Matrix java代码

时间:2016-06-29 18:35:25

标签: java matrix

我为高斯矩阵制作了这段代码,但代码有问题,我不知道如何解决它。高斯矩阵没有显示应该是什么。我使用[[0,0,1,2],[2,3,0,-2],[3,3,6,-9]]作为矩阵A,它排序很好但是当涉及到高斯时我得到[[3.0,3.0,6.0,-9.0],[3.0,5.25,-3.0,0.0],[0,0,1.0,2.0]],当正确的答案是[[3.0,3.0,6.0, - 9.0],[0.0,-1.5,6.0,-6.0],[0,0,1.0,2.0]。有人能告诉我我做错了什么吗?谢谢你提前。

public static double[][] sortMatrix(double[][] matrix)
{
    int m=matrix.length;
    int n=matrix[0].length;
    double[] temp=new double[n];
    int a=0;
    for(int fixedCol=a;fixedCol<n;fixedCol++)//Working and fixing the column only.
    {
        for(int fixedRow=a;fixedRow<m;fixedRow++)//First process.
        {
            //Second process.
            for(int i=fixedRow;i<m;i++)//Checking if the column element is bigger.
            {
                if(matrix[fixedRow][fixedCol]<matrix[i][fixedCol])
                {
                    for(int j=0;j<n;j++)
                    {
                        temp[j]=matrix[fixedRow][j];
                        matrix[fixedRow][j]=matrix[i][j];
                        matrix[i][j]=temp[j];//Until now, changes the row and since fixed row and column points to a value, nothing to change.
                    }
                }
            }//End of second process.
        }
        for(int fixedRow=a;fixedRow<m;fixedRow++)
        {
            if(matrix[fixedRow][fixedCol]!=0)
            {
                a=a+1;
            }
            else
            {
                break;
            }
        }
    }//End of first process
    return matrix;
}

//Gauss Matrix

public static double[][] gauss(double[][] matrix)
{
    double tempPrincipal,tempSecondary;
    int m=matrix.length;
    int n=matrix[0].length;
    sortMatrix(matrix);

    for(int fixedRowPrincipal=0;fixedRowPrincipal<(m-1);fixedRowPrincipal++)
    {
        for(int fixedColPrincipal=0;fixedColPrincipal<n;fixedColPrincipal++)//First process: Finding the first element different from 0.
        {
            if(matrix[fixedRowPrincipal][fixedColPrincipal]!=0)//Found the first element different from 0.
            {
                if(matrix[fixedRowPrincipal+1][fixedColPrincipal]!=0)//Conditioning the element below isn´t 0.
                {
                    tempPrincipal=matrix[fixedRowPrincipal][fixedColPrincipal];//Assigning fixed values for the elements.
                    tempSecondary=matrix[fixedRowPrincipal+1][fixedColPrincipal];
                    for(int j=(fixedColPrincipal);j<n;j++)
                    {
                        if(tempPrincipal<0)
                        {
                            if(tempSecondary<0)
                            {
                                matrix[fixedRowPrincipal+1][j]=matrix[fixedRowPrincipal][j]+(-1.0)*matrix[fixedRowPrincipal+1][j]*(tempPrincipal/tempSecondary);
                            }
                            else
                            {
                                matrix[fixedRowPrincipal+1][j]=matrix[fixedRowPrincipal][j]+(1.0)*matrix[fixedRowPrincipal+1][j]*(tempPrincipal/tempSecondary);
                            }
                        }
                        else
                        {
                            if(tempSecondary<0)
                            {
                                matrix[fixedRowPrincipal+1][j]=matrix[fixedRowPrincipal][j]+(1.0)*matrix[fixedRowPrincipal+1][j]*(tempPrincipal/tempSecondary);
                            }
                            else
                            {
                                matrix[fixedRowPrincipal+1][j]=matrix[fixedRowPrincipal][j]-(matrix[fixedRowPrincipal+1][j]/tempSecondary)*tempPrincipal;
                            }
                        }
                        matrix[fixedRowPrincipal+1][j]=matrix[fixedRowPrincipal][j]+(-1)*matrix[fixedRowPrincipal+1][j]*(tempPrincipal/tempSecondary);
                    }
                    sortMatrix(matrix);
                    fixedRowPrincipal=0;
                    break;
                }
                else
                {
                    break;
                }
            }
        }
    }
    return matrix;
}

1 个答案:

答案 0 :(得分:0)

第一步

Gussian Reduction是关于Row操作的,所以最好先实现它们。为此我们只需要一个带矩阵的函数,Ri和Rj和a,它将一个* Ri添加到Rj。

其他Row操作是:切换两行并将一个行乘以一个数字,我将解释为什么我们在这里不需要它们:)。

第二步

现在我们要确定“pivot元素”,假设矩阵A的大小为n * m,在第一次迭代时,pivot元素是A [0] [0],在第二次迭代时它是A [1] [1]。

简而言之,它是A[i][i]

第三步

现在我们要更改i之后的每一行,以便每个A[r][i]

i+1<=r<n为零

我们更改行r以便A[r]+=(-A[r][i]/A[i][i])*A[i],我们可以从第1步调用该函数来执行此操作。

第四步

我们为每i<n-1 && i<m重复第二步和第三步,我们就完成了。

变量i应小于n-1而不是n,因为我们想要更改r或更多行i+1,行i=n-1之后没有任何行。

它应该小于m,因为我们也将它用作列号。

为什么只有一行操作就足够了

其他用于制作枢轴元素1,因为1对于人类来说更简单。

但计算机没有1号以外的数字问题,实际上试图使它1会损害性能,因为它需要额外的计算(特别是切换行)。

绩效步骤

在第3步中,我们有A[r]+=(-A[r][i]/A[i][i])*A[i],即使A[r][i]已经为零,这也会有效,但由于之前的等式是通过具有O(n)复杂度的函数调用实现的,因此我们可以避免调用完全通过检查A[r][i]是否为零,如果是continue第四步中的循环(我们也可以在执行此操作的函数内进行检查,这在我看来更好)。

我将为您留下实施,我建议使用此签名的第一步功能:

void addRowToRow(double[][] a,int i,int j,int alpha)

应该在步骤3中调用它:

addRowToRow(a,i,r,-(a[r][i]/a[i][i]));

注意

我认为你只需要高斯减少并且你不需要方程求解器,无论如何,前面的步骤可以是方程求解器可以调用的reduce(double[][] a)函数。