Polytech-soft.com

ПК журнал
61 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Java работа с матрицами

Java работа с матрицами

В уроке 10 мы научились создавать одномерные массивы. Подобным образом в Java можно создать двумерный, трехмерный, четырехмерный… иначе говоря, многомерные массивы. Многомерный массив в Java по сути является массивом из массивов.

Популярным примером использования такого рода массивов, являются матрицы, для представления которых, используются двумерные массивы. Итак, что же такое матрица и как ее представить с помощью двумерного массива в Java.

Матрицы и двумерные массивы в Java

Матрица это прямоугольная таблица, состоящая из строк и столбцов на пересечении которых находятся её элементы. Количество строк и столбцов матрицы задают ее размер.

Общий вид матрицы размером m x n ( m — количество строк, n — количество столбцов), выглядит следующим образом:

Каждый элемент матрицы имеет свой индекс, где первая цифра обозначает номер строки на которой находится элемент, а вторая — номер столбца.

Рассмотрим примеры конкретных матриц и создадим их с помощью Java.

Матрица A имеет размерность 2 на 3 (2 строки, 3 столбца). Создадим двухмерный массив этой размерности:

Мы объявили двумерный массив целых чисел (поскольку матрица в данном случае содержит целые числа) и зарезервировали для него память. Для этого мы использовали 2 индекса: первый индекс определяет строку и ее размер, второй индекс определяет столбец и его размер.

Далее будем инициализировать массив поэлементно. Запишем матрицу A в виде таблицы, чтобы было визуально понятно, какому индексу соответствует элемент.

Для доступа к элементам двумерного массива необходимо использовать 2 индекса: первый для строки, второй – для столбца. Как и в случае с одномерными массивами, индексы также начинаются с нуля. Поэтому нумерация строк и столбцов в таблице начинается с 0.

Для того, чтобы вывести матрицу на консоль, нужно пройти все элементы, используя два цикла. Количество циклов, при прохождении элементов массива, равно его размерности. В нашем случае первый цикл осуществляется по строкам, второй — по столбцам.

То есть, сначала выводим все элементы первой строки, отделяя их символом табуляции » t», переносим строку и выводим все элементы второй строки.

Полностью код для матрицы А выглядит следующим образом:

Для матрицы B воспользуемся упрощенным способом инициализации — в момент объявления. По аналогии с одномерными массивами.

Каждую строку массива необходимо заключить в пару фигурных скобок и отделить друг от друга запятой.

Полностью код для матрицы B:

Рассмотрим инициализацию в цикле для двумерного массива на примере таблицы умножения.

Здесь инициализация элементов значениями таблицы умножения совмещена с их выводом на консоль в одном цикле.

Многомерные и несимметричные массивы.

Создаются многомерные массивы в Java аналогичным способом. Количество квадратных скобок указывает на размерность.
Примеры создания массивов фиксированной длины:

Однако, не обязательно изначально указывать размер на всех уровнях, можно указать размер только на первом уровне.

В данном случае, пока неизвестно сколько будет элементов в каждой строке, это можно определить позже, причем, массив может содержать в каждой строке разное количество элементов, то есть быть несимметричным. Определим количество элементов в каждой строке для массива a1

В результате, при выводе на экран,

массив будет иметь такой вид:

Читать еще:  Ошибка сервисов гугл плей как устранить

0
0 0
0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0 0

При создании массива его элементы автоматически инициализируются нулями, поэтому в это примере на экран выведены нули.

Двумерные массивы в java — инициализация, вывод и сортировка

Двумерный массив — это массив одномерных массивов. Я никогда не использовал 4-мерные массивы, даже трехмерные не так распространены.

Теперь возникает вопрос, когда используются многомерные массивы? Ну, 2D-массивы очень распространены в платформенных играх, таких как Super Mario, для представления экрана или местности; 2D блоки можно также использовать для того, чтобы представить электронную таблицу, или шахматы. Еще одним популярным применением являются матрицы.

Для представления матриц 3×2 необходимо 2 двумерных массива, состоящих из массива длины 3. Другими словами, каждая строка в двумерном массиве является одномерным массивом.

Java действительно не поддерживает многомерные массивы, но позволяет создавать и использовать массивы любого количества измерений. В истинном 2D массиве все элементы занимают непрерывный блок памяти, но в Java это не так. Вместо этого многомерный массив является массивом массива.


Это в отличие от языков, таких как C или FORTRAN, который позволяет массиву Java иметь строки различной длины, т. е. может иметь 2 столбца в одной строке и 3 столбца.

