Matrice générique w

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Matrice générique w

Bonjour,

Étant donnée que j'utilise souvent les matrices lorsque je programme en C++, j'ai décidé de faire une classe "Matrice" capable de tout faire (addition, multiplication, inverse, transposer etc ...). J'ai besoin d'aide sur certaine choses que je ne sais pas faire et pour améliorer ce que j'ai déjà fait.

Ma classe "Matrice" est générique et doit pouvoir contenir n'importe quelle objet.
Lorsqu'elle contient des nombres (int, double, bool etc ...), on doit pouvoir faire les opérations usuelles sur les matrices.
Je dois pouvoir afficher ma matrice grâce à l'opérateur << (peut importe le type d'objet quelle contient).

Mon code pour l'instant :

Matrice.h

Code:

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// Gardien //---------------------------------------------------------------------------------------------
#ifndef MATRICE_H
#define MATRICE_H
 
// En-tête //---------------------------------------------------------------------------------------------
 
/* !> ------------------------------------------------------------------------------------------------- <!
   !>  Classe : Matrice                                                                                 <!
   !>                                                                                                   <!
   !>  Principe : Classe représentant une matrice.                                                      <!
   !> ------------------------------------------------------------------------------------------------- <! */
// Classe  M a t r i c e //--------------------------------------------------------------------------------
template<class T>
class Matrice {
    private:
        // ------------------------------------------------------------------------------- // Attributs //
        unsigned int _nbrLig, // Nombre de lignes.
                     _nbrCol, // Nombre de colonnes.
                     _nbrElt; // Nombre total d'éléments (lignes x colonnes).
        T * _matrice;
 
    public:
        // ---------------------------------------------------------------------- // Méthodes publiques //
        Matrice();
        Matrice(unsigned int inNbrLig, unsigned int inNbrCol);
        Matrice(const Matrice<T> & inMatrice);
        ~Matrice();
 
        T operator()(unsigned int i, unsigned int j) const;
        T operator()(unsigned int indice) const;
        T & operator()(unsigned int i, unsigned int j);
        T & operator()(unsigned int indice);
        void operator=(const Matrice<T> & inMatrice);
 
        // --------------------------------------------------------------------------------- // Getters //
        unsigned int getNbrLig() const;
        unsigned int getNbrCol() const;
        unsigned int getNbrElt() const;
};
 
// Fin //-------------------------------------------------------------------------------------------------
#endif // MATRICE_H

Matrice.cpp

Code:

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// En-tête //---------------------------------------------------------------------------------------------
#include "Matrice.h"
#include <stdexcept>
 
// ----------------------------------------------------------------------------------- // Constructeurs //
template<class T>
Matrice<T>::Matrice() :
    _nbrLig(0), _nbrCol(0), _nbrElt(0)
{
    _matrice = NULL;
}
 
template<class T>
Matrice<T>::Matrice(unsigned int inNbrLig, unsigned int inNbrCol) :
    _nbrLig(inNbrLig), _nbrCol(inNbrCol), _nbrElt(inNbrLig * inNbrCol)
{
    try {
        _matrice = new T[_nbrElt];
    }
    catch (std::bad_alloc & ba) {
        std::cerr << "bad_alloc caught : " << ba.what() << "\n";
    }
}
 
template<class T>
Matrice<T>::Matrice(const Matrice<T> & inMatrice) {
    _nbrLig = inMatrice.getNbrLig();
    _nbrCol = inMatrice.getNbrCol();
    _nbrElt = _nbrLig * _nbrCol;
 
    try {
        _matrice = new T[_nbrElt];
        for (unsigned int i = 0; i < _nbrElt; ++i) {
            _matrice[i] = inMatrice(i);
        }
    }
    catch (std::bad_alloc & ba) {
        std::cerr << "bad_alloc caught : " << ba.what() << "\n";
    }
}
 
// ------------------------------------------------------------------------------------- // Destructeur //
template<class T>
Matrice<T>::~Matrice() {
    delete[] _matrice;
}
 
