c - ANSI C - 数字矩阵的输入

Question

我必须实现一个 C 程序来执行两个矩阵的乘法(是的，家庭作业:)，并且我正在尝试设计一个函数来接收用户的输入并验证它。

我最初的想法是:让我们只要求用户输入矩阵(数字用空格分隔，行用换行符分隔，换行符后面可能有一个“e”来表示矩阵结束)，以便程序会自动计算列数和行数并将它们存储在二维数组中。但是，如果我事先不知道它们的大小，如何动态地为它们分配足够的内存？如果可能的话，我会避免要求用户手动输入每个矩阵的行数和列数。

此外，验证输入是否存在错误和/或丢失数据(例如字母、垃圾、数字少于其他行等)的最佳方法是什么？我正在考虑对每一行进行 strtok，使用空格作为分隔符来分割它们，并检查每个标记是否严格是数字。这是确定每行是否只包含有效数值的最佳方法吗？有没有更干净、更理智的方法？

这是我的伪代码:

function getMatrix () {
   while(true) {
   Receive a matrix as input, until the user enters 'e' in a new line by itself;
   Split the matrix in rows delimited by newlines;
   Split the rows in strings delimited by whitespaces;
   For each string {
     If the string is numeric, save it as matrix[rowNumber][colNumber];
     Else print a warning and discard the entire input;
   }
   If each row of the matrix has an equal number of elements {
      return the matrix as an array of integers;
   } else {
      print a warning and let the user re-enter the data.
  }
 }
}

main () {
    matrix1 = getMatrix;
    matrix2 = getMatrix;

    matrix1x2 = multiply the two matrices (this is the easy part :)
    print matrix1x2.
}

Answer 1

这在 C 中有点麻烦。但是如果您不希望用户指定矩阵的维度，则需要一个不断增长的缓冲区来放入数字。您可以使用 realloc 来实现这一点。它会像这样(未测试):

int n = 0, nmax = 100;
size_t len = 0;
int nrow = 0, ncol = 0;
double * mat = malloc(nmax);
char * line = NULL, *tok;
while(getline(&line, &len, stdin) > 0)
{
    nrow++;
    ncol = 0;
    for(tok = strtok(line, " \t"); tok; tok = strtok(NULL, " \t"))
    {
        ncol++; n++;
        if(n > nmax) mat = realloc(mat, (nmax *= 2)*sizeof(double));
        mat[n-1] = atof(tok);
    }
}
mat = realloc(mat, nrol*nrow*sizeof(double));
free(line);

它的作用是逐行读取输入，循环遍历空格或制表符分隔的标记，将每个标记转换为 double 型，并将其分配给一维缓冲区，该缓冲区根据需要进行扩展。我每次将其容量乘以两倍，以最大限度地减少重新分配内存所花费的时间(这也是 C++ vector 类所做的)。它还跟踪所看到的行数和列数，但不进行任何错误检查，因此实际版本需要更多工作。

要获取结果矩阵索引 (i,j) 处的值，您必须计算线性索引:val = mat[i*ncol+j]。