Реализация метода Гаусса Зейделя - C#

Узнай цену своей работы

Формулировка задачи:

Доброго времени суток) Народ есть у кого реализация метода Гаусса-Зейделя на C#? Нашел на плюсах) только 
//Метод Гаусса-Зейделя
void __fastcall TMainForm1::Method_of_Gauss_Zeydel(void)
{
 
 int Iter=0;
 double *X0_temp,*X0,*X1;
 double epsilon=0.1;
 X0_temp=new double[M];
 X0=new double[M];
 X1=new double[M];
 for(int i=0;i<M;i++) X0[i]=random(10)+1.0;
 double Rez=0;
 do
        {
         for(int i=0;i<M;i++)
                {
                 Rez=B[i][0];
                 for(int j=0;j<M;j++)
                        {
                         if(i!=j) Rez-=A[i][j]*X0[j];
                        }
                 X1[i]=(1.0/A[i][i])*Rez;
                 X0_temp[i]=X0[i];
                 X0[i]=X1[i];
                 Rez=B[i][0];
                }
         Iter++;
        }
 while(fabs(X1[0]-X0_temp[0])>epsilon);
 for(int i=0;i<M;i++) X[i][0]=X1[i];
 
 delete [] X0_temp;
 delete [] X0;
 delete [] X1;
 
}
/// <summary>
/// Поиск решения СЛАУ методом Зейделя (итерационный метод)
/// </summary>
/// <param name="mm">Матрица задающая СЛАУ</param>
/// <returns>Вектор решений</returns>
public static Row Zeidel(Matrix mm)
{
    Row x = new Row(mm.rowCount);
    for (int i = 0; i < mm.rowCount; i++)
        x[i] = mm[i, mm.colCount - 1];
 
    Row prev_x = new Row(mm.rowCount);
    bool tmp;
    int counter = 0;
    do
    {
        counter++;
        if (counter > 200)
        {
            for (int i = 0; i < mm.rowCount; i++)
                x[i] = double.NaN;
            MessageBox.Show("Произошло зацикливание");
            return x;
        }
        tmp = true;
        for (int i = 0; i < mm.rowCount; i++)
        {
            double var = 0;
            for (int j = 0; j < mm.rowCount; j++)
                if (i != j)
                    var += mm[i, j] * x[j];
            prev_x[i] = x[i];
 
            x[i] = (mm[i, mm.colCount - 1] - var) / mm[i, i];
            tmp = tmp && (Math.Abs(prev_x[i] - x[i]) < Eps);
        }
    } while (!tmp);
 
    return x;
}
/// <summary>
/// Вычисление нормы матрицы ||D||1
/// </summary>
/// <param name="mm">Матрица задающая СЛАУ</param>
/// <returns>Норма матрицы</returns>
public static double MatrixNorma1(Matrix mm)
{
    double max_sum = 0;
    for (int j = 0; j < mm.colCount - 1; j++)
    {
        double sum = 0;
        for (int i = 0; i < mm.rowCount; i++)
            if (i != j)
                sum += Math.Abs(mm[i, j] / mm[i,i]);
        max_sum = Math.Max(sum,max_sum);
    }
    return max_sum;
}
/// <summary>
/// Класс строки матрицы
/// </summary>
public class Row
{
    /// <summary>
    /// Массив элементов
    /// </summary>
    private double[] m;
 
    /// <summary>
    /// Длина массива
    /// </summary>
    public int length;
 
    /// <summary>
    /// Конструктор
    /// </summary>
    /// <param name="length">Длина создаваемого массива</param>
    public Row(int length)
    {
        this.length = length;
        m = new double[length];
    }
 
    /// <summary>
    /// Делает копию класса и данных содержащихся в классе
    /// </summary>
    /// <returns>копия текущего класса</returns>
    public Row Clone()
    {
        Row tmp = new Row(m.Length);
        for (int i = 0; i < m.Length; i++)
            tmp[i] = m[i];
        return tmp;
    }
 
    /// <summary>
    /// производит обмен значений двух элементов массива
    /// </summary>
    /// <param name="i">индекс элемента массива</param>
    /// <param name="j">индекс элемента массива</param>
    public void Exchange(int i, int j)
    {
        double tmp = m[i];
        m[i] = m[j];
        m[j] = tmp;
    }
 
    public static Row operator *(double k, Row t)
    {
        Row tmp = t.Clone();
        for (int i = 0; i < tmp.length; i++)
            tmp[i] = k * tmp[i];
        return tmp;
    }
 
    public static Row operator /(Row t, double k)
    {
        Row tmp = t.Clone();
        for (int i = 0; i < tmp.length; i++)
            tmp[i] = tmp[i]/k;
        return tmp;
    }
 
    public static Row operator -(Row t1, Row t2)
    {
        Row tmp = t1.Clone();
        for (int i = 0; i < t1.length; i++)
            tmp[i] = t1[i] - t2[i];
        return tmp;
    }
 
    public static Row operator +(Row t1, Row t2)
    {
        Row tmp = t1.Clone();
        for (int i = 0; i < t1.length; i++)
            tmp[i] = t1[i] + t2[i];
        return tmp;
    }
 
    public double this[int i]
    {
        set
        {
            m[i] = value;
        }
        get
        {
            return m[i];
        }
    }
 
    public string ToString()
    {
        string s = "";
        for (int i = 0; i < length; i++)
            s += m[i].ToString("F") + " ";
        return s.Trim();
    }
 
