W matematyce mnożenie macierzy lub iloczyn macierzy jest operacją binarną, która wytwarza macierz z dwóch macierzy. Definicja jest motywowana równaniami liniowymi i transformacjami liniowymi wektorów, które mają wiele zastosowań w matematyce, fizyce i inżynierii. Bardziej szczegółowo, jeśli A jest macierzą n × m, a B jest macierzą m × p, to ich iloczyn macierzy AB jest macierzą n × p, w której m wpisów w rzędzie A jest pomnożonych przez m wpisów w dół a kolumny B i zsumowane, aby uzyskać wpis AB. Gdy dwie transformacje liniowe są reprezentowane przez macierze, to iloczyn macierzy reprezentuje skład tych dwóch transformacji.

^{Źródło: Wikipedia}

Innymi słowy, aby pomnożyć dwie macierze, na przykład:

1 2 3   1 4
2 3 4 × 3 1 = 
3 4 5   4 6

Najpierw weź wiersz 1 w pierwszej macierzy, kolumnę numer 1 w drugiej macierzy i pomnóż 1przez 1, 2przez 3i 3przez 4.

1 × 1 = 1
2 × 3 = 6
3 × 4 = 12

Teraz dodaj je razem, aby otrzymać swój pierwszy przedmiot:

1 2 3   1 4   19
2 3 4 × 3 1 = 
3 4 5   4 6

W przypadku drugiej liczby w pierwszej kolumnie wyniku musisz wziąć wiersz 2 zamiast wiersza 1 i zrobić to samo.

1 × 2 = 2
3 × 3 = 9
4 × 4 = 16
      = 27

Po wykonaniu całej pierwszej kolumny wynik wygląda następująco:

1 2 3   1 4   19
2 3 4 × 3 1 = 27
3 4 5   4 6   35

Teraz zrób dokładnie to samo, ale weź drugą kolumnę zamiast pierwszej kolumny, co spowoduje:

1 2 3   1 4   19 24
2 3 4 × 3 1 = 27 35
3 4 5   4 6   35 46

Twoje zadanie

Biorąc pod uwagę dwie macierze (maksymalne wymiary 200 x 200), zawierające liczby z zakresu od -10000 do 10000, gdzie liczba kolumn na pierwszej równa się liczbie wierszy na drugiej, pomnóż pierwszą przez drugą. (Mnożenie macierzy jest nieprzemienne.)

Możesz pobierać dane wejściowe i podawać dane wyjściowe jako tablicę tablic (lub odpowiednik), macierz (jeśli twój język ma ten format) lub łańcuch wielowierszowy.

Nie można używać żadnych wbudowanych funkcji do mnożenia macierzy.

Przypadki testowe

1 2   1 2 3 4 5    13 16 19 22 25
3 4 × 6 7 8 9 10 = 27 34 41 48 55
5 6                41 52 63 74 85

2 3   3 5   15 13
3 4 × 3 1 = 21 19

5 3            11    27
1 3      1 3   7     15
9 3    × 2 4 = 15    39
1 -1000        -1999 -3997

Pamiętaj, to jest kodowanie w golfa , więc wygrywa kod z najmniejszą liczbą bajtów.

Galaretka , 7 5 bajtów

Z×þḅ1

Staje B i A jako argumenty i zwraca A × B .

Wypróbuj online!

Jak to działa

Z×þḅ1  Main link. Left argument: B. Right argument: A

Z      Zip; transpose B's rows and columns.
 ×þ    Table multiplication; multiply all columns of B (rows of B's transpose) by
       all rows of A, element by element. Results are grouped by the rows of A.
   ḅ1  Unbase 1; compute the sum of all flat arrays in the result.

05AB1E , 13 bajtów

vyU²øvyX*O})ˆ

Wypróbuj online!

