用c++实现jacobi迭代法算法要通用还有要注释
时间: 2023-11-18 13:00:29 浏览: 97
以下是用C语言实现Jacobi迭代法的代码,附有注释:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
// 定义矩阵的行数和列数
#define ROW 3
#define COL 3
// 矩阵乘法函数
void matrix_multiply(double a[ROW][COL], double b[COL], double x[ROW])
{
int i, j;
for (i = 0; i < ROW; i++) {
double sum = 0;
for (j = 0; j < COL; j++) {
sum += a[i][j] * b[j];
}
x[i] = sum;
}
}
// Jacobi迭代函数
void jacobi(double a[ROW][COL], double b[ROW], double x[ROW], double eps, int max_iter)
{
int i, j, k;
double x_old[ROW], x_new[ROW], diff[ROW], sum;
// 初始化x向量
for (i = 0; i < ROW; i++) {
x_old[i] = 0;
x_new[i] = x[i];
}
// 迭代计算
for (k = 0; k < max_iter; k++) {
// 计算Ax^(k-1)和差值向量
matrix_multiply(a, x_old, diff);
for (i = 0; i < ROW; i++) {
diff[i] = b[i] - diff[i];
}
// 判断迭代是否收敛
sum = 0;
for (i = 0; i < ROW; i++) {
sum += diff[i] * diff[i];
}
if (sqrt(sum) < eps) {
printf("Jacobi迭代法已收敛,迭代次数为%d\n", k);
return;
}
// 更新x向量
for (i = 0; i < ROW; i++) {
x_new[i] = b[i];
for (j = 0; j < ROW; j++) {
if (i != j) {
x_new[i] -= a[i][j] * x_old[j];
}
}
x_new[i] /= a[i][i];
}
// 复制x_new到x_old
for (i = 0; i < ROW; i++) {
x_old[i] = x_new[i];
}
}
printf("Jacobi迭代法未收敛\n");
}
int main()
{
// 定义矩阵和向量
double a[ROW][COL] = {
{ 10, -1, 2 },
{ -1, 11, -1 },
{ 2, -1, 10 }
};
double b[ROW] = { 6, 25, -11 };
double x[ROW] = { 0, 0, 0 };
// 设置迭代精度和最大迭代次数
double eps = 1e-6;
int max_iter = 1000;
// 调用Jacobi迭代函数
jacobi(a, b, x, eps, max_iter);
// 输出结果
int i;
printf("解向量x为:\n");
for (i = 0; i < ROW; i++) {
printf("%f ", x[i]);
}
printf("\n");
return 0;
}
```
该代码实现了Jacobi迭代法的核心算法,可以根据需要自己修改矩阵的大小、元素和初始向量。需要注意的是,该算法只适用于对角占优的矩阵,对于其他类型的矩阵可能会导致迭代不收敛。
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