====== Struktura kodu ====== Kod będziemy umieszczali w folderach o strukturze pozwalającej na zapis wszystkich projektów w repozytorium kodu ustalonym indywidualnie dla każdego uczestnika. *Utwórz katalog //root// Może to być np. ''programowanie-obiektowe'' lub Twoje imię i nazwisko *Skopiuj tam do osobnego katalogu ''Lab1'' pliki utworzone podczas pierwszych zajęć *Kod utworzony podczas kolejnych laboratoriów ma być umieszczany w katalogach ''Lab2'', ''Lab3'', itd. *Czyli pliki utworzone podczas tych zajęć mają trafić do ''Lab2'' ====== Laboratorium 2 ====== Klasa Matrix jest macierzą dwuwymiarową, ale dane przechowuje w tablicy jednowymiarowej ''data''. Informacja o liczbie wierszy i kolumn jest zawarta w polach ''rows'' i ''cols''


public class Matrix {
    double[]data;
    int rows;
    int cols;
    //...
    Matrix(int rows, int cols){
        this.rows = rows;
        this.cols = cols;
        data = new double[rows*cols];
    }
    //...

}

Celem ćwiczenia jest implementacja różnych metod klasy Matrix oraz ich **przetestowanie**. Możesz wpierw wykonać punkt [[#dodaj_kod_testujacy|2.11]] i dodawać kod testujący na bieżąco... ===== 2.1 Zaimplementuj konstruktor =====


Matrix(double[][] d){

tworzący macierz na podstawie tablicy - liczba kolumn ma być ustalona na podstawie najdłuższego wiersza w d, brakujace elementy zerowe.


Matrix m = new Matrix(new double[][]{{1,2,3,4},{5,6},{7,8},{9}});

{{ :po:20181018_141630.jpg?600 |}} ===== 2.2 Zaimplementuj metodę która zwraca tablicę dwuwymiarową =====


double[][] asArray()

===== 2.3 Zaimplementuj metody dostępu do elementów (settery i gettery) =====


double get(int r,int c)
void set (int r,int c, double value)

===== 2.4 Zaimplementuj metodę toString ===== Publiczna funkcja ''toString'' powinna zwracać tekstową reprezentację obiektu. Klasa ''String'' jest niemodyfikowalna (//immutable//), dlatego do przygotowania tekstu użyj klasy ''StringBuilder''. Obiekty tej klasy są modyfikowalne i bufor dla tekstu może automatycznie przyrastać w miarę dodawania kolejnych fragmentów. Przeciążona metoda ''append()'' pozwala na dopisywania tekstowej reprezentacji obiektów różnych typów (''String'', ''Object'', ''double'', ''float'', ''int'', itd.)


    public String toString(){
        StringBuilder buf = new StringBuilder();
        buf.append("[")
        for(int i=0;i 

===== 2.5 Zaimplementuj metodę reshape ===== 


    void reshape(int newRows,int newCols){
        if(rows*cols != newRows*newCols)
            throw new RuntimeException(String.format("%d x %d matrix can't be reshaped to %d x %d",rows,cols,newRows,newCols));

    }


Na razie informuj o błędach za pomocą wyjątku RuntimeException. **Jest to bardzo niewłaściwe i żaden programista Javy nigdy nie powinien tego robić**. ;-) Ale niektórzy tak robią i zostaje w bibliotekach na długie lata. 

===== 2.6 Zaimplementuj metodę shape ===== 

Metoda powinna zwracać tablicę określającą liczbę wierszy i kolumn


    int[] shape()


===== 2.7 Zaimplementuj metodę add ===== 

Matrix add(Matrix m)


Zwraca ona macierz, której elementy spełniają 

assert( get(i,j) == this.get(i,j)+m.get(i,j) )




===== 2.8 Analogicznie zaimplementuj metody ===== 

    Matrix sub(Matrix m){...}
    Matrix mul(Matrix m){...}
    Matrix div(Matrix m){...}


oraz dodawanie, mnożenie, dzielenie, odejmowanie skalarów


    Matrix add(double w){...} // dodaje wartość w do każdego elementu
    Matrix sub(double w){...} // odejmuje wartośc w od kazdego elementu
    Matrix mul(double w){...} // mnoży każdy element przez skalar w
    Matrix div(double w){...} // dzieli każdy element przez skalar w


=====  2.9 Zaimplementuj zwykłe mnożenie macierzy. ===== 
W wyniku pomnożenia  A(r x n) * B(n x m) ma powstać macierz C(r x m)  

    Matrix dot(Matrix m)


===== 2.10 Zaimplementuj normę Frobeniusa =====  
Norma Frobeniusa to po prostu suma kwadratów elementów.
[[https://en.wikipedia.org/wiki/Matrix_norm#Frobenius_norm]]


    double frobenius()


Czyli jeżeli odejmiemy macierz od siebie - to powinna powtać macierz o zerowej normie Frobeniusa. Jeśli podzielimy przez siebie - norma powinna wynosić ''rows * cols''

===== 2.11 Dodaj kod testujący =====  
 ** Uwaga :!: To zadanie przeniesione na następne laboratorium **

Dla każdej z wcześniej podanych metod napisz kod testowy. 

  *Dodaj klasę ''TestMatrix'' (w tym samym pakiecie)
  *Zaimplementuj kolejno statyczne metody o nazwie ''testXXX'', np:
     * ''testMatrix()'' - test konstruktora
     * ''testAdd()'' - test dodawania
     * itd.
  *Następnie wywołaj je w funkcji ''main''


===== 2.12 Opcjonalnie: metody statyczne budujące macierze =====
Często spotykaną konwencją jest stosowanie metod statycznych, które tworzą skonfigurowany obiekt
Zaimplementuj typowe metody:


    public static Matrix random(int rows, int cols){
        Matrix m = new Matrix(rows,cols);
        Random r = new Random();
        m.set(0,0,r.nextDouble());
        //... wypełnij wartościami losowymi
        return m;
    }


Wywołanie:


    Matrix r = Matrix.random(2,3);


Macierz jednostkowa


    public static Matrix eye(int n){
        Matrix m = new Matrix(n,n);
        //... wypełnij jedynkami na przekątnej        
        return m;
    }


===== 2.13 Opcjonalnie: odwracanie macierzy =====

Jeżeli ktoś ma ochotę może napisać metodę ''inv()'' zwracającą odwrotność macierzy. Macierz może być odwrócona metodą [[https://en.wikipedia.org/wiki/Gaussian_elimination|eliminacji Gaussa]].

Znalazłem gdzieś na dysku stary kod w C++ z 1995 roku. Może się przydać jako źródło inspiracji... Wydaje mi się, że działał?
  *Konstruktor tworzył macierz jednostkową (z jedynkami na przekątnej)
  *Pivot to element maksymalny w obszarze do eliminacji 
  *Nie chcemy wersji //in place//. Po prostu wynikowa macierz ma być zwracana
  *Testy - pomnóż wektor przez macierz i następnie jej odwrotność i sprawdź, czy osiągnięto wartość wyjściową. Albo pomnóż macierz przez odwrotność i sprawdź, czy wynikowa macierz jest jednostkowa. 




void Matrix::swapRows(int i1,int i2)
{
 for(int j=0;jverySmall ){
			for(j=0;j