c言語でつくった単純な自作関数をmain関数で呼び出すプログラムだが、もっとスマートにしたい。

Question

やりたいこと

以下の内容の関数を作りmainで呼び出すことが自分の課題になっている。
・double型の行列
・最初の行列Aを表示（形は123,456,789の3x3で決まっている)
・転置行列ATの計算からの表示
・A＋ATの計算
・A-ATの計算

これらの処理を動くように書いてみたがもうちょっとスマートにかけないか？？
もっと別の方法で書けないか？？さらにはc言語の規則的にどう書くのが正しいのか？？というかぶっちゃけこの頭悪そうなコードが嫌すぎるというのがあります

が気になってしまっていろいろ調べてみたが、先人の知恵をお借りできれば新しい考えが浮かぶと思って質問しました。

今回書いたプログラム

内容は

・double型の行列
・最初の行列Aを表示（形は123,456,789の3x3で決まっている)
・転置行列ATの計算からの表示
・A＋ATの計算
・A-ATの計算
のようになっている

#include <stdio.h>

// 関数初期化宣言
double tenti(double A[3][3], double AT[3][3]);
double make_gyouretu(double A[3][3],double AT[3][3]);
double add_tenti(double A[3][3],double AT[3][3]);
double deff_tenti(double A[3][3],double AT[3][3]);

// main関数
int main(void) {
    double A[3][3] = {{1.0,2.0,3.0},{4.0,5.0,6.0},{7.0,8.0,9.0}};
    double AT[3][3];

    // 関数呼び出し
    make_gyouretu(A,AT);
    tenti(A, AT);
    add_tenti(A,AT);
    deff_tenti(A,AT);

    return 0;
}

// 行列の表示
double make_gyouretu(double A[3][3],double AT[3][3])
{
    int i,j;
    
    printf("行列A\n");

    for (i=0; i < 3; i++) {
        for (j=0; j< 3; j++) {
            printf("%.1f ", A[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
}

// 転置行列
double tenti(double A[3][3],double AT[3][3])
{
    int i,j;
    for (i=0; i < 3; i++) {
        for (j=0; j< 3; j++) {
            AT[j][i] = A[i][j];
        }
        printf("\n");
    }
    printf("転置行列AT\n");
    for (i=0; i < 3; i++) {
        for (j=0; j< 3; j++) {
            printf("%.1f ", AT[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
    printf("\n");
    
}

// 和を求める
double add_tenti(double A[3][3],double AT[3][3])
{
    int i,j;
    printf("AT-A\n");
    for (i=0; i < 3; i++) {
        for (j=0; j< 3; j++) {
            printf("%.1f ", A[i][j] + AT[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }  
    printf("\n");
}

//差を求める
double deff_tenti(double A[3][3],double AT[3][3])
{
    int i,j;
    printf("AT-A\n");
    for (i=0; i < 3; i++) {
        for (j=0; j< 3; j++) {
            printf("%.1f ", A[i][j] - AT[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }  
    printf("\n");
}

結果

行列A
1.0 2.0 3.0
4.0 5.0 6.0
7.0 8.0 9.0



転置行列AT
1.0 4.0 7.0
2.0 5.0 8.0
3.0 6.0 9.0

AT-A
2.0 6.0 10.0
6.0 10.0 14.0
10.0 14.0 18.0

AT-A
0.0 -2.0 -4.0
2.0 0.0 -2.0
4.0 2.0 0.0

まとめ

自分の中で書き換えられると思えるのは転置行列を求めるところが一番である。
本来mainの中で書けば全然問題ないのだが、目的はあえて自作関数をスマートに書いてmainで呼び出すことなのでご了承ください。

皆さん知恵を貸していただき好きに魔改造していただきたいです。
何か至らない点があればご指摘よろしくお願いします。

Comments

[cateye]

指摘が有りますが、返り値がない関数はvoidを使いましょう。
で、ネーミングは置いといてｗ、行列を１つしか使ってないのに２個渡している。
make_gyouretu(A,AT);→ make_gyouretu(A);
double make_gyouretu(double A[3][3],double AT[3][3])→void make_gyouretu(double A[3][3])

[Daregada]

行列の計算と表示を分離してみては。

[oinari03]

ありがとうございます！いろいろ知らないことばっかりで参考になります！

[miyabi-sun]

関数型プログラミングとは一体……うごごごご……！

Answer 1

僕だったら

• print(A) : A をプリントする
• copy(B,A) : B を A にコピーする
• transpose(A) : Aの転置をAに求める
• add(A,B): A + B をAに求める
• sub(A,B): A - B をAに求める

こんだけ作る。
※ print(A)以外の関数はプリントしない。

こんだけあれば行列 A, AT, X を用意しておいて

print(A) A をプリント

copy(AT, A)
transpose(AT)
print(AT) Aの転置(AT)をプリント

copy(X,A)
add(X,AT)
print(X) A+AT をプリント

copy(X,A)
sub(X,AT)
print(X) A-AT をプリント

Answer 2

魔改造？

#include <stdio.h>

void mat_print(const char *name, double A[3][3]);
void mat_trans(double A[3][3], double AT[3][3]);
void mat_add(double A[3][3], double B[3][3], double Sum[3][3]);
void mat_sub(double A[3][3], double B[3][3], double Dif[3][3]);

int main(void)
{
	double A[3][3] = {
		{ 1.0, 2.0, 3.0 },
		{ 4.0, 5.0, 6.0 },
		{ 7.0, 8.0, 9.0 }
	};
	double B[3][3], C[3][3];

	mat_print("行列A", A);
	mat_trans(A, B);  mat_print("転置行列AT", B);
	mat_add(A, B, C); mat_print("A + AT", C);
	mat_sub(A, B, C); mat_print("A - AT", C);
	return 0;
}

