مراجعة - Matrix Class

جزء من قسم البرمجة كائنية التوجه في رحلة C++ على Coddy. الدرس 47 من 104.

التحدي

سهل

لنَبْنِ فئة Matrix تجمع بين جميع تقنيات تحميل المعاملات الزائد التي تعلمتها في هذا الفصل. ستنشئ مصفوفة متكاملة الميزات تدعم العمليات الحسابية، والمقارنات، والوصول إلى العناصر، وإخراج التدفق: وكل ذلك من خلال صياغة معاملات بديهية.

ستنظّم التعليمات البرمجية عبر ملفين:

Matrix.h: عرّف فئة Matrix تدير مصفوفة ثنائية الأبعاد من الأعداد الصحيحة باستخدام الذاكرة الديناميكية. يجب أن تدعم المصفوفة:
- أعضاء خاصة: مؤشر int** للبيانات الثنائية الأبعاد، وأعضاء size_t للصفوف والأعمدة
- منشئًا يستقبل الصفوف والأعمدة، ويهيّئ جميع العناصر إلى 0
- مدمّرًا يحرّر جميع الذاكرة المخصّصة بطريقة صحيحة
- منشئ نسخ ومعامل إسناد النسخ (نسخ عميق مع التحقق من الإسناد الذاتي)
- دالتي الحصول getRows() وgetCols() (كلتاهما const)
- طريقة set(row, col, value) لتعيين العناصر الفردية
- طريقة get(row, col) من نوع const لاسترجاع العناصر
نفّذ هذه المعاملات:
- الحسابية: + و- لجمع المصفوفات وطرحها (إرجاع Matrix جديد بالقيمة)
- المقارنة: == و!= للتحقق مما إذا كانت مصفوفتان تملكان الأبعاد نفسها والعناصر المتطابقة
- التدفق: << باعتباره دالة صديقة لإخراج المصفوفة صفًا تلو الآخر، مع فصل العناصر بمسافات ووضع كل صف في سطر جديد
- الفهرسة: [] التي تُرجع مؤشرًا إلى صف، مما يتيح صياغة matrix[row][col] (وفّر الإصدارين const وغير const)
بالنسبة إلى المعاملات الحسابية، افترض أن للمصفوفتين الأبعاد نفسها. يجب أن تُرجع معاملات المقارنة false إذا اختلفت الأبعاد.
main.cpp: اقرأ الإدخال لإنشاء مصفوفتين بحجم 2x2 ومعالجتهما. تنسيق الإدخال هو:
1. أربعة أعداد صحيحة للمصفوفة الأولى (صفًا تلو الآخر): a00, a01, a10, a11
2. أربعة أعداد صحيحة للمصفوفة الثانية (صفًا تلو الآخر): b00, b01, b10, b11
أنشئ كائنين من نوع Matrix (صفّان وعمودان لكل منهما)، واملأهما باستخدام طريقة set()، ثم استعرض معاملاتك:

تنسيق الإخراج:
```
Matrix A:
<row0>
<row1>
Matrix B:
<row0>
<row1>
A + B:
<row0>
<row1>
A - B:
<row0>
<row1>
A == B: <true/false>
A != B: <true/false>
A[0][0]: <value>
A[1][1]: <value>
```
يجب أن يعرض كل صف العناصر مفصولة بمسافات مفردة. اطبع true أو false (بحروف صغيرة) لنتائج المقارنة.

على سبيل المثال، عند استخدام الإدخالات 1 2 3 4 للمصفوفة A و5 6 7 8 للمصفوفة B:

Matrix A:
1 2
3 4
Matrix B:
5 6
7 8
A + B:
6 8
10 12
A - B:
-4 -4
-4 -4
A == B: false
A != B: true
A[0][0]: 1
A[1][1]: 4

استخدم std::stoi() لتحويل الإدخال. تذكّر تنفيذ != بدلالة == للحفاظ على اتساق معاملاتك. ولا تنسَ حواجز التضمين في ملف الرأس.

جرّب بنفسك

#include <iostream>
#include <string>
#include "Matrix.h"

using namespace std;

int main() {
    // اقرأ المدخلات للمصفوفة الأولى (2x2): a00, a01, a10, a11
    int a00, a01, a10, a11;
    cin >> a00 >> a01 >> a10 >> a11;
    
    // اقرأ المدخلات للمصفوفة الثانية (2x2): b00, b01, b10, b11
    int b00, b01, b10, b11;
    cin >> b00 >> b01 >> b10 >> b11;
    
    // TODO: أنشئ كائنين من Matrix (صفان، عمودان لكل منهما)
    
    // TODO: املأ المصفوفات باستخدام الدالة set()
    
    // TODO: اطبع Matrix A
    // cout << "Matrix A:" << endl;
    // استخدم عامل التشغيل << لطباعة المصفوفة
    
    // TODO: اطبع Matrix B
    // cout << "Matrix B:" << endl;
    // استخدم عامل التشغيل << لطباعة المصفوفة
    
    // TODO: اطبع A + B
    // cout << "A + B:" << endl;
    
    // TODO: اطبع A - B
    // cout << "A - B:" << endl;
    
    // TODO: أخرج نتائج المقارنة
    // cout << "A == B: " << (استخدم العامل الثلاثي لـ true/false) << endl;
    // cout << "A != B: " << (استخدم العامل الثلاثي لـ true/false) << endl;
    
    // TODO: أخرج نتائج الوصول بالفهرس
    // cout << "A[0][0]: " << ... << endl;
    // cout << "A[1][1]: " << ... << endl;
    
    return 0;
}