Массив 2×2 может содержать всего 4 элемента, и к ним можно получить доступ с помощью индекса строк и столбцов, например, [0][0] даст вам элементы в первой строке и первом столбце, аналогично[1][1] даст вам элементы из 2-й строки и 2-го столбца. Индекс начинается с 0 и заканчивается на -1.

Второе измерение является необязательным в Java. Вы можете создать 2D массив без указания обоих измерений, например, int[4][] является допустимым.
При создании двумерных или трехмерных array, первое измерение должно быть обязательно int[][3] — так нельзя, но int[3][] — это можно.

Как объявить двумерный массив в Java?

Вместо одной скобки вы будете использовать две, например, int [] [] — двумерный целочисленный массив. Определяется это следующим образом:

Кстати, когда вы изначально объявляете, вы должны помнить, что нужно указать первое измерение, например, следующее объявление является неверным:

Выражение выдаст ошибку «переменная должна предоставить либо выражения измерения, либо инициализатор массива» во время компиляции. С другой стороны, при заполнении, второе измерение является необязательным и даже если вы не укажете, компилятор не будет ругаться, как показано ниже:

Потому что двумерный массив не что иное, как массив из одномерных массивов, из-за этого, вы также можете создать двумерный, где отдельные одномерные имеет разную длину, как показано в следующем примере.

В этом примере вы можете видеть объявление двумерного массива, но его первая строка имеет 3 элемента, а вторая строка имеет только один элемент.

Вы можете получить доступ к элементам, используя оба индекса или только один индекс. Например, salutation[0][1] представляет единственную строку в Java, в то время как salutation[0] представляет одномерный.

Пока мы только что объявили и создали массив, но не инициализировали. Здесь можно увидеть значения по умолчанию для различных типов.

Массив символов немного сложнее, потому что, если вы печатаете 0 как символ, он напечатает нулевой символ, и поэтому я использовал его целочисленное значение, приведя к int.


Читать еще:  Math возведение в степень java

Инициализация

Теперь есть два способа инициализировать двумерный массив в Java:

  1. используя литерал массива во время создания.
  2. используя вложенный цикл for.

В следующем примере мы узнаем, как выполнить цикл через двумерный массив, инициализировать каждый элемент и вывести (напечатать).

Вам понадобится столько циклов, какова размерность массива. Например, для явной инициализации трехмерного массива потребуются три вложенных цикла for. С другой стороны, для инициализации двумерного массива достаточно двух вложенных циклов for.


Как вывести

Если вы хотите получить доступ к каждому элементу, то вам нужно выполнить итерацию по двумерному массиву, используя два цикла for. Почему? Потому что вам нужно два индекса для доступа к отдельному элементу.

Вы можете использовать расширенный для каждого цикла или классический для цикла со счетчиком. Для того, чтобы напечатать(сделать вывод) содержимое 2D массива, вы можете использовать либо этот метод, либо Arrays.deepToString(), который возвращает строку всех элементов.

Сортировка двумерного массива Java

Пусть нам дан двумерный массив Порядка N X M и номер столбца K (1

Средняя оценка / 5. Количество голосов:

Спасибо, помогите другим — напишите комментарий, добавьте информации к статье.

Или поделись статьей

Видим, что вы не нашли ответ на свой вопрос.

Двумерные массивы в Java

Приветствуем Вас в блоге Vertex Academy.

Вы уже знаете что такое массивы в Java и как с ними работать?

1. Если ответ «нет» — прочтите сначала статью «Массивы в Java»

2. Если ответ «да» — читайте статью ниже о двумерных массивах.

Поскольку Вы уже знаете что такое массивы и как с ними работать, наверняка, для Вас не проблема:

  • создать одномерный массив
  • заполнить его значениями
  • и вывести в консоль
Например:
Ну, а что же с двумерным массивом?

Самый, наверное, распространенный пример двумерного массива — это матрица. Если кто забыл что такое матрица, напоминаем:

В матрице есть строки и столбцы . На пересечении их стоит определенное значение.

Напоминаем, что счет в массивах начинается с 0 .

— число 1 это пересечение 0 — строки и 0 — столбца
— число 2 это пересечение 0 — строки и 1 — столбца
— число 3 это пересечение 1 — строки и 0 — столбца
— число 4 это пересечение 1 — строки и 1 — столбца

Ниже приводим пример объявления двумерного массива на языке программирования Java:

Или можно сразу объявить содержимое массива:

При инициализации двумерного массива, можно заметить отличие от обычного массива. В двумерном массиве Вы используете две квадратные скобки вместо одной.