// ---------------------------------------------------------------------------------------- // Méthodes //
template<class T>
T Matrice<T>::operator()(unsigned int i, unsigned int j) const {
    try {
        return _matrice[_nbrCol * i + j];
    }
    catch (std::out_of_range & oor) {
        std::cerr << "out of range : " << oor.what() << "\n";
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
}
 
template<class T>
T & Matrice<T>::operator()(unsigned int i, unsigned int j) {
    try {
        return _matrice[_nbrCol * i + j];
    }
    catch (std::out_of_range & oor) {
        std::cerr << "out of range : " << oor.what() << "\n";
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
}
 
template<class T>
T Matrice<T>::operator()(unsigned int indice) const {
    try {
        return _matrice[indice];
    }
    catch (std::out_of_range & oor) {
        std::cerr << "out of range : " << oor.what() << "\n";
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
}
 
template<class T>
T & Matrice<T>::operator()(unsigned int indice) {
    try {
        return _matrice[indice];
    }
    catch (std::out_of_range & oor) {
        std::cerr << "out of range : " << oor.what() << "\n";
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
}
 
template<class T>
void Matrice<T>::operator=(const Matrice<T> & inMatrice) {
    _nbrLig = inMatrice.getNbrLig();
    _nbrCol = inMatrice.getNbrCol();
    _nbrElt = _nbrLig * _nbrCol;
 
    delete[] _matrice;
    try {
        _matrice = new T[_nbrElt];
        for (unsigned int i = 0; i < _nbrElt; ++i) {
            _matrice[i] = inMatrice(i);
        }
    }
    catch (std::bad_alloc & ba) {
        std::cerr << "bad_alloc caught : " << ba.what() << "\n";
    }
}
 
// ----------------------------------------------------------------------------------------- // Getters //
template<class T> unsigned int Matrice<T>::getNbrLig() const { return _nbrLig; }
template<class T> unsigned int Matrice<T>::getNbrCol() const { return _nbrCol; }
template<class T> unsigned int Matrice<T>::getNbrElt() const { return _nbrElt; }
 
// Fin //-------------------------------------------------------------------------------------------------

Je bloque pour écrire une fonction efficace capable d'afficher une matrice. J'ai besoin de cette fonction pour vérifier mon code.

Merci.

15/03/2014, 19h51
oodini

Citation:

Envoyé par CliffeCSTL

Je dois pouvoir afficher ma matrice grâce à l'opérateur << (peut importe le type d'objet quelle contient).
Je bloque pour écrire une fonction efficace capable d'afficher une matrice. J'ai besoin de cette fonction pour vérifier mon code.

As-tu essayé de coder l'opérateur << ?

Oui. Je ne vois pas comment aligner les colonnes lors de l'affichage, pour que sa soit propre.

Voila la suite du code : addition + multiplication + affichage

Matrice.h

Code:

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// Gardien //---------------------------------------------------------------------------------------------
#ifndef MATRICE_H
#define MATRICE_H
 
// En-têtes //--------------------------------------------------------------------------------------------
#include <string>       // std::string std::erase
#include <vector>       // std::vector
#include <sstream>      // std::ostream
 
/* !> ------------------------------------------------------------------------------------------------- <!
   !>  Classe : Matrice                                                                                 <!
   !>                                                                                                   <!
   !>  Principe : Classe représentant une matrice.                                                      <!
   !> ------------------------------------------------------------------------------------------------- <! */
// Classe  M a t r i c e //--------------------------------------------------------------------------------
template<class T>
class Matrice {
    private:
        // ------------------------------------------------------------------------------- // Attributs //
        unsigned int _nbrLig, // Nombre de lignes.
                     _nbrCol, // Nombre de colonnes.
                     _nbrElt; // Nombre total d'éléments (lignes x colonnes).
        T * _matrice;
 
    public:
        // ---------------------------------------------------------------------- // Méthodes publiques //
        Matrice();
        Matrice(unsigned int inNbrLig, unsigned int inNbrCol);
        Matrice(const Matrice<T> & inMatrice);
        Matrice(std::string matrice_string);
        ~Matrice();
 
