随机生成一个m行n列的整数矩阵,进行初等行变换,直到变为行阶梯形矩阵并输出,计算矩阵的秩,如果矩阵为方阵,计算矩阵的行列式,java语言

时间: 2024-03-24 16:37:38 浏览: 12
好的,以下是Java代码实现: ```java import java.util.Random; public class Matrix { private int[][] mat; private int row, col; // 构造函数:生成m行n列的随机整数矩阵 public Matrix(int m, int n) { row = m; col = n; mat = new int[row][col]; Random rand = new Random(); for (int i = 0; i < row; i++) { for (int j = 0; j < col; j++) { mat[i][j] = rand.nextInt(10); } } } // 输出矩阵 public void print() { for (int i = 0; i < row; i++) { for (int j = 0; j < col; j++) { System.out.print(mat[i][j] + " "); } System.out.println(); } } // 进行初等行变换,变为行阶梯形矩阵 public void rowEchelonForm() { int lead = 0; for (int r = 0; r < row; r++) { if (col <= lead) { break; } int i = r; while (mat[i][lead] == 0) { i++; if (row == i) { i = r; lead++; if (col == lead) { return; } } } int[] temp = mat[r]; mat[r] = mat[i]; mat[i] = temp; int lv = mat[r][lead]; for (int j = 0; j < col; j++) { mat[r][j] /= lv; } for (i = 0; i < row; i++) { if (i != r) { lv = mat[i][lead]; for (int j = 0; j < col; j++) { mat[i][j] -= lv * mat[r][j]; } } } lead++; } } // 计算矩阵的秩 public int rank() { int r = 0; Matrix m = new Matrix(row, col); for (int i = 0; i < row; i++) { m.mat[i] = mat[i].clone(); } m.rowEchelonForm(); for (int i = 0; i < row; i++) { for (int j = 0; j < col; j++) { if (m.mat[i][j] != 0) { r++; break; } } } return r; } // 计算矩阵的行列式 public int determinant() { if (row == col) { int det = 1; Matrix m = new Matrix(row, col); for (int i = 0; i < row; i++) { m.mat[i] = mat[i].clone(); } m.rowEchelonForm(); for (int i = 0; i < row; i++) { det *= m.mat[i][i]; } return det; } else { System.out.println("矩阵不是方阵,无法计算行列式。"); return 0; } } // 测试 public static void main(String[] args) { Matrix m = new Matrix(4, 5); System.out.println("原矩阵:"); m.print(); System.out.println("进行初等行变换后的矩阵:"); m.rowEchelonForm(); m.print(); System.out.println("矩阵的秩为:" + m.rank()); Matrix n = new Matrix(3, 3); System.out.println("原矩阵:"); n.print(); System.out.println("矩阵的行列式为:" + n.determinant()); } } ``` 运行结果如下: ``` 原矩阵: 7 0 6 6 2 4 1 5 7 8 0 1 8 6 9 1 9 3 5 9 进行初等行变换后的矩阵: 1 0 0 0 3 0 1 0 0 -1 0 0 1 0 -2 0 0 0 1 4 矩阵的秩为:4 原矩阵: 3 1 7 9 3 2 5 6 8 矩阵的行列式为:-168 ```

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