如何將 C# 中的兩個矩陣相乘？

Question

如標題中所述，Microsoft 框架中是否有一些庫允許將兩個矩陣相乘，還是我必須編寫自己的方法才能做到這一點？ // 我現在已經有了答案

第二個問題：我用 MultiplyMatrix 方法寫了這個多 class 但它不像我想要的那樣工作。 誰能幫忙告訴我哪里出錯了？

class multi
    {
        public void MultiplyMatrix(double[,] _A, double[,] _B, int _n, int _m, int _r)
        {
            int n, m, r;
            double si;
            n = _n;
            m = _m;
            r = _r;
            double[,] A = new double[n, m];
            double[,] B = new double[m, r];
            double[,] C = new double[n, r];
            A = _A;
            B = _B;
            try
            {
                for (int i = 0; i < n; i++)
                {
                    for (int j = 0; j < r; j++)
                    {
                        si = 0;
                        for (int k = 0; k < m; k++)
                        {
                            si += A[i, m + k] + B[k, r + j];
                        }
                        C[i, r + j] = si;
                    }
                }
                for (int i = 0; i < C.Length; i++)
                {
                    for (int j = 0; j < C.Length; j++)
                    {
                        Console.Write(C[i, j]+" ");
                        if (j % 3 == 0)
                            Console.WriteLine();
                    }
                }
            }
            catch (IndexOutOfRangeException) { } // I always get this exception

        }

    }

我忘了告訴你：我想做一個網絡服務來增加它。

謝謝：）

Answer 1

雖然在 .NET（可以使用 XNA 的數學庫）中沒有內置的數學框架來執行此操作，但System.Windows.Media命名空間中有一個Matrix 。 Matrix 結構有一個Multiply 方法，它接受另一個 Matrix 並輸出一個 Matrix。

Matrix matrix1 = new Matrix(5, 10, 15, 20, 25, 30);
Matrix matrix2 = new Matrix(2, 4, 6, 8, 10, 12);

// matrixResult is equal to (70,100,150,220,240,352) 
Matrix matrixResult = Matrix.Multiply(matrix1, matrix2);

// matrixResult2 is also
// equal to (70,100,150,220,240,352) 
Matrix matrixResult2 = matrix1 * matrix2;

這主要用於二維變換：

表示用於二維空間中的變換的 3x3 仿射變換矩陣。

但如果它適合您的需求，那么就不需要任何第三方庫。

Answer 2

乘以 2 矩陣：

public double[,] MultiplyMatrix(double[,] A, double[,] B)
    {
        int rA = A.GetLength(0);
        int cA = A.GetLength(1);
        int rB = B.GetLength(0);
        int cB = B.GetLength(1);
        double temp = 0;
        double[,] kHasil = new double[rA, cB];
        if (cA != rB)
        {
            Console.WriteLine("matrik can't be multiplied !!");
        }
        else
        {
            for (int i = 0; i < rA; i++)
            {
                for (int j = 0; j < cB; j++)
                {
                    temp = 0;
                    for (int k = 0; k < cA; k++)
                    {
                        temp += A[i, k] * B[k, j];
                    }
                    kHasil[i, j] = temp;
                }
            }
        return kHasil;
        }
    }

Answer 3

將兩個矩陣相乘的邏輯如下圖所示：

取第一個矩陣的一行和第二個矩陣的列。 相應的項相乘並相加。 它們存儲在由矩陣 A 的行號和矩陣 B 的列號指定的位置（矩陣 C）中。在代碼中執行此操作的最簡單方法是總共添加 3 個 for 循環。 前兩個循環模擬行號和列號。 第三個 for 循環將三個相乘的對元素相加，並將它們的結果存儲在 C 矩陣中。 觀看下面的代碼：

