C++向量点积和叉积程序


假设我们有两个向量,例如向量 A 和向量 B,它们包含 x、y 和方向,任务是找到这两个给定向量数组的叉积和点积。

什么是向量?

在数学中,具有大小和方向的量称为向量,而只有大小值的一个量称为标量。向量开始的点称为起点,向量结束的点称为终点。向量起点和终点之间的距离称为向量的模或大小。

有多种类型的向量,例如:

  • **单位向量** - 模为 1 的向量称为单位向量。
  • **零向量** - 也称为空向量,因为在这种类型的向量中,起点和终点相同。
  • **共起点向量** - 如果两个或多个向量具有相同的起点或起始点,则称它们为共起点向量。
  • **共线向量** - 如果两个或多个向量平行于同一条直线,则称它们为共线向量。
  • **相等向量** - 如果两个向量具有相同的大小和方向,则称它们为相等向量。

什么是点积?

点积也称为标量积,定义如下:

假设我们有两个向量 A = a1 * i + a2 * j + a3 * k 和 B = b1 * i + b2 * j + b3 * k,其中 i、j 和 k 是单位向量,这意味着它们的值为 1,x、y 和 z 是向量的方向,则点积或标量积等于 a1 * b1 + a2 * b2 + a3 * b3。

Input-: A = 2 * i + 7 * j + 2 * k
B = 3 * i + 1 * j + 5 * k
Output-: 2 * 3 + 7 * 1 + 2 * 5 = 23

什么是叉积?

叉积也称为向量积,定义如下:

假设我们有两个向量 A = a1 * i + a2 * j + a3 * k 和 B = b1 * i + b2 * j + b3 * k。则叉积等于 (a2 * b3 – a3 * b2) * i - (a1 * b3 – a3 * b1) * j + (a1 * b2 – a2 * b1) * k,其中 a2 * b3 – a3 * b2、a1 * b3 – a3 * b1 和 a1 * b1 – a2 * b1 是单位向量的系数,i、j 和 k 是向量的方向。

Input-: A = 2 * i + 7 * j + 2 * k
B = 3 * i + 1 * j + 5 * k
Output-: (7 * 5 - 2 * 1)i + (2 * 5 - 2 * 3)j - (2 * 1 - 7 * 3)k

算法

Start
Step 1 -> declare a function to calculate the dot product of two vectors
   int dot_product(int vector_a[], int vector_b[])
   Declare int product = 0
   Loop For i = 0 and i < size and i++
      Set product = product + vector_a[i] * vector_b[i]
   End
   return product
Step 2 -> Declare a function to calculate the cross product of two vectors
   void cross_product(int vector_a[], int vector_b[], int temp[])
   Set temp[0] = vector_a[1] * vector_b[2] - vector_a[2] * vector_b[1]
   Set temp[1] = -(vector_a[0] * vector_b[2] - vector_a[2] * vector_b[0])
   Set temp[2] = vector_a[0] * vector_b[1] - vector_a[1] * vector_b[0]
Step 3-> In main()
   Declare vector int vector_a[] = { 4, 2, -1 }
   Declare vector int vector_b[] = { 5, 7, 1 }
   Declare variable int temp[size]
   Call function for dot product as dot_product(vector_a, vector_b)
   Call function for dot product as cross_product(vector_a, vector_b)
   Loop For i = 0 and i < size and i++
   Print temp[i]
End
Stop

示例

 在线演示

#include <bits/stdc++.h>
#define size 3
using namespace std;
//function to calculate dot product of two vectors
int dot_product(int vector_a[], int vector_b[]) {
   int product = 0;
   for (int i = 0; i < size; i++)
   product = product + vector_a[i] * vector_b[i];
   return product;
}
//function to calculate cross product of two vectors
void cross_product(int vector_a[], int vector_b[], int temp[]) {
   temp[0] = vector_a[1] * vector_b[2] - vector_a[2] * vector_b[1];
   temp[1] = -(vector_a[0] * vector_b[2] - vector_a[2] * vector_b[0]);
   temp[2] = vector_a[0] * vector_b[1] - vector_a[1] * vector_b[0];
}
int main() {
   int vector_a[] = { 4, 2, -1 };
   int vector_b[] = { 5, 7, 1 };
   int temp[size];
   cout << "Dot product:";
   cout << dot_product(vector_a, vector_b) << endl;
   cout << "Cross product:";
   cross_product(vector_a, vector_b, temp);
   for (int i = 0; i < size; i++)
   cout << temp[i] << " ";
   return 0;
}

输出

Dot product:33
Cross product:9 -9 18

更新于: 2021年8月12日

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