在c++中求解一个行简化形式的简单矩阵
Solving a simple matrix in row-reduced form in C++
好吧,我在这上面扯了我所有的头发,尽管,作为一个新手,我确信有几个问题。我想取一个矩阵,通过初等行变换,把它化简成行简化阶梯形。我们假设(1)它是可解的,(2)它是唯一解。不需要检查零或其他任何东西;它只是行变换。下面是代码:
#include <iostream>
#include <cstdlib>
using namespace std;
void printmatrix(float A[][4]);
void RowReduce (float A[][4]);
int main() {
// answer should be { 2, 4, -3 }
float A[3][4] = {
{ 5, -6, -7, 7 },
{ 3, -2, 5, -17 },
{ 2, 4, -3, 29 }
};
printmatrix(A);
RowReduce(A);
}
// Outputs the matrix
void printmatrix(float A[][4]) {
int p = 3;
int q = 4;
for (int i = 0; i < p; i++) {
for (int j = 0; j < q; j++) {
cout << A[i][j] << " ";
}
cout << endl;
}
}
void RowReduce (float A[][4]){
//rows
int p = 3;
//columns
int q = 4;
// the determines the column we are at which holds the diagonal,
// the basis for all elimination above and below
int lead = 0;
cout << endl;
while ( lead < q - 1 ) {
// for each row . . .
for (int i = 0; i < p; i++) {
// ignore the diagonal, and we will not have a tree rref
// as the diagonal will not be divided by itself. I can fix that.
if ( i != lead ) {
cout << A[lead][lead] << " " << A[i][lead];
for (int j = 0; j < q; j++) {
//here is the math . . . . probably where the problem is?
A[i][j] = A[lead][lead] * A[i][j];
A[i][lead] = A[i][lead] * A[lead][j];
A[i][j] = A[i][j] - A[i][lead];
}
cout << endl;
}
}
// now go to the next pivot
lead++;
cout << endl;
}
}
我试着手工做,但我得到的,当然是正确的答案,但这得到的是一个对角矩阵——这很好——但答案是错误的!
代码中的主要错误是在for循环中计算除数或乘数。您应该在遍历单元格之前计算它们。
提示:如果代码格式良好,并且变量名称有意义,则调试更容易。
参见RowReduce()
的实现:
#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <iomanip>
using namespace std;
void printmatrix(float A[][4]);
void RowReduce(float A[][4]);
int main()
{
float A[3][4] = {{5, -6, -7, 7},
{3, -2, 5, -17},
{2, 4, -3, 29}}; //answer should be {2, 4, -3}
printmatrix(A);
RowReduce(A);
}
void printmatrix(float A[][4]) // Outputs the matrix
{
int p=3;
int q=4;
for (int i=0; i<p; i++) {
for (int j=0; j<q; j++) {
cout << setw(7) << setprecision(4) << A[i][j] << " ";
}
cout << endl;
}
cout << endl;
}
void RowReduce(float A[][4])
{
const int nrows = 3; // number of rows
const int ncols = 4; // number of columns
int lead = 0;
while (lead < nrows) {
float d, m;
for (int r = 0; r < nrows; r++) { // for each row ...
/* calculate divisor and multiplier */
d = A[lead][lead];
m = A[r][lead] / A[lead][lead];
for (int c = 0; c < ncols; c++) { // for each column ...
if (r == lead)
A[r][c] /= d; // make pivot = 1
else
A[r][c] -= A[lead][c] * m; // make other = 0
}
}
lead++;
printmatrix(A);
}
}
输出: 5 -6 -7 7
3 -2 5 -17
2 4 -3 29
1 -1.2 -1.4 1.4
0 1.6 9.2 -21.2
0 6.4 -0.2 26.2
1 0 5.5 -14.5
0 1 5.75 -13.25
0 0 -37 111
1 0 0 2
0 1 0 4
0 0 1 -3
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