C++笔记之初始化二维矩阵的方法

—— 2023年5月20日 上海

code review!

一.常见方法

1. 使用数组

你可以使用二维数组来初始化一个矩阵：

int matrix[3][3] = { {1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9} };

2. 使用向量

你也可以使用std::vector来创建和初始化二维矩阵：

std::vector<std::vector<int>> matrix = { {1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9} };

3. 使用数组的动态分配

如果你需要动态地创建矩阵（例如，其尺寸在运行时确定），可以使用new操作符：

int rows = 3;
int cols = 3;
int** matrix = new int*[rows];
for(int i = 0; i < rows; ++i)
    matrix[i] = new int[cols];

然后你可以使用循环来初始化这个矩阵。

4. 使用嵌套的 std::vector 并使用resize方法

如果你需要动态地创建和初始化矩阵，但你更喜欢使用std::vector，你可以这样做：

int rows = 3;
int cols = 3;
std::vector<std::vector<int>> matrix;
matrix.resize(rows, std::vector<int>(cols, 0)); // 这将创建一个3x3的矩阵，并用0填充

5. 初始化固定大小的 std::array

对于固定大小的二维矩阵，可以使用std::array：

std::array<std::array<int, 3>, 3> matrix = { { {1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9} } };

二.C++中使用vector初始化二维矩阵的所有方法

在 C++ 中，使用 std::vector 来初始化二维矩阵是常见的做法，因为它提供了灵活的大小和方便的内存管理。以下是一些方法：

1. 列表初始化

你可以在声明时就初始化 std::vector：

std::vector<std::vector<int>> matrix = { {1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9} };

2. 使用 resize 方法——重要：

如果你已经知道矩阵的大小，但要稍后填充值，可以使用 resize 方法：

std::vector<std::vector<int>> matrix;
matrix.resize(rows, std::vector<int>(cols));

3. 使用 push_back 方法：

你也可以创建一个空的 std::vector，然后使用 push_back 方法来添加行：

std::vector<std::vector<int>> matrix;
for(int i = 0; i < rows; ++i) {
    std::vector<int> row;
    for(int j = 0; j < cols; ++j) {
        row.push_back(value);
    }
    matrix.push_back(row);
}

4. 使用 emplace_back 方法：

类似于 push_back，但 emplace_back 直接在原地构造新元素，通常效率更高：

std::vector<std::vector<int>> matrix;
for(int i = 0; i < rows; ++i) {
    matrix.emplace_back(std::vector<int>(cols, value));
}

5. 使用 assign 方法——重要：

assign 方法可以用来替换 std::vector 中的所有元素：

std::vector<std::vector<int>> matrix;
matrix.assign(rows, std::vector<int>(cols, value));

6. 使用 insert 方法：

insert 方法可以在 std::vector 的任何位置插入新元素：

std::vector<std::vector<int>> matrix;
for(int i = 0; i < rows; ++i) {
    matrix.insert(matrix.end(), std::vector<int>(cols, value));
}

注意，在这些例子中，rows、cols 和 value 都是整数变量，分别表示矩阵的行数、列数和初始值。

三.根据一个已有的二维矩阵使用std::vector来初始化一个新的二维矩阵

在C++中，如果你已经有一个二维矩阵，你可以通过多种方式使用std::vector来初始化一个新的二维矩阵：

1. 使用拷贝构造函数——重要

std::vector<std::vector<int>> old_matrix = { {1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9} };
std::vector<std::vector<int>> new_matrix(old_matrix);

2. 使用赋值运算符——重要

std::vector<std::vector<int>> old_matrix = { {1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9} };
std::vector<std::vector<int>> new_matrix = old_matrix;

3. 使用 assign 方法

std::vector<std::vector<int>> old_matrix = { {1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9} };
std::vector<std::vector<int>> new_matrix;
new_matrix.assign(old_matrix.begin(), old_matrix.end());

4. 使用 std::copy 函数

std::vector<std::vector<int>> old_matrix = { {1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9} };
std::vector<std::vector<int>> new_matrix(old_matrix.size());
std::copy(old_matrix.begin(), old_matrix.end(), new_matrix.begin());

5. 使用 std::copy_n 函数

std::vector<std::vector<int>> old_matrix = { {1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9} };
std::vector<std::vector<int>> new_matrix(old_matrix.size());
std::copy_n(old_matrix.begin(), old_matrix.size(), new_matrix.begin());

6. 使用范围基础的 for 循环和 push_back 方法

std::vector<std::vector<int>> old_matrix = { {1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9} };
std::vector<std::vector<int>> new_matrix;
for (const auto &row : old_matrix) {
    new_matrix.push_back(row);
}

以上就是使用 std::vector 根据已有的二维矩阵初始化新的二维矩阵的一些方法。根据你的具体需求和优化考虑，你可能需要选择不同的方法。

三.根据一个已有的二维矩阵使用std::vector来初始化一个新的同维度的，所有元素都为0的二维矩阵

在C++中，如果你已经有一个二维矩阵，并希望创建一个新的、同维度的、所有元素都为0的二维矩阵，以下是一些方法：

1. 使用 resize 方法和循环——重要

std::vector<std::vector<int>> old_matrix = { {1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9} };
std::vector<std::vector<int>> new_matrix;
for(const auto &row : old_matrix) {
    new_matrix.push_back(std::vector<int>(row.size(), 0));
}

2. 使用 resize 方法和 std::transform 函数

std::vector<std::vector<int>> old_matrix = { {1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9} };
std::vector<std::vector<int>> new_matrix(old_matrix.size());
std::transform(old_matrix.begin(), old_matrix.end(), new_matrix.begin(), [](const std::vector<int>& row) {
    return std::vector<int>(row.size(), 0);
});

3. 使用嵌套的 resize 方法

std::vector<std::vector<int>> old_matrix = { {1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9} };
std::vector<std::vector<int>> new_matrix;
new_matrix.resize(old_matrix.size());
for(size_t i = 0; i < old_matrix.size(); ++i) {
    new_matrix[i].resize(old_matrix[i].size(), 0);
}

在以上的所有例子中，old_matrix 是你已有的二维矩阵，new_matrix 是新创建的二维矩阵。所有的新矩阵元素都被初始化为0，并且新矩阵的尺寸与原矩阵相同。