C语言矩阵转置与换列输出详解30

在C语言中，处理二维数组（矩阵）是常见的任务。本文将深入探讨如何实现矩阵的转置以及如何对矩阵进行换列操作，并提供多种实现方法和代码示例，帮助读者理解其底层逻辑和高效实现技巧。

一、矩阵转置

矩阵转置是指将矩阵的行和列互换。例如，一个3x2矩阵：```
1 2
3 4
5 6
```

其转置矩阵为：```
1 3 5
2 4 6
```

在C语言中，我们可以使用嵌套循环来实现矩阵转置。以下代码片段展示了如何将一个`m x n`的矩阵转置：```c
#include
void transposeMatrix(int m, int n, int matrix[m][n], int transposedMatrix[n][m]) {
for (int i = 0; i < m; i++) {
for (int j = 0; j < n; j++) {
transposedMatrix[j][i] = matrix[i][j];
}
}
}
int main() {
int m = 3, n = 2;
int matrix[3][2] = {{1, 2}, {3, 4}, {5, 6}};
int transposedMatrix[2][3];
transposeMatrix(m, n, matrix, transposedMatrix);
printf("Original Matrix:");
for (int i = 0; i < m; i++) {
for (int j = 0; j < n; j++) {
printf("%d ", matrix[i][j]);
}
printf("");
}
printf("Transposed Matrix:");
for (int i = 0; i < n; i++) {
for (int j = 0; j < m; j++) {
printf("%d ", transposedMatrix[i][j]);
}
printf("");
}
return 0;
}
```

这段代码首先定义了一个`transposeMatrix`函数，该函数接收原始矩阵及其维度作为输入，并创建一个新的矩阵存储转置后的结果。然后，它使用嵌套循环遍历原始矩阵，并将每个元素`matrix[i][j]`复制到转置矩阵的`transposedMatrix[j][i]`位置。 `main`函数演示了如何使用该函数。

二、矩阵换列

矩阵换列是指交换矩阵中两列的位置。假设我们要交换矩阵的第`col1`列和第`col2`列。

以下代码演示了如何交换一个`m x n`矩阵的第`col1`列和第`col2`列：```c
#include
void swapColumns(int m, int n, int matrix[m][n], int col1, int col2) {
if (col1 < 0 || col1 >= n || col2 < 0 || col2 >= n) {
printf("Invalid column indices.");
return;
}
for (int i = 0; i < m; i++) {
int temp = matrix[i][col1];
matrix[i][col1] = matrix[i][col2];
matrix[i][col2] = temp;
}
}
int main() {
int m = 3, n = 4;
int matrix[3][4] = {{1, 2, 3, 4}, {5, 6, 7, 8}, {9, 10, 11, 12}};
swapColumns(m, n, matrix, 0, 2); // Swap column 0 and column 2
printf("Matrix after swapping columns:");
for (int i = 0; i < m; i++) {
for (int j = 0; j < n; j++) {
printf("%d ", matrix[i][j]);
}
printf("");
}
return 0;
}
```