２つの行列の積を計算するプログラム（C言語、使用コンパイラはgcc）

Question

組もうとしているプログラムのコード

同じ次数の正方行列同士の掛け算をするプログラムを組もうとしています。

まずは掛けようとしているA、Bの2つの行列の成分をscanfで取得した後、
その取得した値を用いて掛け算をした後の行列の成分を計算して、
その後掛ける前の2つの行列と、掛け算の結果を表示させるプログラムです。

コード

#include<stdio.h>

int jisu;

int mult(int a[][jisu],int b[][jisu]);
void disp(int a[][jisu],int b[][jisu],int c[][jisu]);

int main(void)
{
    do
    {
    printf("Enter the dimension.\n");
    scanf("%d",&jisu);
    } while(jisu < 2 || jisu > 5);

    int a[jisu][jisu];
    int b[jisu][jisu];
    int c[jisu][jisu];
    printf("\ndefine matrix A.");
    for(int m=0;m<jisu;m++)
    {
        for(int n=0;n<jisu;n++)
        {
            printf("\nEnter a[%d][%d]\n",m,n);
            scanf("%d", &a[m][n]);
        }
    }

    printf("\ndefine matrix B.");
    for(int m=0;m<jisu;m++)
    {
        for(int n=0;n<jisu;n++)
        {
            printf("\nEnter b[%d][%d]\n",m,n);
            scanf("%d", &b[m][n]);
        }
    }

    c[jisu][jisu] = mult(a,b);
    disp(a,b,c);
}

int mult(int a[][jisu],int b[][jisu])
{
    int c[jisu][jisu];
    for(int i=0;i<jisu;i++)
    {
        for(int j=0;j<jisu;j++)
        {
            c[i][j] = 0;
        }
    }

    for(int i=0;i<jisu;i++)
    {
        for(int j=0;j<jisu;j++)
        {
            for(int n=0;n<jisu;n++)
            {
                c[i][j] += a[n][j] * b[i][n];
            }
        }
    }

    return c[jisu][jisu];
}

void disp(int a[][jisu],int b[][jisu],int c[][jisu])
{
    printf("matrix A\n");
    for(int i=0;i<jisu;i++)
    {
        printf("|");
        for(int j=0;j<jisu;j++)
        {
            printf("%6d",a[i][j]);
        }
        printf("  |\n");
    }

    printf("matrix B\n");
    for(int i=0;i<jisu;i++)
    {
        printf("|");
        for(int j=0;j<jisu;j++)
        {
            printf("%6d",b[i][j]);
        }
        printf("      |\n");
    }
    printf("multiply A by B\n");
    for(int i=0;i<jisu;i++)
    {
        printf("|");
        for(int j=0;j<jisu;j++)
        {
            printf("%6d",c[i][j]);
        }
        printf("      |\n");
    }
}

入力

Enter the dimension.
3

define matrix A.
Enter a[0][0]
1

Enter a[0][1]
0

Enter a[0][2]
0

Enter a[1][0]
0

Enter a[1][1]
1

Enter a[1][2]
0

Enter a[2][0]
0

Enter a[2][1]
0

Enter a[2][2]
1

define matrix B.
Enter b[0][0]
0

Enter b[0][1]
1

Enter b[0][2]
2

Enter b[1][0]
4

Enter b[1][1]
5

Enter b[1][2]
6

Enter b[2][0]
3

Enter b[2][1]
2

Enter b[2][2]
3

結果

matrix A
|     1     0     0  |
|     0     1     0  |
|     0     0     1  |
matrix B
|1978483764     1     2      |
|     4     5     6      |
|     3     2     3      |
multiply A by B
|     0     01978484256      |
|642205219781671891978483764      |
|    48     04200016      |

質問内容

行列Aの方はしっかり入力した通りに表示されるのですが、行列Bが(1,1)成分(b[0][0]にあたる値)が思うように出力されず、
掛け算の結果に関してはもはや意味が分かりません。

コードのどこがおかしいのでしょうか？

Answer 1

c[jisu][jisu] = mult(a,b);

