Bash - 乘以二维矩阵

Question

假设我有二维矩阵nxn,我们已经知道n = 4和值1 - 16之类的

我必须增加以下部分:

Array1*Array2 =结果

Array3*result = result1

Array4*result1 = result2

ShowMatrix()
{
echo "MyMatrix is:"
for((i=0;i<$n;i++))do
   for((j=0;j<$n;j++))do
printf '  '${myArray[i*n+j]}
done
printf '\n';
done
}

我尝试将它分成4个部分,就像在模式中一样,并将每个部分分配给Array1,Array2,Array3和Array4

cut1()
{
for((i=0;i<$n/2;i++))do
   for((j=0;j<$n/2;j++))do
Array1[i*n+j]=${myArray[i*n+j]}
done
done
}

cut2()
{
for((i=0;i<$n/2;i++))do
   for((j=$n/2;j<$n;j++))do
Array2[i*n+j]=${myArray[i*n+j]}
done
done
}

cut3()
{
for((i=$n/2;i<$n;i++))do
   for((j=0;j<$n/2;j++))do
Array3[i*n+j]=${myArray[i*n+j]}
done
done
}

cut4()
{
for((i=$n/2;i<$n;i++))do
   for((j=$n/2;j<$n;j++))do
Array4[i*n+j]=${myArray[i*n+j]}
done
done
}

在那之后,我试着像在模式中那样将它们相乘:

Array1*Array2 =结果

Array3*result = result1

Array4*result1 = result2

multiply()
{
 for((i=0;i<$n;i++))do
   for((j=0;j<$n;j++))do
     result[i*n+j]=0
     for((k=0;k<$n;k++))do
let "result[i*n+j]=${result[i*n+j]}+${Array1[i*n+k]}*${Array2[k*n+j]}"
done
done
done
}

multiply1()
{
 for((i=0;i<$n;i++))do
   for((j=0;j<$n;j++))do
     result1[i*n+j]=0
     for((k=0;k<$n;k++))do
let "result1[i*n+j]=${result1[i*n+j]}+${result[i*n+k]}*${Array3[k*n+j]}"
done
done
done
}

multiply2()
{
 for((i=0;i<$n;i++))do
   for((j=0;j<$n;j++))do
     result2[i*n+j]=0
     for((k=0;k<$n;k++))do
let "result2[i*n+j]=${result2[i*n+j]}+${result1[i*n+k]}*${Array4[k*n+j]}"
done
done
done
}

在我调用函数后的结果:

cut1
cut2
cut3
cut4
multiply
multiply1
multiply2


echo "result is:"
for((i=0;i<$n;i++))do
   for((j=0;j<$n;j++))do
printf '  '${result[i*n+j]}
done
printf '\n';
done

echo "result1 is:"
for((i=0;i<$n;i++))do
   for((j=0;j<$n;j++))do
printf '  '${result1[i*n+j]}
done
printf '\n';
done

echo "result2 is:"
for((i=0;i<$n;i++))do
   for((j=0;j<$n;j++))do
printf '  '${result2[i*n+j]}
done
printf '\n';
done

Answer 1

所编写代码的主要概念问题是，您将一个大数组划分为较小的部分，但随后不对这些部分的减小的大小进行调整。

具体来说，一个明确的错误是在剪切函数中。当存储回Array1 .. Array3时，您使用的是较大数组的索引而不是简化数组。POSIX shell 和 bash 愉快地扩展缺失的条目并用零填充它们。所以 bash 不会帮助你在这里找到你的错误。

类似地，乘法函数应该只尝试在尺寸减小的数组的边界上相乘。通过将 2D 数组存储为线性数组，获取数组的边有点棘手：要么像下面那样传递维度，要么可以从数组中获取大小（假设已正确初始化）并获取平方根。

您提到您认为是随机行为。我怀疑这里发生的事情是从您的环境或过去的执行中查找的动态变量正在将值输入到各个子例程中。为了防止这种情况，我会在函数内声明所有局部变量。当然，有些数组不是本地的，但同样，在程序内部您也应该声明它们。

这就是为什么我认为其他人建议你使用更合适的语言来做这样的事情。我同意这些评估。

但如果您确实必须使用 POSIX shell，您可能应该更好地了解和使用它。您可以使用语法检查您的代码bash -n。如果代码与 POSIX 兼容（我在这里强烈推荐），那么ksh -n将为您提供对该程序更彻底和详细的评论。