}
 
/// <summary>
/// Матрица заданного размера
/// </summary>
public class Matrix
{
    /// <summary>
    /// Массив строк
    /// </summary>
    private Row[] rows;
 
    /// <summary>
    /// Количество строк
    /// </summary>
    public int rowCount;
 
    /// <summary>
    /// Количество столбцов
    /// </summary>
    public int colCount;
 
    public string ToString()
    {
        string s = "";
        for (int i = 0; i < rowCount; i++)
            s += rows[i].ToString() + " \r\n";
        return s.Trim();
    }
 
    /// <summary>
    /// Клонирует матрицу
    /// </summary>
    /// <returns>колнированная матрица</returns>
    public Matrix Clone()
    {
        Matrix tmp = new Matrix(colCount, rowCount);
        for (int i = 0; i < tmp.rowCount; i++)
            tmp[i] = rows[i].Clone();
        return tmp;
    }
 
    /// <summary>
    /// Конструктор
    /// </summary>
    /// <param name="colNum">число столбцов</param>
    /// <param name="rowNum">число строк</param>
    public Matrix(int colNum, int rowNum)
    {
        rows = new Row[rowNum];
        rowCount = rowNum;
        colCount = colNum;
 
        for (int i = 0; i < rowNum; i++)
            rows[i] = new Row(colNum);
    }
 
    /// <summary>
    /// Переставить строки местами
    /// </summary>
    /// <param name="i">номер первой строки</param>
    /// <param name="j">номер второй строки</param>
    public void ExchangeRows(int i, int j)
    {
        Row tmp = rows[i];
        rows[i] = rows[j];
        rows[j] = tmp;
    }
 
    /// <summary>
    /// Переставить колонки местами
    /// </summary>
    /// <param name="c1">номер первой колонки</param>
    /// <param name="c2">номер второй колонки</param>
    public void ExchangeColumns(int c1, int c2)
    {
        for (int i = 0; i < rowCount; i++)
            rows[i].Exchange(c1, c2);
    }
 
    /// <summary>
    /// Обращение к строке матрицы
    /// </summary>
    /// <param name="i">номер строки</param>
    /// <returns>строку матрицы</returns>
    public Row this[int i]
    {
        set
        {
            rows[i] = value;
        }
 
        get
        {
            return rows[i];
        }
    }
 
    /// <summary>
    /// Обращение к элементу матрицы
    /// </summary>
    /// <param name="i">
    /// номер строки в которой расположен элемент</param>
    /// <param name="j">
    /// номер столбца в которой расположен элемент</param>
    /// <returns>значение элемента матрицы</returns>
    public double this[int i, int j]
    {
        set
        {
            rows[i][j] = value;
        }
        get
        {
            return rows[i][j];
        }
    }
}
/// <summary>
/// Класс строки матрицы
/// </summary>
public class Row
{
    /// <summary>
    /// Массив элементов
    /// </summary>
    private double[] m;
 
    /// <summary>
    /// Длина массива
    /// </summary>
    public int length;
 
    /// <summary>
    /// Конструктор
    /// </summary>
    /// <param name="length">Длина создаваемого массива</param>
    public Row(int length)
    {
        this.length = length;
        m = new double[length];
    }
 
    /// <summary>
    /// Делает копию класса и данных содержащихся в классе
    /// </summary>
    /// <returns>копия текущего класса</returns>
    public Row Clone()
    {
        Row tmp = new Row(m.Length);
        for (int i = 0; i < m.Length; i++)
            tmp[i] = m[i];
        return tmp;
    }
 
    /// <summary>
    /// производит обмен значений двух элементов массива
    /// </summary>
    /// <param name="i">индекс элемента массива</param>
    /// <param name="j">индекс элемента массива</param>
    public void Exchange(int i, int j)
    {
        double tmp = m[i];
        m[i] = m[j];
        m[j] = tmp;
    }
 
    public static Row operator *(double k, Row t)
    {
        Row tmp = t.Clone();
        for (int i = 0; i < tmp.length; i++)
            tmp[i] = k * tmp[i];
        return tmp;
    }
 
    public static Row operator /(Row t, double k)
    {
        Row tmp = t.Clone();
        for (int i = 0; i < tmp.length; i++)
            tmp[i] = tmp[i]/k;
        return tmp;
    }
 
    public static Row operator -(Row t1, Row t2)
    {
        Row tmp = t1.Clone();
        for (int i = 0; i < t1.length; i++)
            tmp[i] = t1[i] - t2[i];
        return tmp;
    }
 
    public static Row operator +(Row t1, Row t2)
    {
        Row tmp = t1.Clone();
        for (int i = 0; i < t1.length; i++)
            tmp[i] = t1[i] + t2[i];
        return tmp;
    }
 
    public double this[int i]
    {
        set
        {
            m[i] = value;
        }
        get
        {
            return m[i];
        }
    }
 
    public string ToString()
    {
        string s = "";
        for (int i = 0; i < length; i++)
            s += m[i].ToString("F") + " ";
        return s.Trim();
    }
 
