一、矩阵与方阵:
在数学中,矩阵(Matrix)是一个按照长方阵列排列的复数或实数集合 ,最早来自于方程组的系数及常数所构成的方阵。
这一概念由19世纪英国数学家凯利首先提出。
矩阵是高等代数学中的常见工具,也常见于统计分析等应用数学学科中。
在物理学中,矩阵于电路学、力学、光学和量子物理中都有应用。
计算机科学中,三维动画制作也需要用到矩阵。
矩阵是二维的。
我们知道队列是一维的,可以理解为线性的。
二、矩阵是二维的
全班人排成一个 6*8 的队伍,就有 6 行 8 列,每个同学对应于唯一的某一行某一列。例如:张三同学只能在第 3 行,第 4 列,记作 a[3][4] ( 以 1 为开始)。
这里可以简要理解一下坐标系。
这里可以简要理解一下坐标系。
三、用二维数组表示矩阵和方阵
我们可以把二维数组就可以理解为矩阵,方阵是一种特殊的矩阵。例如:
const int N=100;
const int M=150;
const int K=100;
int a[N][M]; //可知N≠M,所以二维数组a是矩阵
int b[K][N]; //可知N=K,所以二维数组b是方阵(特殊的矩阵)。
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四、方阵的旋转
我们这节课我们主要研究的是方阵的旋转,当然矩阵也是可以旋转的,矩阵的旋转,我们可以使用研究方阵旋转的方法,来研究、学习矩阵的旋转,你会发现矩阵的旋转和翻转和方阵的旋转是及其类似的。
给定方阵A:
那么方阵 A 的旋转主要包括以下六种:
- 顺时针旋转90°
旋转前:
旋转后:
转换公式:b[i][j]= a[n+1-j][i]
- 逆时针旋转90°
旋转前:
旋转后:
转换公式:b[i][j]= a[j][n+1-i]
- 水平翻转180°(左右翻转)
翻转前:
翻转后:
转换公式:b[i][j]= a[i][n-j+1]
- 垂直翻转180°(上下翻转)
翻转前:
翻转后:
转换公式:
b[i][j]= a[n-i+1][j]
- 主对角线翻转
转换公式:b[i][j]= a[j][i]
- 副对角线翻转
转换公式: b[i][j]= a[n-j+1][n-i+1]
研究方阵旋转的最关键点就是选择变换的基点(参考点)。选择二维数组变换的参考点是非常重要的,然后对准该基点,研究变换前和变换后该基点的下标的变换规律。
复合变换的矩阵可通过将几个单独的变换矩阵相加(乘)而得到,这就意味着任何仿射变换的序列均可存储于单个的 Matrix 对象中。可以根据一定的运算求出某个矩阵的逆矩阵,这个矩阵可以用来求出新的坐标点在原坐标系的位置。