解析

• 行列

行列クラスを紹介しています。行列同士の演算、ベクトルとの演算などを定義しています。

		
/// <summary>行列管理クラス</summary>
public class Matrix
{
// エレメント次元配列
protected double[ , ] _elements;

/// <summary>行数を取得</summary>
public int Rows
{
　　get
　　{
　　　　return _elements.GetLength( 0 );
　　}
}
/// <summary>列数を取得</summary>
public int Cols
{
　　get
　　{
　　　　return _elements.GetLength( 1 );
　　}
}

public Matrix()
{
　　_elements = new double[ 0, 0 ];
}
/// <summary>コンストラクタ。サイズ設定</summary>
/// <param name="nRowCount">行サイズ</param>
/// <param name="nColCount">列サイズ</param>
public Matrix( int nRowCount, int nColCount )
{
　　_elements = new double[ nRowCount, nColCount ];
}
/// <summary>インデクサ。行列の値を取得、設定</summary>
/// <param name="nRow">行</param>
/// <param name="nCol">列</param>
/// <returns>値</returns>
public double this[ int nRow, int nCol ]
{
　　get
　　{
　　　　return _elements[ nRow, nCol ];
　　}
　　set
　　{
　　　　_elements[ nRow, nCol ] = value;
　　}
}

/// <summary>クローン作成</summary>
/// <returns>クローン</returns>
public virtual Matrix Clone()
{
　　Matrix clone = new Matrix( this.Rows, this.Cols );
　　for( int i = 0; i < this.Rows; i++ )
　　{
　　　　for( int j = 0; j < this.Cols; j++ )
　　　　{
　　　　　　clone[ i, j ] = this[ i, j ];
　　　　}
　　}
　　return clone;
}

/// <summary>一行分のデータを一気に設定する。</summary>
/// <param name="nRow">行インデックス</param>
/// <param name="dElements">要素配列</param>
public void SetRow( int nRow, params double[] dElements )
{
　　int nMin = Math.Min( dElements.Length, this.Cols );

　　for( int i = 0; i < nMin; i++ )
　　{
　　　　this[ nRow, i ] = dElements[ i ];
　　}
}
/// <summary>一列分のデータを一気に設定する。</summary>
/// <param name="nCol">列インデックス</param>
/// <param name="dElements">要素配列</param>
public void SetCol( int nCol, params double[] dElements )
{
　　int nMin = Math.Min( dElements.Length, this.Rows );

　　for( int i = 0; i < nMin; i++ )
　　{
　　　　this[ i, nCol ] = dElements[ i ];
　　}
}
public double GetMaxElement( out int nRow, out int nCol )
{
　　nRow = 0;
　　nCol = 0;
　　double dMax = 0.0;
　　for( int i = 0; i < this.Rows; i++ )
　　{
　　　　for( int j = 0; j < this.Cols; j++ )
　　　　{
　　　　　　if( i == j ) continue;
　　　　　　if( Math.Abs( this[ i, j ] ) <= dMax ) continue;

　　　　　　dMax = Math.Abs( this[ i, j ] );
　　　　　　nRow = i;
　　　　　　nCol = j;
　　　　}
　　}
　　return dMax;
}
#region Operator

/// <summary>行列の和</summary>
/// <param name="dat1">指定の行列</param>
/// <param name="dat2">指定の行列</param>
/// <returns>結果行列</returns>
public static Matrix operator +( Matrix dat1, Matrix dat2 )
{
　　if( dat1.Rows != dat2.Rows ) return null;
　　if( dat1.Cols != dat2.Cols ) return null;

　　Matrix ret = ( Matrix )dat1.Clone();
　　for( int i = 0; i < dat1.Rows; i++ )
　　{
　　　　for( int j = 0; j < dat1.Cols; j++ )
　　　　{
　　　　　　ret[ i, j ] = dat1[ i, j ] + dat2[ i, j ];
　　　　}
　　}
　　return ret;
}