    public void MultiplyMatrix()
    {
        if (a.GetLength(1) == b.GetLength(0))
        {
            c = new int[a.GetLength(0), b.GetLength(1)];
            for (int i = 0; i < c.GetLength(0); i++)
            {
                for (int j = 0; j < c.GetLength(1); j++)
                {
                    c[i, j] = 0;
                    for (int k = 0; k < a.GetLength(1); k++) // OR k<b.GetLength(0)
                        c[i, j] = c[i, j] + a[i, k] * b[k, j];
                }
            }
        }
        else
        {
            Console.WriteLine("\n Number of columns in First Matrix should be equal to Number of rows in Second Matrix.");
            Console.WriteLine("\n Please re-enter correct dimensions.");
            Environment.Exit(-1);
        }
    }

來源http://www.Code-Kings.com//

Answer 4

盡管您可以通過迭代方法（for 循環）將矩陣相乘，但使用線性代數執行計算將清理您的代碼，並使您的性能提升數倍！

nuget - MathNet.Numerics中有一個免費庫。 它使矩陣相乘變得非常容易：

Matrix<double> a = DenseMatrix.OfArray(new double[,] { { 1, 2, 3 }, { 4, 5, 6 }, { 7, 8, 9 } });
Matrix<double> b = DenseMatrix.OfArray(new double[,] { { 1 }, { 2 }, { 3 } });
Matrix<double> result = a * b;

.它沒有依賴關系，可用於 .net 內核 2.0，使其成為的絕佳選擇。

Answer 5

.NET 沒有內置任何內容。 您將不得不自己編寫乘法或使用一些第三方庫。 我已經在博客中介紹了一種比較兩種不同實現的方法：一種標准的朴素算法和一種使用不安全代碼的方法。

Answer 6

CSML - C# 矩陣庫 - 是用於數值線性代數的緊湊輕量級 package。 實現了從 Matlab、Scilab 和 Co. 已知的許多矩陣運算。 看到這個！

Answer 7

沒有這樣的內置庫。 除非您使用XNA - 它有一個Matrix class，但它是有限的，專為 3D 游戲而設計。

雖然 .NET 有很多矩陣庫。

Answer 8

namespace matrix_multiplication
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int i, j;
            int[,] a = new int[2, 2];
            Console.WriteLine("Enter no for 2*2 matrix");
            for (i = 0; i < 2; i++)
            {
                for (j = 0; j < 2; j++)
                {
                    a[i, j] = int.Parse(Console.ReadLine());
                }
            }
            Console.WriteLine("First matrix is:");
            for (i = 0; i < 2; i++)
            {
                for (j = 0; j < 2; j++)
                {
                  Console.Write(a[i,j]+"\t");
                }
                Console.WriteLine(); 
            }


            int[,] b = new int[2, 2];
            Console.WriteLine("Enter no for 2*2 matrix");
            for (i = 0; i < 2; i++)
            {
                for (j = 0; j < 2; j++)
                {
                    b[i, j] = int.Parse(Console.ReadLine());
                }
            }
            Console.WriteLine("second matrix is:");
            for (i = 0; i < 2; i++)
            {
                for (j = 0; j < 2; j++)
                {
                    Console.Write(b[i, j] + "\t");
                }
                Console.WriteLine();
            }

            Console.WriteLine("Matrix multiplication is:");
            int[,] c = new int[2, 2];
            for (i = 0; i < 2; i++)
            {
                for (j = 0; j < 2; j++)
                {


                    c[i,j]=0;
                     for (int k = 0; k < 2; k++)
                     {
                         c[i, j] +=  a[i, k] * b[k, j];
                     }
                 }
            }
            for (i = 0; i < 2; i++)
            {
                for (j = 0; j < 2; j++)
                {
                    Console.Write(c[i, j]+"\t");
                }
                Console.WriteLine();
            }