コレは意味不明です
だいたい、
c[jisu][jisu]
は範囲外となるんでアクセス違反となります

Comments

[suugaku_nyumon]

c[jisu][jisu]は変でした。ご回答ありがとうございます。

Answer 2

multは配列を返したいのでしょうが、整数c[jisu][jisu]を返していますね。
（c[jisu][jisu]はcの範囲外になるので、それも誤りですが）
そしてcのスコープはmult内になりますので、multから帰った時点でcにはアクセスできません。
提案ですが、multには結果を返したい配列も引数で渡して、そこに計算結果を格納して帰るようにしてはどうでしょう。

Comments

[pepperleaf]

> （c[jisu][jisu]はcの範囲外になるので、それも誤りですが）
これで、 bの配列を壊しているのでしょうか。 気づかなかった。

[suugaku_nyumon]

c[jisu][jisu]が変でした。そのおかしなコードのせいでbまで影響が出ていたのですね。
ご回答ありがとうございます。

Answer 3

お礼

ご回答ありがとうございます。確かにc[jisu][jisu]は変でした。

説明

returnを使って配列は返せないのですね。実は関数の項目を勉強していまして、それで配列を返して具体的にコードを組んでみようとしたのですが、ポインタを使うことでうまくいきました。malloc関数を使えば一般化はできそうですし、構造体（？）という手段もあると調べてみたサイトで書かれていましたが、またポインタや構造体を勉強する際に一般化にリベンジしようと思います。

修正後のコード

#include<stdio.h>

int jisu;

int (*mult2(int a[][2],int b[][2]))[2];
int (*mult3(int a[][3],int b[][3]))[3];
int (*mult4(int a[][4],int b[][4]))[4];
int (*mult5(int a[][5],int b[][5]))[5];
void disp(int a[][jisu],int b[][jisu],int c[][jisu]);

int main(void)
{
    do
    {
    printf("Enter the dimension.\n");
    scanf("%d",&jisu);
    } while(jisu < 2 || jisu > 5);

    int a[jisu][jisu];
    int b[jisu][jisu];

    printf("\ndefine matrix A.");
    for(int m=0;m<jisu;m++)
    {
        for(int n=0;n<jisu;n++)
        {
            printf("\nEnter a[%d][%d]\n",m,n);
            scanf("%d", &a[m][n]);
        }
    }

    printf("\ndefine matrix B.");
    for(int m=0;m<jisu;m++)
    {
        for(int n=0;n<jisu;n++)
        {
            printf("\nEnter b[%d][%d]\n",m,n);
            scanf("%d", &b[m][n]);
        }
    }
    if(jisu == 2)
    {
        int (*c)[2] = mult2(a,b);
        disp(a,b,c);
    }
    else if(jisu == 3)
    {
        int (*c)[3] = mult3(a,b);
        disp(a,b,c);
    }
    else if(jisu == 4)
    {
        int (*c)[4] = mult4(a,b);
        disp(a,b,c);
    }
    else if(jisu == 5)
    {
        int (*c)[5] = mult5(a,b);
    }
    else
    {
        printf("Error.\n");
    }
}

int (*mult2(int a[][2],int b[][2]))[2]
{
    static int d[2][2]; 
    for(int i=0;i<2;i++)
    {
        for(int j=0;j<2;j++)
        {
            d[i][j] = 0;
        }
    }

    for(int i=0;i<2;i++)
    {
        for(int j=0;j<2;j++)
        {
            for(int n=0;n<2;n++)
            {
                d[i][j] += a[i][n] * b[n][j];
            }
        }
    }

    return d;
}

int (*mult3(int a[][3],int b[][3]))[3]
{
    static int d[3][3]; 
    for(int i=0;i<3;i++)
    {
        for(int j=0;j<3;j++)
        {
            d[i][j] = 0;
        }
    }

    for(int i=0;i<3;i++)
    {
        for(int j=0;j<3;j++)
        {
            for(int n=0;n<3;n++)
            {
                d[i][j] += a[i][n] * b[n][j];
            }
        }
    }