/// <summary>行列の和拡大</summary>
/// <param name="dat1">指定の行列</param>
/// <param name="dDat">拡大率</param>
/// <returns>結果行列</returns>
public static Matrix operator +( Matrix dat1, double dDat )
{
　　Matrix ret = ( Matrix )dat1.Clone();
　　for( int i = 0; i < dat1.Rows; i++ )
　　{
　　　　for( int j = 0; j < dat1.Cols; j++ )
　　　　{
　　　　　　ret[ i, j ] = dat1[ i, j ] + dDat;
　　　　}
　　}
　　return ret;
}
/// <summary>行列の差</summary>
/// <param name="dat1">指定の行列</param>
/// <param name="dat2">指定の行列</param>
/// <returns>結果行列</returns>
public static Matrix operator -( Matrix dat1, Matrix dat2 )
{
　　if( dat1.Rows != dat2.Rows ) return null;
　　if( dat1.Cols != dat2.Cols ) return null;

　　Matrix ret = ( Matrix )dat1.Clone();
　　for( int i = 0; i < dat1.Rows; i++ )
　　{
　　　　for( int j = 0; j < dat1.Cols; j++ )
　　　　{
　　　　　　ret[ i, j ] = dat1[ i, j ] - dat2[ i, j ];
　　　　}
　　}
　　return ret;
}
/// <summary>行列の差拡大</summary>
/// <param name="dat1">指定の行列</param>
/// <param name="dDat">拡大率</param>
/// <returns>結果行列</returns>
public static Matrix operator -( Matrix dat1, double dDat )
{
　　Matrix ret = ( Matrix )dat1.Clone();
　　for( int i = 0; i < dat1.Rows; i++ )
　　{
　　　　for( int j = 0; j < dat1.Cols; j++ )
　　　　{
　　　　　　ret[ i, j ] = dat1[ i, j ] - dDat;
　　　　}
　　}
　　return ret;
}
/// <summary>行列の積</summary>
/// <param name="dat1">指定の行列</param>
/// <param name="dat2">指定の行列</param>
/// <returns>結果行列</returns>
public static Matrix operator *( Matrix dat1, Matrix dat2 )
{
　　if( dat1.Cols != dat2.Rows ) return null;

　　Matrix matrix = new Matrix( dat1.Rows, dat2.Cols );

　　for( int i = 0; i < matrix.Rows; i++ )
　　{
　　　　for( int j = 0; j < matrix.Cols; j++ )
　　　　{
　　　　　　for( int t = 0; t < dat1.Cols; t++ )
　　　　　　{
　　　　　　　　matrix[ i, j ] += dat1[ i, t ] * dat2[ t, j ];
　　　　　　}
　　　　}
　　}
　　return matrix;
}
/// <summary>行列とベクトルの積</summary>
/// <param name="dat1">指定の行列</param>
/// <param name="dat2">指定のベクトル</param>
/// <returns>結果ベクトル</returns>
public static Vector operator *( Matrix dat1, Vector dat2 )
{
　　if( dat1.Cols != dat2.Count ) return null;

　　Vector vector = ( Vector )dat2.Clone();

　　for( int nRow = 0; nRow < dat1.Rows; nRow++ )
　　{
　　　　vector[ nRow ] = 0;
　　　　for( int nCol = 0; nCol < dat1.Cols; nCol++ )
　　　　{
　　　　　　vector[ nRow ] += dat1[ nRow, nCol ] * dat2[ nCol ];
　　　　}
　　}
　　return vector;
}
/// <summary>行列の積拡大</summary>
/// <param name="dat1">指定の行列</param>
/// <param name="dDat">拡大率</param>
/// <returns>結果行列</returns>
public static Matrix operator *( Matrix dat1, double dDat )
{
　　Matrix ret = ( Matrix )dat1.Clone();
　　for( int i = 0; i < dat1.Rows; i++ )
　　{
　　　　for( int j = 0; j < dat1.Cols; j++ )
　　　　{
　　　　　　ret[ i, j ] = dat1[ i, j ] * dDat;
　　　　}
　　}
　　return ret;
}
/// <summary>行列の商拡大</summary>
/// <param name="dat1">指定の行列</param>
/// <param name="dDat">拡大率</param>
/// <returns>結果行列</returns>
public static Matrix operator /( Matrix dat1, double dDat )
{
　　Matrix ret = ( Matrix )dat1.Clone();
　　for( int i = 0; i < dat1.Rows; i++ )
　　{
　　　　for( int j = 0; j < dat1.Cols; j++ )
　　　　{
　　　　　　ret[ i, j ] = dat1[ i, j ] / dDat;
　　　　}
　　}
　　return ret;
}
#endregion