c语言编写利用列主元的高斯--若当方法求出A的逆矩阵
时间: 2024-03-14 09:46:13 浏览: 79
好的,下面是使用C语言编写利用列主元的高斯-若尔当方法求出矩阵A的逆矩阵的代码示例:
```
#include <stdio.h>
#define N 3 // 矩阵的阶数
void print_matrix(double m[N][N*2]); // 打印矩阵
void swap(double *a, double *b); // 交换两个数的值
int main()
{
double A[N][N] = { {1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 10} }; // 待求逆矩阵
double I[N][N] = { {1, 0, 0}, {0, 1, 0}, {0, 0, 1} }; // 单位矩阵
double U[N][N*2], P[N][N*2]; // 上三角矩阵和列主元矩阵
int i, j, k, max_j, col_perm[N]; // col_perm记录列交换的顺序
// 初始化矩阵U为[A|I]
for (i = 0; i < N; i++) {
for (j = 0; j < N; j++) {
U[i][j] = A[i][j];
}
for (j = N; j < N*2; j++) {
U[i][j] = I[i][j-N];
}
}
// 对矩阵U进行高斯-若尔当消元
for (i = 0; i < N-1; i++) {
// 选取主元
max_j = i;
for (j = i+1; j < N; j++) {
if (U[j][i] > U[max_j][i]) {
max_j = j;
}
}
// 交换行
if (max_j != i) {
for (j = i; j < N*2; j++) {
swap(&U[i][j], &U[max_j][j]);
}
}
// 记录列交换的顺序
col_perm[i] = max_j;
// 消元
for (j = i+1; j < N; j++) {
double f = U[j][i] / U[i][i];
for (k = i; k < N*2; k++) {
U[j][k] -= f * U[i][k];
}
}
}
// 对矩阵P进行初等列变换,化为单位矩阵
for (i = N-1; i >= 0; i--) {
for (j = 0; j < N; j++) {
if (j == col_perm[i]) {
continue;
}
double f = U[i][j] / U[i][i];
for (k = 0; k < N*2; k++) {
U[i][k] -= f * U[j][k];
}
}
}
// 将U的右半部分取出,即为矩阵A的逆矩阵
double A_inv[N][N];
for (i = 0; i < N; i++) {
for (j = 0; j < N; j++) {
A_inv[i][j] = U[i][j+N];
}
}
// 打印矩阵A和A的逆矩阵
printf("Matrix A:\n");
print_matrix(A);
printf("Matrix A_inv:\n");
print_matrix(A_inv);
return 0;
}
void print_matrix(double m[N][N*2])
{
int i, j;
for (i = 0; i < N; i++) {
for (j = 0; j < N*2; j++) {
printf("%8.3f ", m[i][j]);
}
printf("\n");
}
printf("\n");
}
void swap(double *a, double *b)
{
double temp = *a;
*a = *b;
*b = temp;
}
```
上面的代码实现了利用列主元的高斯-若尔当方法求解矩阵A的逆矩阵。其中,print_matrix函数用于打印矩阵,swap函数用于交换两个数的值。在主函数中,首先将矩阵A和单位矩阵I组成矩阵[A|I],然后进行高斯-若尔当消元,得到上三角矩阵U和列主元矩阵P。接着,对矩阵P进行初等列变换,将其化为单位矩阵,最后将U的右半部分取出,即为矩阵A的逆矩阵。最后,通过调用print_matrix函数打印矩阵A和A的逆矩阵。
阅读全文