为了帮助您找到此类程序中的错误，我建议使用bash 调试器。为了测试代码，我建议使用 Kate Ward 的单元测试程序shunit。

我已经重写了修复错误的代码。据我所知，它遵循您所说的您想做的事情和您拥有的代码。然而，你从来没有真正描述过你想要做什么，或者对你拥有的具体数据给出预期的答案，所以我没有办法独立检查事情。

下面我建议做但没有做的一件事是 DRY（不要重复自己）代码。如果您传递起点和终点以及要存储结果的数组的名称，则可以将4 个剪切函数折叠成一个例程。不过，我认为您必须在此处使用 eval。

同样，通过传入要处理的数组的名称，可以将3 个乘法函数合并为一个。

我通过增强ShowMatrix例程删除了重复的数组显示代码。

typeset -ir n=4
typeset -a Array=()
typeset -a Array1=()
typeset -a Array2=()
typeset -a Array3=()
typeset -a Array4=()
typeset -a Result=()
typeset -a Result1=()
typeset -a Result2=()


ShowMatrix() {
    typeset arr=$1
    typeset n=$2
    typeset -i i
    echo "Matrix $arr is:"
    for ((i=0;i<n;i++)) ; do
        typeset -i j
        typeset -i val
        for ((j=0;j<n;j++)) ; do
            ((val=${arr}[i*n+j]))
            printf '%5d ' $val
        done
        printf '\n';
    done
}

cut1() {
    typeset -i i
    typeset -i k=0
    for((i=0;i<n/2;i++)) ; do
        typeset -i j
        for((j=0;j<n/2;j++)); do
            ((Array1[k++] = Array[i*n+j]))
        done
    done
}

cut2() {
    typeset -i i
    typeset -i k=0
    for((i=0;i<n/2;i++)) ; do
        typeset -i j
        for((j=n/2;j<n;j++)) ; do
            ((Array2[k++] = Array[i*n+j]))
        done
    done
}

cut3() {
    typeset -i i
    typeset -i k=0
    for((i=n/2;i<n;i++)) ; do
        for((j=0;j<n/2;j++)) ; do
            ((Array3[k++] = Array[i*n+j]))
        done
    done
}

cut4() {
    typeset -i i
    typeset -i k=0
    for((i=n/2;i<n;i++)) ; do
        for((j=n/2;j<n;j++));  do
           ((Array4[k++] = Array[i*n+j]))
        done
    done
}

multiply() {
    typeset -i i
    typeset -i n=$1
    ShowMatrix Array1 $n
    ShowMatrix Array2 $n
    for((i=0;i<n;i++)); do
        typeset -i j
        for((j=0; j < n; j++)); do
            typeset -i l
            ((l=i*n+j))
            ((Result[l]=0))
            typeset -i k
            for((k=0; k<n; k++)) ; do
                    ((Result[l] += Array1[i*n+k]*Array2[k*n+j]))
            done
        done
    done
}

multiply1()
{
    typeset -i n=$1
    ShowMatrix Result $n
    ShowMatrix Array3 $n
    typeset -i i
    for((i=0; i < n; i++)) ; do
        typeset -i j
        for((j=0; j < n; j++)); do
            typeset -i l
            ((l=i*n+j))
            ((Result1[i*n+j]=0))
            typeset -i k
            for ((k=0;k<n;k++));  do
                ((Result1[l] += Result[i*n+k]*Array3[k*n+j]))
            done
        done
    done
}

multiply2() {
    typeset -i i
    typeset -i n=$1
    ShowMatrix Result1 $n
    ShowMatrix Array4 $n
    for ((i=0; i<n; i++)) ; do
        typeset -i j
        for ((j=0; j < n; j++)) ; do
            typeset -i l
            ((l=i*n+j))
            ((Result2[i*n+j]=0))
            typeset -i k
            for((k=0;k<n;k++)); do
                ((Result2[l] += Result1[i*n+k]*Array4[k*n+j]))
            done
        done
    done
}


typeset -i i
for((i=0; i<n*n; i++)) ; do
       ((Array[i]=i+1))
done

cut1
cut2
cut3
cut4

typeset -i n2
((n2 = n / 2))

multiply $n2
multiply1 $n2
multiply2 $n2
ShowMatrix Result2 $n2