Wyjaśnienie

v               # for each row in the first matrix
 yU             # save the row in X
   ²øv          # for each row in the transposition of the second matrix
      yX*       # multiply the rows
         O      # sum the elements of the resulting row
          }     # end inner loop
           )    # wrap elements of the new row in a list
            ˆ   # push to global list
                # implicitly output global list

Python 2, 69 66 bajtów

Jest to zgodne ze standardową formułą, ale dla zwięzłości lambda-d :) Kod bez golfa jest bardzo prosty!

lambda x,y:[[sum(map(int.__mul__,r,c))for c in zip(*y)]for r in x]

^{Dzięki Alexi Torhamo za uratowanie 3 bajtów! :)}

Nieskluczony kod:

x = [[1,2],[3,4],[5,6]]
y = [[1,2,3,4,5],[6,7,8,9,10]]

output = []
for row in x:
    nrow = []
    for col in zip(*y):                             # zip(*[]) transposes a matrix
        nrow += [sum(a*b for a,b in zip(row,col))]  # multiplication for each pair summed
    output += [nrow]

print output

J, 13 9 bajtów

Zaoszczędzone 4 bajty dzięki kilometrom!

[:+/*"#:~

To jest widelec z czapką:

[: +/ *"#:~

Co odpowiada:

[: +/ (*"#:)~
[: +/ (*"_ 1 0)~

Który wykonuje pożądane mnożenie; są one następnie sumowane.

Z wbudowanym produktem kropkowym, 5 bajtów: +/ .*

Przypadki testowe

   f =: [: +/ *"#:~
   (3 3$1 2 3 2 3 4 3 4 5)f(3 2$1 4 3 1 4 6)
19 24
27 35
35 46
   (3 3$1 2 3 2 3 4 3 4 5);(3 2$1 4 3 1 4 6)
+-----+---+
|1 2 3|1 4|
|2 3 4|3 1|
|3 4 5|4 6|
+-----+---+
   (2 2$2 3 3 4)f(2 2$3 5 3 1)
15 13
21 19
   (2 2$2 3 3 4);(2 2$3 5 3 1)
+---+---+
|2 3|3 5|
|3 4|3 1|
+---+---+

Haskell , 57 56 54 bajtów

e=[]:e
z=zipWith
a!b=[sum.z(*)r<$>foldr(z(:))e b|r<-a]

Wypróbuj online!

Stosowanie:

Prelude> [[1,2],[3,4],[5,6]] ! [[1,2,3,4,5],[6,7,8,9,10]]
[[13,16,19,22,25],[27,34,41,48,55],[41,52,63,74,85]]

foldr(zipWith(:))ez e=[]:ejest krótszą formą transpose.

Haskell , 45 bajtów

map.(foldr1(z(+)).).flip(z$map.(*))
z=zipWith

Wypróbuj online!

Przyjmuje argumenty w odwrotnej kolejności.

R, 66 bajtów

function(A,B)apply(B,2,function(i)apply(A,1,function(j)sum(j*i)))

Nienazwana funkcja przyjmuje dwie macierze R jako dane wejściowe i zwraca produkt. Wykorzystuje, applyktóry służy do stosowania funkcji na marginesach tablic. W fortym przypadku działa tylko jako podwójna pętla: dla każdej kolumny Bi dla każdego wiersza Azwraca sumę (wektoryzowanych) produktów.

Porównaj z podejściem czystym dla pętli ( 101bajty):

function(A,B){M=matrix(NA,m<-nrow(A),n<-ncol(B));for(i in 1:n)for(j in 1:m)M[j,i]=sum(A[j,]*B[,i]);M}

Mathematica, 20 bajtów

Inner[1##&,##,Plus]&

Funkcja anonimowa. Pobiera na wejściu dwie listy liczb rangi 2 i zwraca dane liczbowe rangi 2 jako dane wyjściowe. Dla tych, którzy są ciekawi, Innerjest funkcją, która wykonuje podobne do mnożenia macierzy zastosowanie dwóch funkcji do dwóch tensorów.

C #, 168 167 bajtów

(A,B)=>{int n=A.Length,p=B[0].Length,i=0,j=0,k=0,s;var R=new int[n,p];while(i++<n)for(j=0;j<p;){s=0;for(k=0;k<A[0].Length;)s+=A[i][k]*B[k++][j];R[i,j++]=s;}return R;};

Dziękuję @Mukul Kumar za zapisanie 1 bajtu, tym razem pętla while była krótsza: P