  • в первой вы пишите количество строк
  • во второй вы пишите количество столбцов

При заполнении двумерного массива Вы указываете в этих скобках строку и столбец.

Например
А как же вывести двумерный массив в консоль?

Вывод двумерного массива с помощью цикла for сильно отличается от вывода обычного массива (когда используется цикл for).

Чтобы вывести в каждую ячейку двумерного массива значение, не достаточно использовать один цикл for. Необходимо использовать два цикла for, при этом один из них находится в другом.

Почему так?

Ранее упоминалось, что двумерный массив состоит из строк и столбцов. Каждая ячейка такого массива — это пересечение какой-то строки и столбца.

Читать еще:  Обновить java бесплатно

1. Так что первый цикл for перебирает каждую строку двумерного массива (которая содержит какое-то количество столбцов).

2. А второй цикл for перебирает столбцы в этой строке. Таким образом можно заполнить значением каждый элемент двумерного массива.

Например:

Если Вы запустите данный код на своем компьютере, в консоли Вы увидите:

Надеемся, что наша статья была Вам полезна. Также есть возможность записаться на наши курсы по Java в Киеве. Обучаем с нуля. Детальную информацию Вы можете найти у нас на сайте.

Пример использования библиотеки матричной алгебры

Библиотека матричной алгебры лежит в папке librariesTNT

TNT — Template Numerical Toolkit

Можно создавать матрицу с элементами любого типа

Получение размеров матрицы

Важно: отсчёт строк начинается с 0

Поэлементная работа с матрицами

Важно: здесь A * B и A / B — **поэлементное ** умножение и деление

Умножение на скаляр

Важно: здесь скаляр и матрица должны быть одного типа

Взятие по модулю числа и по модулю матрицы

Важно: p, A и B всегда типа int

Важно: определитель возвращает тип double

Нахождение минора матрицы

Нахождение матрицы главных миноров

Нахождение транспонированной матрицы

Нахождение обратной матрицы

Важно: элементы обратной матрицы всегда будут типа double

  • Home
  • Andro > Show 31 more pages…
  1. Стили кодирования
  • [Java](Код стайл для языка Java)
  • [C/C++](Стиль написания кода на С )
  • [C#](Стиль написания кода на С# )
  • [Swift](Руководство по оформлению кода на языке Swift )
  • Написание комментариев к коммитам
  1. Andro >
    1. Форматы файлов
    • [.bmp](Cтруктура хранения bmp файлов)
    • [.jpg](Cтруктура хранения jpg файлов)
    • [.png](Cтруктура хранения png файлов)
    1. Алгоритмы шифрования
    • Кодирование информации псевдослучайными последовательностями чисел
    • Визуальная криптография
    • Схема разделения секретной визуальной информации
    • Шифрование RGB изображения с помощью Фурье образа
    • RSA-шифрование .bmp файлов
    1. Примеры использования
    • [Библиотека матричной алгебры](Пример использования библиотеки матричной алгебры)
    1. Описание процесса кодирования файла
    2. Способ обезопасить использование приложения
    3. Java фасад библиотеки алгоритмов
    4. Алгоритм шифрования bmp на java заглушке
    1. Матричная арифметика
    • [A+B](Сложение матриц)
    • [A*p](Умножение матрицы на скаляр)
    • [A*B](Умножение матриц)
    • [Обратные матрицы](Нахождение обратной матрицы)
    1. Взятие по модулю
    • [A mod p](Взятие матрицы по модулю простого числа)
    • [A mod P](Взятие матрицы по модулю — матрицы из простых чисел)
    1. Суперпозиция (модуль — простое число)
    • [A+B mod p](Сложение матриц по модулю простого числа)
    • [A*c mod p](Умножение матрицы на скаляр по модулю простого числа)
    • [A*B mod p](Умножение матриц по модулю простого числа)
    1. Суперпозиция (модуль — матрицы из простых чисел)
    • [A+B mod P](Сложение матриц по модулю — матрице простых чисел)
    • [A*c mod P](Умножение матрицы на скаляр по модулю — матрице простых чисел)
    • [A*B mod P](Умножение матриц по модулю — матрице простых чисел)
    1. [Утечки памяти](Memory Leaks)
    2. [Базовые цвета](Базовые цвета)
    3. [Clean Architecture](Clean Architecture)
    Clone this wiki locally
    • © 2020 GitHub, Inc.
    • Terms
    • Privacy
    • Security
    • Status
    • Help

    You can’t perform that action at this time.

    You signed in with another tab or window. Reload to refresh your session. You signed out in another tab or window. Reload to refresh your session.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector