Программирование на языке Ruby

Следует также знать о прекрасной библиотеке

, которую написал Масахиро Танака (Masahiro Tanaka) — ее можно найти на сайте www.rubyforge.org. Хотя эта библиотека не относится к числу стандартных, она широко известна и очень полезна. Если вы предъявляете повышенные требования к быстродействию, нуждаетесь в особом представлении данных или желаете выполнять быстрое преобразование Фурье, обязательно ознакомьтесь с этим пакетом. Впрочем, для типичных применений стандартной библиотеки должно хватить, поэтому именно ее мы и рассмотрим.

Чтобы создать матрицу, мы, конечно же, обращаемся к методу класса. Сделать это можно несколькими способами. Самый простой — вызвать метод

и перечислить строки в виде массивов. Ниже мы записали вызов на нескольких строчках, но, разумеется, это необязательно:

Вместо этого можно вызвать метод rows, передав ему массив массивов (в таком случае «дополнительные» скобки необходимы). Необязательный параметр сору, по умолчанию равный true, указывает, надо ли скопировать переданные массивы или просто сохранить на них ссылки. Оставляйте значение true, если нужно защитить исходные массивы от изменения, и задавайте false, если это несущественно.

Можно задать матрицу и путем перечисления столбцов, если воспользоваться методом

. Ему параметр не передается, потому что столбцы в любом случае расщепляются, так как во внутреннем представлении матрица хранится построчно:

Предполагается, что все матрицы прямоугольные, но это не проверяется. Если вы создадите матрицу, в которой отдельные строки или столбцы длиннее либо короче остальных, то можете получить неверные или неожиданные результаты.

Некоторые специальные матрицы, особенно квадратные, конструируются проще. Так, тождественную матрицу конструирует метод

(или его синонимы и ):

Более общий метод

строит диагональную матрицу, в которой все элементы на диагонали одинаковы, но не обязательно равны 1:

Еще более общим является метод

, который формирует диагональную матрицу с произвольными элементами (ясно, что параметр, задающий размерность, в этом случае не нужен).

Метод

создает нулевую матрицу заданной размерности (все элементы равны 0):

Понятно, что методы

, , и создают квадратные матрицы.

Чтобы создать матрицу размерности 1×N или N×1, воспользуйтесь методом row_vector или column_vector соответственно.

К отдельным элементам матрицы можно обращаться, указывая индексы в квадратных скобках (оба индекса заключаются в одну пару скобок). Отметим, что не существует метода

. По той же причине, по которой его нет в классе Fixnum: матрицы — неизменяемые объекты (такое решение было принято автором библиотеки).

Индексация начинается с 0, как и для массивов в Ruby. Возможно, это противоречит вашему опыту работы с матрицами, но индексация с 1 в качестве альтернативы не предусмотрена. Можно реализовать эту возможность самостоятельно:

На первый взгляд, этот код должен работать. Большинство операций над матрицами даже будет давать правильный результат при такой индексации. Так в чем же проблема? В том, что мы не знаем деталей внутренней реализации класса

. Если в нем для доступа к элементам матрицы всегда используется собственный метод , то все будет хорошо. Но если где-нибудь имеются прямые обращения к внутреннему массиву или применяются иные оптимизированные решения, то возникнет ошибка. Поэтому, решившись на такой трюк, вы должны тщательно протестировать новое поведение.

К тому же необходимо изменить методы

и . В них индексы тоже начинаются с 0, но метод не вызывается. Я не проверял, что еще придется модифицировать.

Иногда необходимо узнать размерность или форму матрицы. Для этого есть разные методы, например

и .

Метод

возвращает число строк в матрице. Что касается метода , тут есть одна тонкость: он проверяет лишь размер первой строки. Если по каким-либо причинам матрица не прямоугольная, то полученное значение бессмысленно. Кроме того, поскольку метод (проверяющий, является ли матрица квадратной) обращается к и , его результат тоже нельзя считать стопроцентно надежным.