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#include "matrix.hpp"
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#include "../complex-numbers/cnumber.hpp"
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#include "../vectors/vector.hpp"
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int main() {
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vector a = vector(2);
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a[0] = cnumber(7, 0);
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a[1] = cnumber(6, 0);
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vector b = vector(2);
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b[0] = cnumber(5, 0);
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b[1] = cnumber(3, 0);
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vector c = vector(2);
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c[0] = cnumber(2, 0);
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c[1] = cnumber(5, 0);
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vector d = vector(2);
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d[0] = cnumber(1, 0);
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d[1] = cnumber(0, 1);
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matrix m = matrix(2, 2);
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m[0] = a;
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m[1] = b;
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matrix n = matrix(2, 2);
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n[0] = c;
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n[1] = d;
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cout << "The matrix m:" << endl;
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cout << m << endl;
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cout << "The matrix m's transpose:" << endl;
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cout << m.transpose() << endl;
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cout << "The matrix n" << endl;
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cout << n << endl;
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cout << "The matrix m * n" << endl;
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cout << m * n << endl;
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if (!m.is_hermitian()) {
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cout << "The matrix m is not hermitian, here is the hermitian conjugate:"
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<< endl;
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cout << m.hermitian_conjugate() << endl;
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}
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if (!n.is_hermitian()) {
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cout << "The matrix n is not hermitian, here is the hermitian conjugate:"
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|
<< endl;
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cout << n.hermitian_conjugate() << endl;
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}
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return 0;
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}
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@ -0,0 +1,171 @@
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#include "../vectors/vector.hpp"
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#include <iostream>
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#include <sstream>
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#include <string>
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using namespace std;
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class matrix {
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private:
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long long num_cols;
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long long num_rows;
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vector *cols;
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public:
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matrix(const long long num_cols, const long long num_rows) {
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this->num_cols = num_rows;
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this->num_rows = num_cols;
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this->cols = (vector *)calloc(sizeof(vector), num_rows);
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for (long long i = 0; i < num_rows; i++) {
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this->cols[i] = vector(num_cols);
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}
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}
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~matrix() {
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this->num_cols = 0;
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this->num_rows = 0;
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// free(this->cols);
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// this->cols = NULL;
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}
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const vector get_diagonal() const {
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long long diag_len = this->num_rows;
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if (this->num_cols < diag_len) {
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diag_len = this->num_cols;
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}
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vector v(diag_len);
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for (long long i = 0; i < this->num_cols; i++) {
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for (long long j = 0; j < this->num_rows; j++) {
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if (i == j) {
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v[i] = this->cols[i][j];
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}
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}
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}
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return v;
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}
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const vector get_row(long long index) const { return this->cols[index]; }
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const vector get_column(long long index) const {
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vector v(this->num_rows);
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for (long long j = 0; j < this->num_rows; j++) {
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v[j] = this->cols[j][index];
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}
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return v;
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}
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const matrix rotate_ninety() const {
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matrix m(this->num_cols, this->num_rows);
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return m;
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}
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const matrix transpose() const {
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matrix n(this->num_rows, this->num_cols);
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for (long long i = 0; i < this->num_cols; i++) {
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|
for (long long j = 0; j < this->num_rows; j++) {
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|
n[j][i] = this->cols[i][j];
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}
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}
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|
return n;
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|
}
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const matrix conjugate() const {
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matrix n(this->num_cols, this->num_rows);
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for (long long i = 0; i < this->num_cols; i++) {
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||||||
|
for (long long j = 0; j < this->num_rows; j++) {
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|
n[i][j] = this->cols[i][j].conjugate();
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}
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}
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return n;
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}
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const matrix hermitian_conjugate() const {
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return this->transpose().conjugate();
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}
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const bool is_hermitian() const {
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if (this->num_rows != this->num_cols)
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return false;
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matrix m = this->hermitian_conjugate();
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bool equal = true;
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for (long long i = 0; i < m.num_cols; i++) {
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||||||
|
for (long long j = 0; j < m.num_rows; j++) {
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||||||
|
if (m[i][j] != this->cols[i][j]) {
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equal = false;
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}
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}
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}
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return equal;
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}
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|
friend ostream &operator<<(ostream &os, const matrix &m) {
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char last = '\0';
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for (long long i = 0; i < m.num_cols; i++) {
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||||||
|
for (long long j = 0; j < m.num_rows; j++) {
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||||||
|
string symbols[3];
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symbols[0] = "|";
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ostringstream oss;
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oss << " " << m.cols[i][j] << " ";
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symbols[1] = oss.str();
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symbols[2] = "|";
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||||||
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for (int i = 0; i < 3; i++) {
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||||||
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int len = symbols[i].length() - 1;
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char cur = symbols[i][0];
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|
if (cur != last) {
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os << symbols[i];
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}
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|
last = symbols[i][len];
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}
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}
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|
if (i != m.num_cols - 1)
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|
os << endl << "|";
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}
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return os;
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}
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|
const bool operator==(const matrix &m) const {
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bool equal = true;
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for (long long i = 0; i < this->num_cols; i++) {
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||||||
|
for (long long j = 0; j < this->num_rows; j++) {
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||||||
|
if (this->cols[i][j] != m[i][j]) {
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|
equal = false;
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}
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|
}
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|
}
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return equal;
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}
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|
const vector operator[](const long long index) const {
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return this->cols[index];
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}
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const matrix operator*(const cnumber z) const {
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matrix n(this->num_cols, this->num_rows);
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for (long long i = 0; i < this->num_cols; i++) {
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n[i] = this->cols[i] * z;
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}
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return n;
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}
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|
const matrix operator*(const matrix m) const {
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matrix n(this->num_cols, m.num_rows);
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|
// if (this->num_cols != m.num_rows && m.num_cols != this->num_rows)
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|
// return n;
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for (long long i = 0; i < this->num_rows; i++) {
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||||||
|
for (long long j = 0; j < this->num_rows; j++) {
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|
n[i][j] = this->get_row(i) * m.get_column(j);
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|
}
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|
}
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|
return n;
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|
}
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const matrix operator+(const matrix &m) const {
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|
matrix n(this->num_cols, this->num_rows);
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for (long long i = 0; i < this->num_cols; i++) {
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n[i] = this->cols[i] + m[i];
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}
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return n;
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|
}
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const matrix operator-(const matrix &m) const {
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|
matrix n(this->num_cols, this->num_rows);
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||||||
|
for (long long i = 0; i < this->num_cols; i++) {
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||||||
|
n[i] = this->cols[i] - m[i];
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|
}
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|
return n;
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}
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// FIXME: Figure out how to make sure you do not try to access something
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|
// outside of the index
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||||||
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vector &operator[](const long long index) { return this->cols[index]; }
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|
};
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