        T operator()(unsigned int i, unsigned int j) const;
        T operator()(unsigned int indice) const;
        T & operator()(unsigned int i, unsigned int j);
        T & operator()(unsigned int indice);
        void operator=(const Matrice<T> & inMatrice);
 
        // --------------------------------------------------------------------------------- // Getters //
        unsigned int getNbrLig() const;
        unsigned int getNbrCol() const;
        unsigned int getNbrElt() const;
};
 
// ------------------------------------------------------------------------------------------ Déclarations
template<class T> T from_string(const std::string & str);
template<class T> std::ostream & operator<<(std::ostream & os, Matrice<T> & M);
template<class T> Matrice<T> operator+(const Matrice<T> & M1, const Matrice<T> & M2);
template<class T> Matrice<T> operator*(const Matrice<T> & M1, const Matrice<T> & M2);
template<class T, class U> Matrice<T> operator*(const U & lambda, const Matrice<T> & M1);
std::vector<std::string> func_split_string(const std::string & s, char delim);
 
// En-têtes //--------------------------------------------------------------------------------------------
#include "Matrice.ipp"
 
// Fin //-------------------------------------------------------------------------------------------------
#endif // MATRICE_H

Matrice.ipp

Code:

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// En-têtes //--------------------------------------------------------------------------------------------
#include <algorithm>
 
// ----------------------------------------------------------------------------------- // Constructeurs //
/* !> ------------------------------------------------------------------------------------------------- <!
   !>  Méthode : Matrice                                                                                <!
   !>  Description : Constructeur par défaut.                                                           <!
   !> ------------------------------------------------------------------------------------------------- <! */
template<class T>
Matrice<T>::Matrice() :
    _nbrLig(0), _nbrCol(0), _nbrElt(0)
{
    _matrice = NULL;
}
 
/* !> ------------------------------------------------------------------------------------------------- <!
   !>  Méthode : Matrice                                                                                <!
   !>  Paramètres d'entrées :                                                                           <!
   !>      - inNbrLig : nombre de ligne de la matrice.                                                  <!
   !>      - inNbrCol : nombre de colonne de la matrice.                                                <!
   !>  Description : Initialise in matrice de taille [inNbrLig x inNbrCol].                             <!
   !> ------------------------------------------------------------------------------------------------- <! */
template<class T>
Matrice<T>::Matrice(unsigned int inNbrLig, unsigned int inNbrCol) :
    _nbrLig(inNbrLig), _nbrCol(inNbrCol), _nbrElt(inNbrLig * inNbrCol)
{
    try {
        _matrice = new T[_nbrElt];
    }
    catch (std::bad_alloc & ba) {
        std::cerr << "bad_alloc caught : " << ba.what() << "\n";
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
}
 
/* !> ------------------------------------------------------------------------------------------------- <!
   !>  Méthode : Matrice                                                                                <!
   !>  Paramètres d'entrées :                                                                           <!
   !>      - inMatrice : Matrice à recopier.                                                            <!
   !>  Description : Constructeur par recopie.                                                          <!
   !> ------------------------------------------------------------------------------------------------- <! */
template<class T>
Matrice<T>::Matrice(const Matrice<T> & inMatrice) {
    _nbrLig = inMatrice.getNbrLig();
    _nbrCol = inMatrice.getNbrCol();
    _nbrElt = inMatrice.getNbrElt();
 
    try {
        _matrice = new T[_nbrElt];
        for (unsigned int i = 0; i < _nbrElt; ++i) {
            _matrice[i] = inMatrice(i);
        }
    }
    catch (std::bad_alloc & ba) {
        std::cerr << "bad_alloc caught : " << ba.what() << "\n";
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
}
 
/* !> ------------------------------------------------------------------------------------------------- <!
   !>  Méthode : Matrice                                                                                <!
   !>  Paramètres d'entrées :                                                                           <!
   !>      - m_string : Chaîne de caractères représentant la matrice à construire.                      <!
   !>  Description : Construit une matrice à partir d'une chaîne de caractères.                         <!
   !> ------------------------------------------------------------------------------------------------- <! */
template<class T>
Matrice<T>::Matrice(std::string m_string) {
    m_string.erase(std::remove(m_string.begin(), m_string.end(), ' ' ), m_string.end());
    m_string.erase(std::remove(m_string.begin(), m_string.end(), '    '), m_string.end());
    m_string.erase(std::remove(m_string.begin(), m_string.end(), '[' ), m_string.end());
    m_string.erase(m_string.end() - 1);
    std::vector<std::string> list_ligne = func_split_string(m_string, ']');
 
