国际空间研究组织 ISRO CS 2014 问题 22

这是一道编程题，要求编写一个函数实现计算矩阵加法的功能。

问题描述

给定两个矩阵 A 和 B，计算它们的和 C = A + B。

输入格式：

• 第一行为矩阵的行数和列数，以空格分隔，如：2 3 表示矩阵为 2 行 3 列。
• 接下来的若干行为矩阵 A。
• 再接下来的若干行为矩阵 B。

输出格式：

• 若矩阵 A 和矩阵 B 行数和列数不同，则输出 error。
• 否则，输出 C 矩阵。

样例

输入：

2 3
1 2 3
4 5 6
2 3
-1 -2 -3
-4 -5 -6

输出：

0 0 0
0 0 0

解题思路

矩阵加法就是对应位置的元素相加，注意需要先判断两个矩阵的大小是否一致。

我们可以先将输入的字符串转化为矩阵，然后再计算相加的结果。最终将结果矩阵转化为指定的输出格式。

代码实现

def matrix_addition(a, b):
    row_a, col_a = len(a), len(a[0])
    row_b, col_b = len(b), len(b[0])
    if row_a != row_b or col_a != col_b:
        return 'error'
    else:
        result = []
        for i in range(row_a):
            row = []
            for j in range(col_a):
                row.append(a[i][j] + b[i][j])
            result.append(row)
        return result


def from_input_string(input_string):
    lines = input_string.strip().split('\n')
    row_a, col_a = map(int, lines.pop(0).split())
    matrix_a = [list(map(int, line.split())) for line in lines[:row_a]]
    matrix_b = [list(map(int, line.split())) for line in lines[row_a:]]
    return matrix_a, matrix_b


def from_output_string(output_string):
    lines = output_string.strip().split('\n')
    if lines[0] == 'error':
        return 'error'
    else:
        result = [[str(num) for num in row] for row in map(int, line.split()) for line in lines]
        return '\n'.join(' '.join(row) for row in result)


def to_input_string(inputs):
    matrix_a, matrix_b = inputs
    row_a, col_a = len(matrix_a), len(matrix_a[0])
    row_b, col_b = len(matrix_b), len(matrix_b[0])
    input_string = '{} {}\n'.format(row_a, col_a)
    input_string += '\n'.join(' '.join(str(num) for num in row) for row in matrix_a)
    input_string += '\n'
    input_string += '\n'.join(' '.join(str(num) for num in row) for row in matrix_b)
    return input_string


def to_output_string(output):
    if output == 'error':
        return 'error\n'
    else:
        result = [[str(num) for num in row] for row in output]
        return '\n'.join(' '.join(row) for row in result) + '\n'

代码中包含4个函数：

• matrix_addition(a, b)：用于计算矩阵加法的函数。
• from_input_string(input_string)：将输入字符串转化为矩阵的函数，返回值为元组 (matrix_a, matrix_b)。
• from_output_string(output_string)：将输出字符串转化为矩阵的函数，返回值为矩阵或 error 字符串。
• to_input_string(inputs)：将元组 (matrix_a, matrix_b) 转化为输入字符串的函数。
• to_output_string(output)：将输出矩阵或 error 字符串转化为输出字符串的函数。

主要的函数是 matrix_addition(a, b)，该函数根据题目要求实现了矩阵加法的功能，返回值为相加的结果矩阵或 error 字符串。对于输入和输出字符串的转化，我们可以使用常用的字符串解析和构造方式，此处不再赘述。