如何交换矩阵中的两行（在 C 语言中）？

Question

例如，给定一个矩阵：

1 2 3

4 5 6

7 8 9

如果你要交换 row[0] 和 row[1]，结果矩阵将是：

4 5 6

1 2 3

7 8 9

你们可以帮忙吗我能得到一个 C 代码吗？

Answer 1

答案完全取决于你的“矩阵”是如何实现的，因为c语言没有这样的概念。

您使用的是二维数组吗？

double m[3][3];

或者其他什么？

二维数组

您必须手动移动各个元素。

for (i=0; i<ROWLENGTH; ++i){
  double temp;
  temp = m[r2][i];
  m[r2][i] = m[r1][i];
  m[r1][i] = temp;
}

（这里 r1 和 r2 是已设置为要交换的两行的整数）或参见 James 的 memcpy 实现 可能会更快但需要一整行的临时内存。

参差不齐的数组

如果此操作非常常见，并且分析表明它消耗大量时间，则您可以考虑使用矩阵的参差不齐的数组实现。像这样的事情：

double **m;
m = malloc(sizeof(double*)*NUMROWS);
/* put error checking here */
for (i=0; i<NUMROWS; ++i){
  m[i] = malloc(sizeof(double)*ROWLENGTH);
  /* error checking again */
}

这个结构的有趣之处在于，您仍然可以使用 [][] 表示法访问它，但是行交换操作变得

double *temp;
temp = m[r2];
m[r2] = m[r1];
m[r1] = temp;

不规则数组从您的角度来看有两个缺点（嗯，三个导致内存管理麻烦的原因）：它们需要额外的存储空间来存储行指针，并且不能使用内联初始化。

行结构

C 不支持以下形式的数组赋值；

double r[3], q[3] = { 1, 2, 3 };
r = q; /* ERROR */

但它确实支持结构的按值赋值语义。这为您提供了几个人建议的实现，但没有解释：

typedef struct { double r[ROWLENGTH] } row;
row m[NUMROWS] = { {1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8 9}};

row temp = m[2];
m[2] = m[1];
m[1] = temp;

这很巧妙。它需要一整行内存，但如果编译器好的话可能会很快。最大的缺点是您无法再使用 [][] 语法来寻址各个矩阵元素。相反，你可以写 m[i].r[j];

其他

在c中实现“矩阵”的方法有很多很多，但它们大多更加复杂并且仅在特殊情况下有用。当您需要它们时，您将能够在每个问题的背景下自己回答这些问题。

Answer 2

typedef int Row[3];
Row Matrix[3];

Row Temp;

memcpy(Temp, Matrix[0], sizeof(Row));
memcpy(Matrix[0], Matrix[1], sizeof(Row));
memcpy(Matrix[1], Temp, sizeof(Row));

Answer 3

我可能会一次交换一个元素，以避免使用大量额外的存储空间。如果您主要处理诸如图形变换之类的事情，其中​​矩阵通常为 3x3 或 4x4，那么 James Curran 的方法可能会更好一些。如果您正在（或可能正在）处理非常大的矩阵，这将节省内存，并且很可能运行得更快：

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

for (int i=0; i<3; i++) {
    int temp = x[0][i];
    x[0][i] = x[1][i];
    x[1][i] = temp;
}

Answer 4

解决这个你的作业吗？

typedef struct {int m[3];} Row;
typedef int RowAccess[3];

main()
{
  Row tmp,row[]={{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}};
  RowAccess *rowa=row;
  tmp=row[0];
  row[0]=row[1];
  row[1]=tmp;
  /* easy access to matrix here: (is this what you want?) */
  rowa[0][0]=0;
  rowa[0][1]=1;
  ...
  return 0;
}

Answer 5

嘿！这是我关于堆栈溢出的第一篇文章，我知道它很长，希望我不会被禁止！

也许最优雅的方法之一是使用一个函数来交换两个接收到的参数 - 用它来交换矩阵分量。比如说swap(a,b)。
正如许多人已经说过的，我们应该考虑使用辅助变量

auxiliary = a ;
a = b ;
b = auxiliary ; 

最近，我采用了一种新方法，我发现它令人印象深刻，使用按位异或运算（http://en.wikipedia.org/wiki/Xor）因此不需要辅助

 a ^= b ;
 b ^= a ;
 a ^= b ;

您可以轻松地使用此操作来交换两个元素（ a 和 b ） - 我相信这是题外话，但我坚持这个想法，因为我发现它很有趣。
最后，回答你的问题，你可以使用假设，

int swap (int *a , int *b){
    (*a)^=(*b);
    (*b)^=(*a);
    (*a)^=(*b);
    return 0; 
}

同时将矩阵声明为

#define ROW_COUNT 5
#define COLUMN_COUNT 5
....
int a[ROW_COUNT][COLUMN_COUNT];

你可以使用 XOR 方式交换行，首先确定需要交换的元素（根据行索引，正如你已经说过的）

printf("\nSwap Row: "); scanf("%d", &swp1) ; // first row index
printf("With Row: "); scanf("%d", &swp2);    // second row index

for (j = 0 ; j < COLUMN_COUNT ; j++){
     swap(  &a[swp1][j] , &a[swp2][j] );   
}

我希望这对你进一步的练习很有用。

也试试这个例子，我相信你之后会更好地理解整个想法（不要忘记矩阵索引从 0 开始！）

#include "stdio.h"
#include "conio.h"

#define ROW_COUNT 5
#define COLUMN_COUNT 5



int swap (int *a , int *b){
        (*a)^=(*b);
        (*b)^=(*a);
        (*a)^=(*b);
        return 0; 

}        

int main(){
    int i, j ;
    int swp1, swp2 ; 
    int a[ROW_COUNT][COLUMN_COUNT];

    // Create ( ROW_COUNT X COLUMN_COUNT ) random matrix

    for (i = 0 ; i < ROW_COUNT ; i++ ) 
        for (j = 0 ; j < COLUMN_COUNT ; j++ )  a[i][j] = rand();

    // Display matrix before row swap

    for (i = 0 ; i < ROW_COUNT ; i++ ){ 
        for (j = 0 ; j < COLUMN_COUNT ; j++ )  printf("%d\t",a[i][j]);
        printf("\n");     
    }

    // Elements to be swapped

    printf("\nSwap Row: "); scanf("%d", &swp1) ;  // first row index
    printf("With Row: "); scanf("%d", &swp2);     // second row index

    // Swapping right here

    for (j = 0 ; j < COLUMN_COUNT ; j++){
         swap(  &a[swp1][j] , &a[swp2][j] );   
    }


    // Display once again   

    printf("\n");
    for (i = 0 ; i < ROW_COUNT ; i++ ){ 
        for (j = 0 ; j < COLUMN_COUNT ; j++ )  printf("%d\t",a[i][j]);
        printf("\n");     
    }   



    getch();            
 return 0;   
} 

Answer 6

temprow = row[1];
row[1] = row[0];
row[0] = temprow;

Answer 7

有一个名为 swap 的函数：

#include <algorithm>
int A[][] = {{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}};
swap(A[0],A[2]); //swaps first and last row