}
 
/// <summary>
/// Матрица заданного размера
/// </summary>
public class Matrix
{
    /// <summary>
    /// Массив строк
    /// </summary>
    private Row[] rows;
 
    /// <summary>
    /// Количество строк
    /// </summary>
    public int rowCount;
 
    /// <summary>
    /// Количество столбцов
    /// </summary>
    public int colCount;
 
    public string ToString()
    {
        string s = "";
        for (int i = 0; i < rowCount; i++)
            s += rows[i].ToString() + " \r\n";
        return s.Trim();
    }
 
    /// <summary>
    /// Клонирует матрицу
    /// </summary>
    /// <returns>колнированная матрица</returns>
    public Matrix Clone()
    {
        Matrix tmp = new Matrix(colCount, rowCount);
        for (int i = 0; i < tmp.rowCount; i++)
            tmp[i] = rows[i].Clone();
        return tmp;
    }
 
    /// <summary>
    /// Конструктор
    /// </summary>
    /// <param name="colNum">число столбцов</param>
    /// <param name="rowNum">число строк</param>
    public Matrix(int colNum, int rowNum)
    {
        rows = new Row[rowNum];
        rowCount = rowNum;
        colCount = colNum;
 
        for (int i = 0; i < rowNum; i++)
            rows[i] = new Row(colNum);
    }
 
    /// <summary>
    /// Переставить строки местами
    /// </summary>
    /// <param name="i">номер первой строки</param>
    /// <param name="j">номер второй строки</param>
    public void ExchangeRows(int i, int j)
    {
        Row tmp = rows[i];
        rows[i] = rows[j];
        rows[j] = tmp;
    }
 
    /// <summary>
    /// Переставить колонки местами
    /// </summary>
    /// <param name="c1">номер первой колонки</param>
    /// <param name="c2">номер второй колонки</param>
    public void ExchangeColumns(int c1, int c2)
    {
        for (int i = 0; i < rowCount; i++)
            rows[i].Exchange(c1, c2);
    }
 
    /// <summary>
    /// Обращение к строке матрицы
    /// </summary>
    /// <param name="i">номер строки</param>
    /// <returns>строку матрицы</returns>
    public Row this[int i]
    {
        set
        {
            rows[i] = value;
        }
 
        get
        {
            return rows[i];
        }
    }
 
    /// <summary>
    /// Обращение к элементу матрицы
    /// </summary>
    /// <param name="i">
    /// номер строки в которой расположен элемент</param>
    /// <param name="j">
    /// номер столбца в которой расположен элемент</param>
    /// <returns>значение элемента матрицы</returns>
    public double this[int i, int j]
    {
        set
        {
            rows[i][j] = value;
        }
        get
        {
            return rows[i][j];
        }
    }
}

Решение задачи: «Реализация метода Гаусса Зейделя»

textual
Листинг программы 
public class GaussZeidel
    {
            public static double epsilon = 0.01; //точность вычисления
            public int n, k, N; //N -допустимое число итераций, n - размерность квадратной матрицы коэффицентов, k-количество итераций
            public double s, Xi, diff = 1; //s - сумма, величина погрешности
            public double[,] matrix; //матрица коэффицентов
            public double[] value; //матрица значений
            public double[] roots; //матрица корней
            public bool diagonal;
 
            public GaussZeidel(double[,] matrix, double[] value, int N, int n, double[] roots)
            {
                this.matrix = matrix;
                this.N = N;
                this.value = value;
                this.n = n;
                this.roots = roots;
            }
 
            public bool DiagonallyDominant()
            {
                for (int i = 0; i < n; i++ )
                {
                    double sum = 0;
                    for (int j=0; j < n; j++)
                    {
                        if (i !=j)
                        {
                            sum += Math.Abs(matrix[i, j]);
                        }
                    }
                    if (Math.Abs(matrix[i,i])>=sum)
                    {
                        diagonal = true;
                        break;
                    }
                    else
                    {
                        diagonal = false;
                    }
                }
                return diagonal;
            }
 
            public void algoritm()
            {
                k = 0;
                while ((k <= N) && (diff >= epsilon))
                {
                    k = k + 1;
                    for (int i = 0; i < n; i++)
                    {
                        s = 0;
                        for (int j = 0; j < n; j++)
                        {
                            if (i != j)
                            {
                                s += matrix[i, j] * roots[j];
                            }
                        }
                        Xi = (value[i] - s) / matrix[i, i];
                        diff = Math.Abs(Xi - roots[i]);
                        roots[i] = Xi;
                    }
                }
            }
        }

ИИ поможет Вам:

  • решить любую задачу по программированию
  • объяснить код
  • расставить комментарии в коде
  • и т.д
Попробуйте бесплатно

Оцени полезность:

15   голосов , оценка 4.267 из 5
Похожие ответы