Pełny program z przypadkami testowymi:

using System;
class Matrix
{
    static void Main()
    {
        Func<int[][], int[][], int[,]> a = null;

        a = (A,B)=>
        {
            int n=A.Length,p=B[0].Length,i=0,j=0,k=0,s;
            var R=new int[n,p];
            while(i++<n)
                for(j=0;j<p;)
                {
                    s=0;
                    for(k=0;k<A[0].Length;)
                        s+=A[i][k]*B[k++][j];
                    R[i,j++]=s;
                }
            return R;
        };

        int[,] t1 = a(new int[][] { new int[] { 1, 2 }, new int[] { 3, 4 }, new int[] { 5, 6 } },
            new int[][] { new int[] { 1, 2, 3, 4, 5 }, new int[] { 6, 7, 8, 9, 10 } } );
        int[,] t2 = a(new int[][] { new int[] { 2, 3 }, new int[] { 3, 4 } },
            new int[][] { new int[] { 3, 5 }, new int[] { 3, 1 } });
        int[,] t3 = a(new int[][] { new int[] { 5, 3 }, new int[] { 1, 3 }, new int[] { 9, 3 }, new int[] { 1, -1000 } },
            new int[][] { new int[] { 1, 3 }, new int[] { 2, 4 } });

        Console.WriteLine(IsCorrect(t1, new int[,] { { 13, 16, 19, 22, 25 }, { 27, 34, 41, 48, 55 }, { 41, 52, 63, 74, 85 } } ));
        Console.WriteLine(IsCorrect(t2, new int[,] { { 15, 13 }, { 21, 19 } } ));
        Console.WriteLine(IsCorrect(t3, new int[,] { { 11, 27 }, { 7, 15 }, { 15, 39 }, { -1999, -3997 } } ));

        Console.Read();
    }

    static bool IsCorrect(int[,] answer, int[,] valid)
    {
        if (answer.Length != valid.Length)
            return false;
        for (int i = 0; i < answer.GetLength(0); i++)
            for (int j = 0; j < answer.GetLength(1); j++)
                if (answer[i, j] != valid[i, j])
                    return false;
        return true;
    }
}

MATL , 12 11 bajtów

7L&!*Xs6Be!

Macierze są wprowadzane przy użyciu ;jako separatora wierszy.

Wypróbuj online!

Mnożenie macierzy bez wbudowanego było częścią mojej odpowiedzi na Showcase of languages . Jednak, gdy próbowałem ponownie użyć oryginalnego kodu dla tej odpowiedzi, zdałem sobie sprawę, że wystąpił błąd (wyjście wektora wiersza zostało niepoprawnie przekonwertowane na wektor kolumny). To jest teraz poprawione, zarówno tu i tam. Aby dowiedzieć się, jak działa kod, zobacz polecony post (fragment o długości 11).

C ++ 14, 173 168 156 146 bajtów

• -5 bajtów na powrót przez parametr referencyjny
• -12 bajtów do używania foreach i C.back()zamiast tego liczenia nai
• -10 bajtów na upuszczenie C.clear()i wymaganie Cpustego na początku

Jako nienazwana lambda:

[](auto A,auto B,auto&C){int j,k,s=B[0].size();for(auto a:A){C.emplace_back(s);for(j=-1;++j<s;)for(k=-1;++k<B.size();C.back()[j]+=a[k]*B[k][j]);}}

Wymaga wejścia i wyjścia, ponieważ vector<vector<int>>dane wyjściowe muszą być wcześniej puste.

Nie golfowany:

auto f=
[](auto A, auto B, auto&C){
 int j,k,s=B[0].size();
 for (auto a:A){
  C.emplace_back(s);
  for (j=-1;++j<s;)
   for (k=-1;++k<B.size();
    C.back()[j]+=a[k]*B[k][j]
   );
 }
}
;

Próba:

int main() {
 using M=std::vector<std::vector<int>>;
 M a = {
  {1,2,3},
  {2,3,4},
  {3,4,5},
 };
 M b = {
  {1,4},
  {3,1},
  {4,6},
 };
 M c;
 f(a,b,c);
 for (auto&r:c){
  for (auto&i:r) std::cout << i << ", ";
  std::cout << "\n";
 }
}

Łuska , 7 6 bajtów

mMδṁ*T

Zwróć uwagę na kolejność argumentów, spróbuj online!

-1 bajt dzięki @Zgarb!

