mln_matrix_free

void mln_matrix_free(mln_matrix_t *matrix);

描述：释放矩阵结构内存。

返回值：无

mln_matrix_mul

mln_matrix_t *mln_matrix_mul(mln_matrix_t *m1, mln_matrix_t *m2);

描述：矩阵乘法。

返回值：成功则返回结果矩阵指针，否则返回NULL

mln_matrix_inverse

mln_matrix_t *mln_matrix_inverse(mln_matrix_t *matrix);

描述：矩阵求逆。注意：矩阵求逆要求是该矩阵为方阵。此函数不会修改输入矩阵。

返回值：成功则返回结果矩阵指针，否则返回NULL

mln_matrix_add

mln_matrix_t *mln_matrix_add(mln_matrix_t *m1, mln_matrix_t *m2);

描述：矩阵加法。两个矩阵必须具有相同的维度。

返回值：成功则返回结果矩阵指针，否则返回NULL

mln_matrix_sub

mln_matrix_t *mln_matrix_sub(mln_matrix_t *m1, mln_matrix_t *m2);

描述：矩阵减法。两个矩阵必须具有相同的维度。

返回值：成功则返回结果矩阵指针，否则返回NULL

mln_matrix_scalar_mul

mln_matrix_t *mln_matrix_scalar_mul(double scalar, mln_matrix_t *matrix);

描述：标量乘法。将矩阵中的每个元素乘以scalar。

返回值：成功则返回结果矩阵指针，否则返回NULL

mln_matrix_transpose

mln_matrix_t *mln_matrix_transpose(mln_matrix_t *matrix);

描述：矩阵转置。

返回值：成功则返回结果矩阵指针，否则返回NULL

mln_matrix_det

double mln_matrix_det(mln_matrix_t *matrix);

描述：使用LU分解与部分主元法计算方阵的行列式。此函数不会修改输入矩阵。

返回值：返回行列式的值。若矩阵为NULL或不是方阵，则返回0.0并设置errno为EINVAL。

mln_matrix_dump

void mln_matrix_dump(mln_matrix_t *matrix);

描述：将矩阵的信息输出到标准输出中。仅用于调试。

返回值：无

示例

#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include "mln_matrix.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
    mln_matrix_t *a, *b;
    double data[] = {1, 1, 1, 1, 2, 4, 2, 8, 64};

    a = mln_matrix_new(3, 3, data, 1);
    if (a == NULL) {
        fprintf(stderr, "init matrix failed\n");
        return -1;
    }
    mln_matrix_dump(a);

    b = mln_matrix_inverse(a);
    mln_matrix_free(a);
    if (b == NULL) {
        fprintf(stderr, "inverse failed: %s\n", strerror(errno));
        return -1;
    }
    mln_matrix_dump(b);
    mln_matrix_free(b);

    return 0;
}