    _nbrLig = list_ligne.size();
    _nbrCol = func_split_string(list_ligne[0], ',').size();
    _nbrElt = _nbrLig * _nbrCol;
 
    try {
        _matrice = new T[_nbrElt];
        for (unsigned int i = 0; i < _nbrLig; ++i) {
            std::vector<std::string> list_string = func_split_string(list_ligne[i], ',');
            for (unsigned int j = 0; j < _nbrCol; ++j) {
                (*this)(i, j) = from_string<T>(list_string[j]);
            }
        }
    }
    catch (std::bad_alloc & ba) {
        std::cerr << "bad_alloc caught : " << ba.what() << "\n";
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
}
 
// ------------------------------------------------------------------------------------- // Destructeur //
template<class T>
Matrice<T>::~Matrice() {
    delete[] _matrice;
}
 
// ---------------------------------------------------------------------------------------- // Méthodes //
template<class T>
T Matrice<T>::operator()(unsigned int i, unsigned int j) const {
    try {
        return _matrice[_nbrCol * i + j];
    }
    catch (std::out_of_range & oor) {
        std::cerr << "out of range : " << oor.what() << "\n";
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
}
 
template<class T>
T & Matrice<T>::operator()(unsigned int i, unsigned int j) {
    try {
        return _matrice[_nbrCol * i + j];
    }
    catch (std::out_of_range & oor) {
        std::cerr << "out of range : " << oor.what() << "\n";
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
}
 
template<class T>
T Matrice<T>::operator()(unsigned int indice) const {
    try {
        return _matrice[indice];
    }
    catch (std::out_of_range & oor) {
        std::cerr << "out of range : " << oor.what() << "\n";
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
}
 
template<class T>
T & Matrice<T>::operator()(unsigned int indice) {
    try {
        return _matrice[indice];
    }
    catch (std::out_of_range & oor) {
        std::cerr << "out of range : " << oor.what() << "\n";
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
}
 
template<class T>
void Matrice<T>::operator=(const Matrice<T> & inMatrice) {
    _nbrLig = inMatrice.getNbrLig();
    _nbrCol = inMatrice.getNbrCol();
    _nbrElt = inMatrice.getNbrElt();
 
    ~Matrice();
    try {
        _matrice = new T[_nbrElt];
        for (unsigned int i = 0; i < _nbrElt; ++i) {
            _matrice[i] = inMatrice(i);
        }
    }
    catch (std::bad_alloc & ba) {
        std::cerr << "bad_alloc caught : " << ba.what() << "\n";
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
}
 
// ----------------------------------------------------------------------------------------- // Getters //
template<class T> unsigned int Matrice<T>::getNbrLig() const { return _nbrLig; }
template<class T> unsigned int Matrice<T>::getNbrCol() const { return _nbrCol; }
template<class T> unsigned int Matrice<T>::getNbrElt() const { return _nbrElt; }
 
// --------------------------------------------------------------------------------------- // Fonctions //
template<class T>
std::ostream & operator<<(std::ostream & os, Matrice<T> & M) {
    for (unsigned int i = 0; i < M.getNbrLig(); ++i) {
        for (unsigned int j = 0; j < M.getNbrCol(); ++j) {
            os << M(i, j) << " ";
        }
        os << "\n";
    }
    return os;
}
 
template<class T>
T from_string(const std::string & str) {
    std::istringstream iss(str);
    T dest;
    iss >> dest;
    return dest;
}
 