Wyjaśnienie

Zasadniczo po prostu robiąc to, co definiuje mnożenie macierzy:

mMδṁ*T  -- takes arguments in reverse order, eg: [[1],[0],[-1]] [[1,2,3],[4,5,6]]
     T  -- transpose the first argument: [[1,0,-1]] [[1,2,3],[4,5,6]]
m       -- map the following function (example element [1,0,-1])
 M      --   map the following function applied to [1,0,-1] (example element [1,2,3])
  δṁ    --     accumulate a sum of element-wise..
    *    --    ..multiplication: -2
          -- [[-2],[-2]]

JavaScript (ES6), 66 bajtów

(a,b)=>a.map(c=>b[0].map((_,i)=>b.reduce((s,d,j)=>s+d[i]*c[j],0)))

C #, 131 bajtów

(A,B)=>new List<List<int>>(A.Select(x=>new List<int>
    (B[0].Select((f,i)=>B.Select(r=>r[i])).Select(y=>x.Zip(y,(p,q)=>p*q).Sum()))));

Ukradłem rozwiązanie Yodle przy założeniu, że mogę napisać to bardziej efektywnie przy użyciu LINQ (w przeciwieństwie do pętli). Podjąłem kilka prób, ale trochę to zmiażdżyłem.

Tutaj jest to trochę podzielone:

a = (A, B) => new List<List<int>>(
            from x in A
            select new List<int>(
                from y in B.First().Select((f, i) => B.Select(r => r.ElementAt(i)))
                select x.Zip(y, (p, q) => p * q).Sum()));

Jedynym prawdziwym „trik” tutaj jest transpozycją macierzy B.First().Select((f, i) => B.Select(r => r.ElementAt(i))). Po transponowaniu drugiej macierzy mamy dwie tablice A[i,x]i B[j,x]. Weź iloczyn kartezjański ( i*j) i spakuj razem każdą z tych xtablic długości.

Kod testowy:

using System;
class Matrix
{
    static void Main()
    {
        Func<int[][], int[][], List<List<int>>> a = null;
        a = (A, B) => new List<List<int>>(A.Select(x => new List<int>(B[0].Select((f, i) => B.Select(r => r[i])).Select(y => x.Zip(y, (p, q) => p * q).Sum()))));

        List<List<int>> t1 = a(new int[][] { new int[] { 1, 2 }, new int[] { 3, 4 }, new int[] { 5, 6 } },
            new int[][] { new int[] { 1, 2, 3, 4, 5 }, new int[] { 6, 7, 8, 9, 10 } });
        List<List<int>> t2 = a(new int[][] { new int[] { 2, 3 }, new int[] { 3, 4 } },
            new int[][] { new int[] { 3, 5 }, new int[] { 3, 1 } });
        List<List<int>> t3 = a(new int[][] { new int[] { 5, 3 }, new int[] { 1, 3 }, new int[] { 9, 3 }, new int[] { 1, -1000 } },
            new int[][] { new int[] { 1, 3 }, new int[] { 2, 4 } });

        Console.WriteLine(IsCorrect(t1, new int[,] { { 13, 16, 19, 22, 25 }, { 27, 34, 41, 48, 55 }, { 41, 52, 63, 74, 85 } }));
        Console.WriteLine(IsCorrect(t2, new int[,] { { 15, 13 }, { 21, 19 } }));
        Console.WriteLine(IsCorrect(t3, new int[,] { { 11, 27 }, { 7, 15 }, { 15, 39 }, { -1999, -3997 } }));

        Console.Read();
    }

    static bool IsCorrect(List<List<int>> answer, int[,] valid)
    {
        if (answer.Count*answer[0].Count != valid.Length)
            return false;
        for (int i = 0; i < answer.Count; i++)
            for (int j = 0; j < answer[0].Count; j++)
                if (answer[i][j] != valid[i, j])
                    return false;
        return true;
    }

}

Haskell , 49 bajtów

z=zipWith
m a=map(\x->foldr1(z(+))$z(map.(*))x a)

Wypróbuj online!

Dane wejściowe i wyjściowe są listami kolumn. Odwzorowuje każdą kolumnę drugiej macierzy na ten wiersz, spakowany z kolumnami pierwszej macierzy i skalując każdą, zsumowaną jako wektor.

Wydaje mi się, że musi istnieć dobry sposób, aby uczynić to bezcelowym i zaoszczędzić garść bajtów, ale jeszcze go nie widzę.

