C语言矩阵输出详解：从基础到高级应用113

矩阵在数学和计算机科学中扮演着至关重要的角色，广泛应用于图像处理、机器学习、数值计算等领域。C语言作为一门底层语言，提供了灵活的内存操作能力，非常适合进行矩阵运算。本文将详细讲解C语言中矩阵的输出方法，从基础的二维数组输出，到利用函数封装实现更高级的矩阵输出功能，并探讨一些提高代码效率和可读性的技巧。

一、基础矩阵输出：二维数组

在C语言中，最直接的矩阵表示方式是使用二维数组。假设我们有一个m行n列的矩阵，可以使用一个m*n大小的二维数组来存储。输出矩阵则需要使用嵌套循环，逐行逐列地输出数组元素。#include
int main() {
int m = 3, n = 4;
int matrix[3][4] = {
{1, 2, 3, 4},
{5, 6, 7, 8},
{9, 10, 11, 12}
};
for (int i = 0; i < m; i++) {
for (int j = 0; j < n; j++) {
printf("%d ", matrix[i][j]);
}
printf(""); // 换行
}
return 0;
}

这段代码首先定义了一个3x4的整数型矩阵，然后使用两层循环遍历矩阵的每个元素，并使用printf函数输出。printf("");语句在每行输出结束后换行，使矩阵输出格式整齐美观。

二、格式化输出：控制输出精度和对齐

对于浮点型矩阵，我们可能需要控制输出的精度和小数位数。可以使用printf函数的格式说明符来实现。例如，%.2f表示输出浮点数，保留两位小数。#include
int main() {
float matrix[2][3] = {
{1.234, 5.678, 9.012},
{3.456, 7.890, 1.234}
};
for (int i = 0; i < 2; i++) {
for (int j = 0; j < 3; j++) {
printf("%8.2f ", matrix[i][j]); // 保留两位小数，宽度为8
}
printf("");
}
return 0;
}

这段代码使用%8.2f格式说明符，确保每个浮点数输出宽度为8个字符，并保留两位小数，从而使输出更整齐。

三、函数封装：提高代码重用性和可读性

为了提高代码的可重用性和可读性，可以将矩阵输出功能封装到函数中。以下是一个示例：#include
void printMatrix(int m, int n, int matrix[m][n]) {
for (int i = 0; i < m; i++) {
for (int j = 0; j < n; j++) {
printf("%d ", matrix[i][j]);
}
printf("");
}
}
int main() {
int m = 3, n = 4;
int matrix[3][4] = {
{1, 2, 3, 4},
{5, 6, 7, 8},
{9, 10, 11, 12}
};
printMatrix(m, n, matrix);
return 0;
}

这个函数printMatrix接受矩阵的行数、列数和矩阵本身作为参数，实现了矩阵的输出功能。在主函数中，只需要调用该函数即可输出矩阵，使代码结构更清晰。

四、处理动态分配的矩阵

有时候我们需要处理动态分配的矩阵，即在运行时根据需要分配内存空间。这时可以使用malloc和free函数。#include
#include
void printMatrixDynamic(int m, int n, int matrix) {
for (int i = 0; i < m; i++) {
for (int j = 0; j < n; j++) {
printf("%d ", matrix[i][j]);
}
printf("");
}
}
int main() {
int m = 3, n = 4;
int matrix = (int )malloc(m * sizeof(int *));
for (int i = 0; i < m; i++) {
matrix[i] = (int *)malloc(n * sizeof(int));
}
// 初始化矩阵
for (int i = 0; i < m; i++) {
for (int j = 0; j < n; j++) {
matrix[i][j] = i * n + j + 1;
}
}
printMatrixDynamic(m, n, matrix);
// 释放内存
for (int i = 0; i < m; i++) {
free(matrix[i]);
}
free(matrix);
return 0;
}