復習 - Matrixクラス

この章で学んだすべての演算子オーバーロード技法を組み合わせた Matrix class を作成しましょう。算術演算、比較、要素アクセス、ストリーム出力をサポートする、完全な機能を備えた行列を作成します。すべてを直感的な演算子構文で実行できます。

コードを2つのファイルに分けて構成します。

• Matrix.h: 動的メモリを使用して整数の2次元配列を管理する Matrix class を定義します。行列は次をサポートする必要があります。
  • Private members: 2D data 用の int** ポインター、および行と列用の size_t members
  • 行と列を受け取り、すべての要素を 0 に初期化する constructor
  • 割り当てられたすべてのメモリを適切に解放する destructor
  • copy constructor と copy assignment operator（deep copy と self-assignment check）
  • Getters getRows() と getCols()（どちらも const）
  • 個々の要素を設定する set(row, col, value) method
  • 要素を取得する get(row, col) const method

  次の operators を実装します。

  • Arithmetic: 行列の加算と減算を行う + と -（新しい Matrix を値として返す）
  • Comparison: 2つの行列の次元が同じで、要素が一致しているかを check する == と !=
  • Stream: friend function としての <<。行列を行ごとに出力し、要素はスペースで区切り、各行を新しい行に表示する
  • Subscript: 行へのポインターを返し、matrix[row][col] 構文を可能にする []（const と non-const の両方の versions を提供する）

  Arithmetic operators では、両方の行列の次元が同じであると仮定します。Comparison operators は、次元が異なる場合に false を返す必要があります。

• main.cpp: 2つの 2x2 行列を作成して操作するための入力を読み取ります。入力形式は次のとおりです。
  1. 最初の行列の4つの整数（行ごと）：a00, a01, a10, a11
  2. 2番目の行列の4つの整数（行ごと）：b00, b01, b10, b11

  2つの Matrix objects（それぞれ 2 行、2 列）を作成し、set() method を使用して値を設定した後、operators を実演します。

  出力形式：

  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>

  各行では、要素を単一のスペースで区切って表示します。比較結果には true または false（小文字）を出力します。

たとえば、Matrix A の入力が 1 2 3 4、Matrix B の入力が 5 6 7 8 の場合：

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

入力変換には std::stoi() を使用します。operators の一貫性を保つため、!= は == in terms of で実装してください。header file には header guards を忘れずに追加してください。