JavaScript, 128 bajtów

m=(a,b)=>{$=[];q=0;for(x in b){c=[];j=0;for(y in a[0]){_=i=0;for(z in b[0]){_+=a[i][j]*b[q][i];i++}c.push(_);j++}$.push(c);q++}}

Otrzymujesz wynik, po prostu sprawdzając $ - to trochę oszustwo, ale hej, zaoszczędziłem kilka bajtów.

PHP, 110 bajtów

function f($a,$b){foreach($a as$n=>$x)foreach($b as$m=>$y)foreach($y as$p=>$v)$z[$n][$p]+=$v*$x[$m];return$z;}

Trzy pętle dla elfich tablic. To takie proste ... ale golf nie ma wiele do zaoferowania.

Tak właściwie 14 bajtów

Zapraszamy do gry w golfa! Wypróbuj online!

┬@;l)∙`i♀*Σ`M╡

Ungolfing

         Implicit input A, then B.
┬        Transpose B's rows and columns. Call it B_T.
@        Swap A to TOS.
;l)      Get len(A) and move to BOS for later.
∙        Push the Cartesian product of A and B_T. Call it cart_prod.
`...`M   Map the following function over cart_prod. Variable xs.
  i        Flatten xs onto the stack, getting a row of A and column of B.
  ♀*       Multiply each element of A_row by each element of B_column.
  Σ        Sum the resulting list to get an element of A*B.
         The result of the map returns every element of A*B, but in one flat list.
╡        Push a list containing len(A) non-overlapping sublists of A*B.
         This separates A*B into rows.
         Implicit return.

C, 618 bajtów

M(char*a,char*b){char*P[2];P[0]=malloc(strlen(a));P[1]=malloc(strlen(b));for(int A=0;A<strlen(a);A++){P[0][A]=a[A];};for(int B=0;B<strlen(b);B++){P[1][B]=b[B];};int H[200][200],B[200][200];int O,N,m,J;for(int Y=0;Y<2;Y++){int y=0,z=0,r=0;char j[7];int p=strlen(P[Y]);for(int i=0;i<=p;i++){if(P[Y][i]==' '||P[Y][i]==','||i==p){(Y<1)?H[y][z]=atoi(j):(B[y][z]=atoi(j));memset(j,'\0',4);(P[Y][i]==' ')?z++:y++;z=(P[Y][i]==',')?0:z;r=0;}else{j[r]=P[Y][i];r++;};};(Y<1)?O=z+1,N=y:(m=y,J=z+1);};for(int U=0;U<N;U++){for(int F=0;F<J;F++){int T=0;for(int d=0;d<O;d++){T+=H[U][d]*B[d][F];};printf("%d ",T);T=0;};printf("\n");};}

Nazwana funkcja i autor: zdecydowanie najdłuższe przesyłanie tutaj, częściowo ze względu na fakt, że przekształcanie danych wejściowych tablicy znaków na dwuwymiarowe tablice liczb całkowitych C zajmuje najwięcej bajtów, a także dlatego, że nie grałem w golfa w C przez najdłuższy czas. Nadal pracuję nad tym, aby skrócić to tak bardzo, jak potrafię, a wszelkie wskazówki w tym zakresie są bardzo mile widziane.

Teraz, nie wchodząc w to, pobiera dane wejściowe przez wiersz poleceń z dwiema macierzami reprezentowanymi przez dwa ciągi znaków, z których każdy zawiera wiersze oddzielone przecinkami, a każdy wiersz reprezentuje liczby całkowite oddzielone spacjami. Na przykład macierze:

   1 2 3     44 52
A= 4 5 6  B= 67 -79
   7 8 9     83 90

będzie wprowadzony jako:

./a.out "1 2 3,4 5 6,7 8 9" "44 52,67 -79,83 90"

Otrzymana macierz jest wyprowadzana do STDOUT jako ciąg wielowierszowy. Na przykład dane wyjściowe dla powyższego wejścia to:

 427 164 
1009 353 
1591 542 

Clojure, 60 bajtów

#(for[a %](for[b(apply map vector %2)](apply +(map * a b))))

Wiele bajtów wydanych na transpozycję drugiego argumentu.

Ruby , 59 bajtów

->m,n{m.map{|r|n.transpose.map{|c|r.zip(c).sum{|i,j|i*j}}}}

Wypróbuj online!