LU分解如何通过求解Ly=b和Ux=y两个方程组得到解x,可以写一段c++代码示例吗

时间: 2023-06-24 20:05:42 浏览: 38
LU分解是将一个矩阵分解为下三角矩阵L和上三角矩阵U的乘积,因此可以通过LU分解后,分别解Ly=b和Ux=y两个方程组来求解x。 以下是一个简单的C++代码示例: ```c++ #include <iostream> #include <vector> // LU分解函数 void LU_Decomposition(std::vector<std::vector<double>>& A, std::vector<std::vector<double>>& L, std::vector<std::vector<double>>& U) { int n = A.size(); // 初始化L和U for (int i = 0; i < n; i++) { L[i][i] = 1; } for (int i = 0; i < n; i++) { for (int j = i; j < n; j++) { double sum = 0; for (int k = 0; k < i; k++) { sum += L[i][k] * U[k][j]; } U[i][j] = A[i][j] - sum; } for (int j = i + 1; j < n; j++) { double sum = 0; for (int k = 0; k < i; k++) { sum += L[j][k] * U[k][i]; } L[j][i] = (A[j][i] - sum) / U[i][i]; } } } // 解Ly=b方程组 std::vector<double> solve_Ly_b(std::vector<std::vector<double>>& L, std::vector<double>& b) { int n = L.size(); std::vector<double> y(n, 0); for (int i = 0; i < n; i++) { double sum = 0; for (int j = 0; j < i; j++) { sum += L[i][j] * y[j]; } y[i] = b[i] - sum; } return y; } // 解Ux=y方程组 std::vector<double> solve_Ux_y(std::vector<std::vector<double>>& U, std::vector<double>& y) { int n = U.size(); std::vector<double> x(n, 0); for (int i = n - 1; i >= 0; i--) { double sum = 0; for (int j = i + 1; j < n; j++) { sum += U[i][j] * x[j]; } x[i] = (y[i] - sum) / U[i][i]; } return x; } int main() { // 初始化矩阵A和向量b std::vector<std::vector<double>> A = {{2, -1, 0}, {-1, 2, -1}, {0, -1, 2}}; std::vector<double> b = {1, 0, 1}; int n = A.size(); std::vector<std::vector<double>> L(n, std::vector<double>(n, 0)); std::vector<std::vector<double>> U(n, std::vector<double>(n, 0)); // 对A进行LU分解 LU_Decomposition(A, L, U); // 解Ly=b方程组 std::vector<double> y = solve_Ly_b(L, b); // 解Ux=y方程组 std::vector<double> x = solve_Ux_y(U, y); // 输出解x for (int i = 0; i < n; i++) { std::cout << "x[" << i << "] = " << x[i] << std::endl; } return 0; } ``` 以上代码中,我们首先通过LU_Decomposition()函数对矩阵A进行LU分解,然后分别对Ly=b和Ux=y两个方程组进行求解,最后输出解x。

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