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2차원 행렬 클래스 본문

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2차원 행렬 클래스

   2017.09.08 09:50

선형 대수에 행렬이 많이 나오는데, 행렬 책만 보기에도 그렇고, JS에는 파이썬의 Pandas나 그외 수학 라이브러리 같은 유명한 라이브러리는 없어서 간단한 수준의 2차원 행렬 클래스를 만들어 보았다. 행렬 입력하려고 [ [1,2,3], [1,2,3] ] 이런식으로 입력하는건 좀 많이 귀찮아서 그냥 1차원 배열로 입력하고, 열과 행의 길이를 입력해 놓아서 연산할때는 알아서 처리하게 했다.


배워가면서 점차 추가할 생각인데 일단은 해당 행 가져오기(getRow), 해당 열 가져오기(getCol),  행렬 생성, 행렬 합(add), 행렬 곱(x)만 해놓았다. 공부하면서 끄적거릴 용도라서 성능은 딱히..... ㅠㅠ


추가 : 0행렬, 단위행렬 추가

추가 : N x M => M x n 변환 추가


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class Matrix {
    constructor({row, col, arr}){
        this.row = row;
        this.col = col;
        this.arr = arr;
    }
 
    getRow(num){
        var t = this.col * (num -1); 
        return this.arr.slice(t, t+this.col);
    }
 
    getCol(num){
        var result = [], len = this.arr.length, arr = this.arr, i = num-1
        while(i < len){result.push(arr[i]); i+=this.col; } 
        return result;  
    }
 
    getOne(x,y){
        return this.arr[(x-1)*this.col + (y-1)];
    }
 
    add(v){
        if(!(v instanceof Matrix) && isNaN(v) ) 
            throw 'Matrix 클래스 또는 숫자만 가능합니다.';
 
        if(typeof v === 'number'
            return new Matrix({
                row:this.row, 
                col:this.col, 
                arr:this.arr.map(one => one+v)
            });
 
        if(this.row !== v.row || this.col !== v.col) 
            throw '행렬합은 동일한 사이즈의 행렬끼리만 가능합니다.';
 
        return new Matrix({
            row:this.row, 
            col:this.col, 
            arr:this.arr.map((o,i)=>o+v.arr[i])
        });
    }
 
    zero(){
        return new Matrix({
            row:this.row, 
            col:this.col, 
            arr:'0'.repeat(this.row*this.col).split('').map(a=>+a)
        });
    }
 
    ident(){
        return new Matrix({
            row:this.row, 
            col:this.col, 
            arr: ('1'+('0'.repeat(this.col)+'1').repeat(this.row -1)).split('').map(o=>+o)
        });
    }
 
    x(v){
        if(!(v instanceof Matrix) && isNaN(v) ) 
            throw 'Matrix 클래스 또는 숫자만 가능합니다.';
 
        if(typeof v === 'number'
            return new Matrix({
                row:this.row, 
                col:this.col, 
                arr:this.arr.map(one => one*v)
            });
 
        if(this.col !== v.row) 
            throw '행렬곱은 앞 행렬의 col 수와 뒷 행렬의 row 수가 같아야 합니다.';
 
        var result = [], vTemp = [];
        for(var i = 0; i < this.row; i++){
            for(var j = 0; j < v.col; j++){
                result.push(this.getRow(i+1).reduce(
                    (p,a,i) => p + a * (vTemp[j]|| (vTemp[j] = v.getCol(j+1)))[i],0)
                );
            }
        }
        return new Matrix({row:this.row, col:v.col, arr:result});
    }
 
    show() {
        console.log(
            this.arr.reduce( (p,a,i) => p + " " + a + (i % this.col === (this.col - 1) ? "\n" : "") , "" )
        );
    }
 
    tran1() {
        // N x N 행렬일때 변환
        if(this.col !== this.row) throw "행과 열의 길이가 같아야 합니다.";
        var len = this.row;
        var temp = 0;
        var tempIndex = 0;
        var result = this.arr.slice();debugger;
        for(var i = 0; i < len; i++){
            for(var j = i*(len + 1)+1; j < len*(i+1); j++){
                tempIndex = (j - i * len) * len + i;
                temp = result[tempIndex];
                result[tempIndex] = result[j];
                result[j] = temp;
            }
        }
        return new Matrix({row:this.row,col:this.col,arr:result});
    }
 
    tran2() {
        // N x M 행렬 => M x N 행렬
        var result = [];
        for(var i = 0; i < this.col; i++){
            result.push(...this.getCol(i+1));
        }
        return new Matrix({row:this.col, col:this.row, arr:result});
    }
}
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var a = new Matrix({row:4, col:4, arr:[11,12,13,14,21,22,23,24,31,32,33,34,41,42,43,44]});
var b = new Matrix({row:4, col:4, arr:[11,12,13,14,21,22,23,24,31,32,33,34,41,42,43,44]});
 
a.x(10);    // 스칼라 곱
a.x(b);        // 행렬 곱 AxB
 
// N x N 행렬 변환
var c = new Matrix({row:4,col:4,arr:[1,1,1,1,0,1,1,1,0,0,1,1,0,0,0,1]})
c.tran1().show();
 
// M x N => N x M  
var d = new Matrix({row:5,col:3,arr:[1,1,1,1,1,1,0,1,1,0,0,1,0,0,0]});
d.tran2().show();
d.tran2().tran2().show();
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