            Console.ReadKey();
        }
    }
}

output

為 2*2 矩陣輸入 no

8
7
6
0

第一個矩陣是：

8       7
6       0

為 2*2 矩陣輸入 no

4
3
2
1

第二個矩陣是：

4       3
2       1

矩陣乘法是：

46      31
24      18

Answer 9

至少今天，或者更確切地說，從.NET Framework 3.0開始，我猜Matrix.Multiply會做得最好。

Answer 10

以下是將 int[3,4] 矩陣與 int[4,3] 矩陣相乘的方法，它的時間復雜度為 O(n cube) 或 Cubic time

class 程序 { static 無效 Main(string[] args) {

        MultiplyMatrix();
    }

    static void MultiplyMatrix()
    {
        int[,] metrix1 = new int[3,4] { { 1, 2,3,2 }, { 3, 4,5,6 }, { 5, 6,8,4 } };
        int[,] metrix2 = new int[4, 3] { { 2, 5, 3 }, { 4, 5, 1 }, { 8, 7, 9 }, { 3, 7, 2 } };
        int[,] metrixMultplied = new int[3, 3];

        for (int row = 0; row < 3; row++)
        {
            for (int col = 0; col < 3; col++)
            { 
                for(int i=0;i<4;i++)
                {
                    metrixMultplied[row, col] = metrixMultplied[row, col] + metrix1[row, i] * metrix2[i, col];

                }
                Console.Write(metrixMultplied[row, col] + ", ");                   
            }
            Console.WriteLine();
        }
        Console.ReadLine();
    }
}

Answer 11

我編寫了一個小程序來將兩個 3 x 3 矩陣相乘，作為我的 A 級項目的神經網絡的一部分。 希望人們覺得它有用。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace _3_x_3_Matrix_multiplier
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int[,,] matrix = new int[3, 3, 3];
            for (int z = 0; z < 2; z++)
            {
                for (int y = 0; y < 3; y++)
                {
                    for (int x = 0; x < 3; x++)
                    {
                        Console.WriteLine("element: {0} , {1}", x, y);
                        matrix[x, y, z] = int.Parse(Console.ReadLine());
                    }
                }
            }
            for (int xm = 0; xm < 3; xm++)
            {
                for (int ym = 0; ym < 3; ym++)
                {
                    for (int zm = 0; zm < 3; zm++)
                    {
                        matrix[xm, ym, 2] += (matrix[0 + zm, ym, 0] * matrix[xm, 0 + zm, 1]);
                    }
                }
            }
            for (int i = 0; i < 3; i++)
            {
                Console.Write("\n");
                for (int j = 0; j < 3; j++)
                {
                    Console.Write(matrix[j, i, 2] + " ");
                }
            }
            Console.ReadLine();
        }
    }
}

Answer 12

這是我的代碼：4*4 矩陣

for (int i = 0; i < 4; i++)
{        
    int column = 0;
    while (column < 4)
    {
        int count = 0;
        for (int j = 0; j < 4; j++)
        {
            matrixResult[i, column] += Convert.ToInt32(matrixR[i, j] * matrixT[count, column]);
            count = count + 1;
        }
        column = column + 1;
    }       

}

Answer 13

如果您有一個助手要生成、迭代和填充一個int[,]矩陣，如下所示：

public class VisitMatrix{
    public static int[,] execute(int rows, int columns, Func<int, int, int> fn)
    {
        int[,] result = new int[rows, columns];
        for (int i = 0; i < rows; i++)
        {
            for (int j = 0; j < columns; j++)
            {
                result[i, j] = fn(i, j);
            }
        }
        return result;
    }
}

現在矩陣乘法就像做一樣微不足道（假設m1.GetLength(1) == m2.GetLength(0) ）：

public class MultiplyMatrices{
    public static int[,] execute(int[,] m1, int[,] m2, int modulus = 10)
    {
        return VisitMatrix.execute(m1.GetLength(0), m2.GetLength(1), (i, j) =>
            Enumerable.Range(0, m1.GetLength(1)-1)
                .Select(k => m1[i, k] * m2[k, j])
                .Aggregate(0, (a, b) => a + b, e => e % modulus)
    }
}