用c++实现jacobi迭代法算法要任意行列式都能使用,还要有注释

时间: 2024-05-11 08:14:00 浏览: 18
以下是使用C语言实现Jacobi迭代法的示例代码,同时包含注释: ```c #include <stdio.h> #include <math.h> #define N 3 // 矩阵维数 int main() { float A[N][N] = {{2, -1, 0}, {-1, 2, -1}, {0, -1, 2}}; // 定义矩阵A float D[N][N] = {{0}}; // 定义对角矩阵D,初始化为0 float R[N][N] = {{0}}; // 定义剩余矩阵R,初始化为0 // 拆分矩阵A为对角矩阵D和剩余矩阵R for(int i=0; i<N; i++) { for(int j=0; j<N; j++) { if(i == j) { D[i][j] = A[i][j]; // 对角线元素为A的对应元素 } else { R[i][j] = A[i][j]; // 非对角线元素为A的对应元素 } } } float epsilon = 0.0001; // 精度要求 int max_iter = 100; // 最大迭代次数 int iter = 0; // 当前迭代次数 float q = 0.0; // 最大非对角线元素 int p = 0; // 最大非对角线元素所在行数 int k = 0; // 最大非对角线元素所在列数 while(iter < max_iter) { // 求解最大非对角线元素q及其位置p, k q = fabs(R[0][1]); p = 0; k = 1; for(int i=0; i<N; i++) { for(int j=0; j<N; j++) { if(i < j && fabs(R[i][j]) > q) { q = fabs(R[i][j]); p = i; k = j; } } } // 如果最大非对角线元素小于精度要求,则结束迭代 if(q < epsilon) { break; } // 计算旋转角度theta float theta = 0.5 * atan2(2.0 * R[p][k], D[p][p] - D[k][k]); // 定义旋转矩阵J float J[N][N] = {{0}}; for(int i=0; i<N; i++) { for(int j=0; j<N; j++) { if(i == j) { J[i][j] = 1.0; } else { J[i][j] = 0.0; } } } J[p][p] = cos(theta); J[p][k] = -sin(theta); J[k][p] = sin(theta); J[k][k] = cos(theta); // 更新对角矩阵D和剩余矩阵R float D_new[N][N] = {{0}}; float R_new[N][N] = {{0}}; for(int i=0; i<N; i++) { for(int j=0; j<N; j++) { for(int l=0; l<N; l++) { D_new[i][j] += J[i][l] * D[l][j] * J[j][l]; R_new[i][j] += J[i][l] * R[l][j] * J[j][l]; } } } for(int i=0; i<N; i++) { for(int j=0; j<N; j++) { D[i][j] = D_new[i][j]; R[i][j] = R_new[i][j]; } } iter++; } // 输出结果 printf("Eigenvalues:\n"); for(int i=0; i<N; i++) { printf("%f\n", D[i][i]); } return 0; } ``` 上述代码中,变量`A`表示输入的任意行列式,`D`表示对角矩阵,`R`表示剩余矩阵。在迭代过程中,首先通过循环将矩阵`A`拆分为对角矩阵`D`和剩余矩阵`R`。然后根据最大非对角线元素的定义,通过循环遍历剩余矩阵`R`,找到最大非对角线元素及其位置。如果最大非对角线元素小于精度要求,则结束迭代;否则,计算旋转角度`theta`,定义旋转矩阵`J`,并更新对角矩阵`D`和剩余矩阵`R`。最后输出求得的特征值。 需要注意的是,上述代码中只适用于3阶矩阵,如果要求解更高维的矩阵,需要修改代码中的宏定义`N`,并在输入矩阵`A`时修改为对应的矩阵。另外,由于Jacobi迭代法的收敛速度较慢,因此在实际应用中可能需要设置更高的精度要求和迭代次数。

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