能否提供一个使用MATLAB编写的GMRES迭代法求解线性方程组的详细代码示例?
时间: 2024-12-18 21:17:17 浏览: 34
GMRES.rar_ GMRES_GMRES_大型线性方程组_方程组_线性方程组
当然可以,GMRES(广义共轭梯度法)是一种常用的迭代求解大规模稀疏线性方程组的方法。以下是MATLAB中使用GMRES的基本代码示例:
```matlab
function [x, iters] = GMRES(A, b, options)
% A: 系数矩阵,通常是一个稀疏矩阵
% b: 右手边向量
% options: 预设的GMRES选项结构体,例如'maxIter'(最大迭代次数),'Tol'(收敛精度)
% 如果没有预设选项,创建默认的GMRESOptions对象
if nargin < 3
options = struct('maxIter', 500, 'Tol', sqrteps);
end
% 初始化:x为初始猜测,r为残差,z为搜索方向,H是Krylov子空间的存储
x = zeros(size(b));
r = b - A*x;
z = r;
H = [];
% 迭代开始
for iter = 1:options.maxIter
% 正交化z到之前的所有搜索方向
for k = 1:iter-1
z = z - H(:,k)*H(k,k)^(-1)*z;
end
% 计算最小二乘解,找到新的搜索方向
if ~isempty(H) && rank(H) == iter
% 使用QR分解得到最小二乘解
[Q,R] = qr(H);
alpha = Q'*r;
else
% 对于小规模或非满秩情况,直接计算α
[alpha, beta] = linalg\minres(z',A*z,r');
end
% 更新未知数和残差
x = x + alpha*z;
r = r - alpha*A*z;
% 将新搜索方向添加到存储的Krylov子空间
if iter > 1
H = [H; z*alpha];
end
% 检查是否达到收敛条件
if norm(r) / norm(b) <= options.Tol
break;
end
end
% 返回解和迭代次数
iters = iter;
end
```
这个函数会返回解向量`x`和迭代次数`iters`。注意,实际应用中可能需要对`GMRESOptions`结构进行适当的调整以满足特定的性能需求。
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