请写一个c语言代码,利用最小二乘的思想,用共轭梯度法求解出一个4行4列线性方程组,算法中需要用到迭代的思想
时间: 2024-03-03 16:48:45 浏览: 136
好的,下面是利用最小二乘和共轭梯度法求解4行4列线性方程组的C语言代码:
```c
#include <stdio.h>
#include <math.h>
/* 定义矩阵和向量 */
#define N 4
double A[N][N] = {{1, 2, 3, 4}, {2, 3, 4, 5}, {3, 4, 5, 6}, {4, 5, 6, 7}};
double b[N] = {5, 6, 7, 8};
double x[N];
/* 定义共轭梯度法函数 */
void CG(double A[][N], double b[], double x[], int n)
{
double r[n], p[n], Ap[n], alpha, beta, r2, r2_old, eps = 1e-6;
int i, j, k;
/* 初始化 */
for(i = 0; i < n; i++)
{
x[i] = 0;
r[i] = b[i];
p[i] = r[i];
}
/* 迭代计算 */
for(k = 0; k < n; k++)
{
r2_old = r2 = 0;
/* 计算Ap */
for(i = 0; i < n; i++)
{
Ap[i] = 0;
for(j = 0; j < n; j++)
Ap[i] += A[i][j] * p[j];
}
/* 计算alpha */
for(i = 0; i < n; i++)
r2 += r[i] * r[i];
for(i = 0; i < n; i++)
alpha += p[i] * Ap[i];
alpha = r2 / alpha;
/* 更新x和r */
for(i = 0; i < n; i++)
{
x[i] += alpha * p[i];
r[i] -= alpha * Ap[i];
r2_old += r[i] * r[i];
}
/* 检查是否收敛 */
if(sqrt(r2_old) < eps)
break;
/* 计算beta */
beta = r2_old / r2;
/* 更新p */
for(i = 0; i < n; i++)
p[i] = r[i] + beta * p[i];
}
}
/* 主函数 */
int main()
{
int i;
/* 调用共轭梯度法函数 */
CG(A, b, x, N);
/* 输出结果 */
for(i = 0; i < N; i++)
printf("x[%d] = %f\n", i, x[i]);
return 0;
}
```
在这个代码中,我们定义了一个4行4列的矩阵A,一个长度为4的向量b和一个长度为4的向量x。我们使用共轭梯度法函数CG来计算方程组Ax=b的解x。在CG函数中,我们使用了迭代的思想,通过计算Ap、alpha、beta等变量来更新x和r,直到误差小于给定的精度eps为止。最终,我们输出了解向量x的值。
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