// 行列の表示
void mat_print(const char *name, double A[3][3])
{
	printf("%s\n", name);
	for (int i = 0; i < 3; i++) {
		for (int j = 0; j < 3; j++)
			printf("%6.1f ", A[i][j]);
		putchar('\n');
	}
}

// 転置行列
void mat_trans(double A[3][3], double AT[3][3])
{
	for (int i = 0; i < 3; i++)
		for (int j = 0; j < 3; j++)
			AT[i][j] = A[j][i];
}

// 和を求める
void mat_add(double A[3][3], double B[3][3], double Sum[3][3])
{
	for (int i = 0; i < 3; i++)
		for (int j = 0; j < 3; j++)
			Sum[i][j] = A[i][j] + B[i][j];
}

//差を求める
void mat_sub(double A[3][3], double B[3][3], double Dif[3][3])
{
	for (int i = 0; i < 3; i++)
		for (int j = 0; j < 3; j++)
			Dif[i][j] = A[i][j] - B[i][j];
}

Comments

[oinari03]

魔改造ありがとうございます！！！参考にします！！

Answer 3

1. 行列をグローバルに宣言してヘッダーに移動する。

行列を関数の引数に渡さない。
0. 関数宣言を全部ヘッダーに移動する。
0. 行列のサイズ(3)を #define MATRIX_SIZE 3などにする
0. for文内で変数宣言

for(int i=0; i<MATRIX_SIZE; i++)

Comments

[thkana]

> 行列をグローバルに宣言してヘッダーに移動する。
> 行列を関数の引数に渡さない。
これは「スマート」じゃないと思う。

[oinari03]

さまざまな意見ありがたいです。行列サイズを固定するやり方は参考になりました。

Answer 4

関数名等いじってないですが・・・いくらか見やすいかと？

#include <stdio.h>

typedef double Matrix[3][3];
// 関数プロトタイプ宣言
void print(const char *msg, Matrix mat);
void tenti(Matrix A, Matrix AT);
void add_tenti(Matrix A, Matrix AT);
void deff_tenti(Matrix A, Matrix AT);
// main関数
int main(void)
{
    Matrix A = {{1.0, 2.0, 3.0}, {4.0, 5.0, 6.0}, {7.0, 8.0, 9.0}};
    Matrix AT;

    // 関数呼び出し
    print("行列A",A);
    tenti(A, AT);
    add_tenti(A, AT);
    deff_tenti(A, AT);

    return 0;
}

// 行列の表示
void print(const char *msg, Matrix mat)
{
    putchar('\n');
    puts(msg);

    for(int i = 0; i < 3; i++) {
        for(int j = 0; j < 3; j++) {
            printf("%.1f ", mat[i][j]);
        }
        putchar('\n');
    }
}
// 転置行列
void tenti(Matrix A, Matrix AT)
{
    for(int i = 0; i < 3; i++) {
        for(int j = 0; j < 3; j++) {
            AT[j][i] = A[i][j];
        }
    }
    print("転置行列AT", AT);
}
// 和を求める
void add_tenti(Matrix A, Matrix AT)
{
    Matrix tmp;
    for(int i = 0; i < 3; i++) {
        for(int j = 0; j < 3; j++) {
            tmp[i][j] = A[i][j] + AT[i][j];
        }
    }
    print("AT+A", tmp);
}
// 差を求める
void deff_tenti(Matrix A, Matrix AT)
{
    Matrix tmp;
    for(int i = 0; i < 3; i++) {
        for(int j = 0; j < 3; j++) {
            tmp[i][j] = A[i][j] - AT[i][j];
        }
    }
    print("AT-A", tmp);
}

結果↓

行列A
1.0 2.0 3.0
4.0 5.0 6.0
7.0 8.0 9.0

転置行列AT
1.0 4.0 7.0
2.0 5.0 8.0
3.0 6.0 9.0

AT+A
2.0 6.0 10.0
6.0 10.0 14.0
10.0 14.0 18.0

AT-A
0.0 -2.0 -4.0
2.0 0.0 -2.0
4.0 2.0 0.0

Comments

[cateye]

AT+A→A+AT
AT-A→A-AT

[oinari03]

自分のコードと比べたらかなりスマートです！！ありがとうございます！！

Answer 5

コメントと命名を見て気になった部分を書きました。

• 関数の名前が実際の処理と矛盾している

make_gyouretuというよりもprint_gyouretu
add_tentiだと転置行列を元の行列と足すと感じられるので、add_gyouretuの方が良い。(あるいは和を表示するだけなのでprint_add_gyouretuとか)

• スペルミス

ex:defではなくdiff(different)。そもそも引き算は英語でsubtractionなのでsub_gyouretuの方が良い。

• 戻り値ない。
• 和なのにAT-Aと表示している。
• コメントが実際の処理と違って困惑する。//差を求めると書くと、定義が関数なのでなんらかの計算して値を返してくれるのかなと期待する。実際には //差を表示する でしょう。
• 行列は英語でmatrixなのでそう書いた方がかっこいい。

Comments

[oinari03]

たくさんの方の中から最初に返信してくださったのでベストアンサーにしました。スペルミスや名前の付け方など教えてくれてありがとうございます。