Приведение матрицы к диагональному виду методом Гаусса - C (СИ)
Формулировка задачи:
Здравствуйте. Написал программу,которая расскладывает любой файл по битам и составляет из них матрицу заданных размеров. Задача - привести эту матрицу к диагональному виду методом Гаусса. Помогите пожалуйста с алгоритмом.
Вот код программы:
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define E_ALLOC "\nCan't allocate memory\n" #define BIT_ERROR 10 typedef struct T_BYTE{ //Байт, как последовательность бит unsigned bit7: 1; unsigned bit6: 1; unsigned bit5: 1; unsigned bit4: 1; unsigned bit3: 1; unsigned bit2: 1; unsigned bit1: 1; unsigned bit0: 1; }T_BYTE; T_BYTE readbyte(FILE*); unsigned get_bit(T_BYTE byte,unsigned n); //Получить n-ый бит из байта byte unsigned **matrix_malloc(size_t,size_t); void matrix_free(unsigned**,size_t); void print_matrix(unsigned**,size_t,size_t); int main(int argc,char *argv[]){ if(argc==1){ printf("No input files\n"); exit(0); } unsigned **matrix; size_t m,n; //размер матрицы FILE *f; f=fopen(argv[1],"r"); if(f==NULL){ printf("File \"%s\" doesn't exist",argv[1]); matrix_free(matrix,m); exit(0); } printf("Input size of matrix: "); scanf("%u%u",&m,&n); matrix=matrix_malloc(m,n); if(matrix==NULL){ perror(E_ALLOC); exit(0); } size_t i,j,pos=0; T_BYTE byte=readbyte(f); /*Заполнение матрицы данными из файла. pos хранит номер бита из байта byte и с помощью get_bit мы получаем значение этого байта если pos==8, то считываем из файла следующий байт */ for(i=0;i<m;++i){ for(j=0;j<n;++j){ if(pos>7){ byte=readbyte(f); pos=0; } matrix[i][j]=get_bit(byte,pos++); } } print_matrix(matrix,m,n); matrix_free(matrix,m); fclose(f); return 0; } unsigned **matrix_malloc(size_t m,size_t n){ unsigned **matrix; matrix=(unsigned**)malloc(sizeof(unsigned*)*m); if(matrix==NULL) return NULL; size_t i; for(i=0;i<m;++i){ matrix[i]=(unsigned*)malloc(sizeof(unsigned)*n); if(matrix[i]==NULL){ if(i){ size_t j; for(j=0;j<i;++j) free(matrix[j]); } free(matrix); return NULL; } } return matrix; } void matrix_free(unsigned **matrix,size_t m){ size_t i; for(i=0;i<m;++i) free(matrix[i]); free(matrix); } void print_matrix(unsigned **matrix,size_t m,size_t n){ size_t i,j; for(i=0;i<m;++i){ for(j=0;j<n;++j) printf("%u ",*(*(matrix+i)+j)); printf("\n"); } } T_BYTE readbyte(FILE *f){ union{ T_BYTE byte; char ch; }buf; if(feof(f)) buf.ch=0; else buf.ch=getc(f); return buf.byte; } unsigned get_bit(T_BYTE byte,unsigned n){ switch(n){ case 0: return byte.bit0; case 1: return byte.bit1; case 2: return byte.bit2; case 3: return byte.bit3; case 4: return byte.bit4; case 5: return byte.bit5; case 6: return byte.bit6; case 7: return byte.bit7; default: return BIT_ERROR; } }
Решение задачи: «Приведение матрицы к диагональному виду методом Гаусса»
textual
Листинг программы
const int n = 5; double A[n][n] , b[n]; // здесь должна быть инициализация матрицы A и матрицы свободных коэффициентов b for (int k = 0; k < n; k ++) { for (int i = k + 1; i < n; i ++) { double mu = A[i][k] / A[k][k]; for (int j = 0; j < n; j ++) A[i][j] -= A[k][j] * mu; b[i] -= b[k] * mu; } }
Объяснение кода листинга программы
- В коде объявлены две матрицы: A[n][n] и b[n].
- Матрица A представляет собой квадратную матрицу размером n на n, которая, вероятно, содержит коэффициенты некоторого квадратного уравнения.
- Матрица b представляет собой вектор свободных членов этого квадратного уравнения.
- Код реализует алгоритм приведения матрицы к диагональному виду методом Гаусса.
- Внешний цикл for (int k = 0; k < n; k ++) инициализирует главный элемент на диагонали матрицы A[k][k] и выполняет все необходимые операции для приведения матрицы к диагональному виду.
- Внутренний цикл for (int i = k + 1; i < n; i ++) перебирает строки матрицы A, начиная с позиции (k+1,k+1) и до конца строки.
- В каждой итерации внутреннего цикла вычисляется значение mu = A[i][k] / A[k][k], которое представляет собой соответствующий элемент главной диагонали матрицы.
- Затем, используя это значение, все элементы строки i матрицы A вычитаются на mu, умноженное на соответствующий элемент строки k.
- Аналогично, все элементы вектора b, начиная с позиции i, вычитаются на mu, умноженное на соответствующий элемент вектора b, находящегося на позиции k.
- Код не содержит никаких проверок на деление на ноль, поэтому предполагается, что матрица A не содержит нулевых элементов.
- Код не содержит никаких комментариев или пояснений, поэтому трудно сказать, что именно он должен делать или какие результаты он должен давать.
ИИ поможет Вам:
- решить любую задачу по программированию
- объяснить код
- расставить комментарии в коде
- и т.д