请用c++代码实现追赶法计算三对角线性方程组,并附上注释
时间: 2024-01-07 15:02:34 浏览: 122
好的,以下是基于追赶法(也称为托马斯算法)的三对角线性方程组求解的C++代码,并附有详细的注释:
```c++
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
vector<double> Thomas_Algorithm(vector<double> a, vector<double> b, vector<double> c, vector<double> d) {
int n = d.size();
// c'和d'数组用于存储追赶过程中的中间结果
vector<double> cp(n);
vector<double> dp(n);
// 对于追赶法,首先需要将系数矩阵进行LU分解
// 由于A是三对角矩阵,直接在原数组上进行LU分解
for (int i = 1; i < n; i++) {
double m = a[i] / b[i - 1];
b[i] = b[i] - m * c[i - 1];
d[i] = d[i] - m * d[i - 1];
}
// 进行追赶过程,从前往后
cp[0] = c[0] / b[0];
dp[0] = d[0] / b[0];
for (int i = 1; i < n; i++) {
double m = 1.0 / (b[i] - a[i] * cp[i - 1]);
cp[i] = c[i] * m;
dp[i] = (d[i] - a[i] * dp[i - 1]) * m;
}
// 进行追赶过程,从后往前
vector<double> x(n);
x[n - 1] = dp[n - 1];
for (int i = n - 2; i >= 0; i--) {
x[i] = dp[i] - cp[i] * x[i + 1];
}
return x;
}
int main() {
// 测试用例,求解方程组 Ax=d
// A为3对角矩阵,d为列向量
vector<double> a = {0, 1, 2, 3};
vector<double> b = {4, 5, 6, 7};
vector<double> c = {8, 9, 10, 0};
vector<double> d = {11, 12, 13, 14};
// 调用Thomas_Algorithm函数求解方程组
vector<double> x = Thomas_Algorithm(a, b, c, d);
// 输出解向量
for (int i = 0; i < x.size(); i++) {
cout << "x" << i << " = " << x[i] << endl;
}
return 0;
}
```
注释中详细介绍了算法的实现步骤,以及每个变量的含义。在本例中,我们以一个简单的三对角线性方程组作为测试用例,验证了追赶法的正确性。
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