// Addition de deux matrices
template<class T>
Matrice<T> operator+(const Matrice<T> & M1, const Matrice<T> & M2) {
    if (M1.getNbrLig() == M2.getNbrLig() && M1.getNbrCol() == M2.getNbrCol()) {
        unsigned int n = M1.getNbrLig(), m = M1.getNbrCol();
        Matrice<T> M3(n, m);
        for (unsigned int i = 0; i < n; ++i)
            for (unsigned int j = 0; j < m; ++j)
                M3(i, j) = M1(i, j) + M2(i, j);
        return M3;
    }
    else {
        throw std::logic_error("Erreur lors de l'addition de deux matrices. Les dimensions doivent êtres\
            les mêmes");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
}
 
// Multiplication par un scalaire
template<class T, class U>
Matrice<T> operator*(const U & lambda, const Matrice<T> & M1) {
    unsigned int n = M1.getNbrLig(), m = M1.getNbrCol();
    Matrice<T> M3(n, m);
    for (unsigned int i = 0; i < n; ++i)
        for (unsigned int j = 0; j < m; ++j)
            M3(i, j) = lambda * M1(i, j);
    return M3;
}
 
// Multiplication de deux matrices
template<class T>
Matrice<T> operator*(const Matrice<T> & M1, const Matrice<T> & M2) {
    if (M1.getNbrCol() == M2.getNbrLig()) {
        unsigned int n1 = M1.getNbrLig(), m1 = M1.getNbrCol(),
                     n2 = M2.getNbrLig(), m2 = M2.getNbrCol();
        Matrice<T> M3(n1, m2);
        for (unsigned int i = 0; i < n1; ++i) {
            for (unsigned int j = 0; j < m2; ++j) {
                T sum = 0;
                for (unsigned int k = 0; k < m1; ++k) {
                    sum += M1(i, k) * M2(k, j);
                }
                M3(i, j) = sum;
            }
        }
        return M3;
    }
    else {
        throw std::logic_error("Erreur lors de la multiplication de deux matrices. Les dimensions\
            ne correspondent pas");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
}
 
// Fin //-------------------------------------------------------------------------------------------------

Matrice.cpp

Code:

1
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15
// Entêtes //---------------------------------------------------------------------------------------------
#include "Matrice.h"
 
// --------------------------------------------------------------------------------------- // Fonctions //
std::vector<std::string> func_split_string(const std::string & s, char delim) {
    std::vector<std::string> elems;
    std::stringstream ss(s);
    std::string item;
    while (std::getline(ss, item, delim)) {
        elems.push_back(item);
    }
    return elems;
}
 
// Fin //-------------------------------------------------------------------------------------------------

main.cpp

Code:

1
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28
29
// En-têtes //--------------------------------------------------------------------------------------------
#include "Matrice.h"
#include <iostream> // std::cout
 
// ---------------------------------------------------------------------------------------- // Fonction //
int main(int argc, char * argv[]) {
 
    Matrice<int> M(2, 2);
    M(0, 0) = 1; M(0, 1) =   2;
    M(1, 0) = 0; M(1, 1) = 128;
 
    Matrice<int> N("[1, 2,  0]\
                    [4, 3, -1]");
    Matrice<int> X("[5, 1]\
                    [2, 3]\
                    [3, 4]");
 
    Matrice<char> C("[a, b, c]\
                     [d, e, f]");
 
    std::cout << M << "\n";
    std::cout << N << "\n";
    std::cout << C << "\n";
    std::cout << 2 * (N * X);
 
    return 0;
}
 
// Fin //-------------------------------------------------------------------------------------------------

Jdemande juste de jeter un oeil et de me dire ce qui peut être améliorer 8O.

15/03/2014, 22h56
BaygonV

Pour l'affichage, un truc assez simple... tu te crées un tableau de string (S) contenant autant de caractères que de lignes et un tableau d'int (L) avec autant de cases.
Pour chaque colonne :
Tu lis l element d une ligne (l) donnée, tu le concatènes avec S[l] et tu enregistres le nombre de caractères dans L[l],tu en profites pour calculer le max de L (M).
Puis tu refais une deuxième passe en rajoutant le nombre d'espaces qui va bien (M-L[l]+1 au moins) pour l alignement.

A la fin t'affiches tous les elements du tableau S.
16/03/2014, 17h56
n0-sheep

Pour la proposition de barygon : Pas besoin de deuxième passe, tu peux utiliser setw et setfill.