    return d;
}

int (*mult4(int a[][4],int b[][4]))[4]
{
    static int d[4][4]; 
    for(int i=0;i<4;i++)
    {
        for(int j=0;j<4;j++)
        {
            d[i][j] = 0;
        }
    }

    for(int i=0;i<4;i++)
    {
        for(int j=0;j<4;j++)
        {
            for(int n=0;n<4;n++)
            {
                d[i][j] += a[i][n] * b[n][j];
            }
        }
    }

    return d;
}

int (*mult5(int a[][5],int b[][5]))[5]
{
    static int d[5][5]; 
    for(int i=0;i<5;i++)
    {
        for(int j=0;j<5;j++)
        {
            d[i][j] = 0;
        }
    }

    for(int i=0;i<5;i++)
    {
        for(int j=0;j<5;j++)
        {
            for(int n=0;n<5;n++)
            {
                d[i][j] += a[i][n] * b[n][j];
            }
        }
    }

    return d;
}

void disp(int a[][jisu],int b[][jisu],int c[][jisu])
{
    printf("matrix A\n");
    for(int i=0;i<jisu;i++)
    {
        printf("|");
        for(int j=0;j<jisu;j++)
        {
            printf("%6d",a[i][j]);
        }
        printf("  |\n");
    }

    printf("matrix B\n");
    for(int i=0;i<jisu;i++)
    {
        printf("|");
        for(int j=0;j<jisu;j++)
        {
            printf("%6d",b[i][j]);
        }
        printf("      |\n");
    }
    printf("multiply A by B\n");
    for(int i=0;i<jisu;i++)
    {
        printf("|");
        for(int j=0;j<jisu;j++)
        {
            printf("%6d",c[i][j]);
        }
        printf("      |\n");
    }
}

説明（５月１８日１４時３０分追記）

ポインタを使わないといけないと書きましたが、そんなことありませんでした。
１要素ずつ計算する関数を作れば良いだけでした。

参考（追記についてのコード）

#include<stdio.h>

int jisu;

int multij(int fir[][jisu],int sec[][jisu],int i,int j);
void disp(int a[][jisu],int b[][jisu],int c[][jisu]);

int main(void)
{
    do
    {
    printf("Enter the dimension.\n");
    scanf("%d",&jisu);
    } while(jisu < 2 || jisu > 6);

    int a[jisu][jisu];
    int b[jisu][jisu];
    int c[jisu][jisu];
    printf("\ndefine matrix A.");
    for(int m=0;m<jisu;m++)
    {
        for(int n=0;n<jisu;n++)
        {
            printf("\nEnter a[%d][%d]\n",m,n);
            scanf("%d", &a[m][n]);
        }
    }

    printf("\ndefine matrix B.");
    for(int m=0;m<jisu;m++)
    {
        for(int n=0;n<jisu;n++)
        {
            printf("\nEnter b[%d][%d]\n",m,n);
            scanf("%d", &b[m][n]);
        }
    }

    for(int m=0;m<jisu;m++)
    {
        for(int n=0;n<jisu;n++)
        {
            c[m][n] = multij(a,b,m,n);
        }
    }
    disp(a,b,c);
}

int multij(int fir[][jisu],int sec[][jisu],int i,int j)
{
    int valueij = 0;
    for(int n=0;n<jisu;n++)
    {
        valueij += fir[i][n] * sec[n][j];
    }

    return valueij;
}

void disp(int a[][jisu],int b[][jisu],int c[][jisu])
{
    printf("matrix A\n");
    for(int i=0;i<jisu;i++)
    {
        printf("|");
        for(int j=0;j<jisu;j++)
        {
            printf("%6d",a[i][j]);
        }
        printf("  |\n");
    }

    printf("matrix B\n");
    for(int i=0;i<jisu;i++)
    {
        printf("|");
        for(int j=0;j<jisu;j++)
        {
            printf("%6d",b[i][j]);
        }
        printf("      |\n");
    }
    printf("multiply A by B\n");
    for(int i=0;i<jisu;i++)
    {
        printf("|");
        for(int j=0;j<jisu;j++)
        {
            printf("%6d",c[i][j]);
        }
        printf("      |\n");
    }
}