P4783 【模板】矩陣求逆
阿新 • • 發佈:2018-11-13
線性代數真的好珂怕……以下如果有漏洞歡迎指出
定義矩陣的三種初等行變換:
1.交換某兩行
2.將某一行的所有元素乘上\(k\)(\(k\neq 0\))
3.將某一行的所有元素乘上\(k\)加到另一行去
每一個初等變換都對應一個初等矩陣,即矩陣\(A\)做某一線性變換等價於用一個對應的初等矩陣左乘\(A\)。若有一堆初等變換\(1,2,...l\),對應的初等矩陣分別為\(P_1,P_2,...,P_l\),那麼經過這些線性變換後的矩陣即為\(P_l....P_2P_1A=PA\)(\(P\)為之前那堆東西的乘積)
對於一個矩陣\(A\),\(A\)可逆的充分必要條件是\(A\)
通過初等行變換使得\(A\)變為\(E\)並不困難,可以用高斯消元解決,先消成上三角矩陣,然後再消成對角矩陣
考慮怎麼求出\(P\),因為有\(PA=E,PE=P\),如果我們同時維護兩個矩陣\(A,B\),令\(B\)一開始時等於\(E\),在把\(A\)變為\(E\)的過程中對\(B\)也做相等的初等變換,那麼當\(A\)變為\(E\)時,\(B\)也就變為了\(P\)(因為做初等行變換等價於被對應的初等矩陣左乘)
如果在高斯消元的過程中發現無法將\(A\)
//minamoto #include<bits/stdc++.h> using namespace std; #define getc() (p1==p2&&(p2=(p1=buf)+fread(buf,1,1<<21,stdin),p1==p2)?EOF:*p1++) char buf[1<<21],*p1=buf,*p2=buf; int read(){ int res,f=1;char ch; while((ch=getc())>'9'||ch<'0')(ch=='-')&&(f=-1); for(res=ch-'0';(ch=getc())>='0'&&ch<='9';res=res*10+ch-'0'); return res*f; } char sr[1<<21],z[20];int C=-1,Z=0; inline void Ot(){fwrite(sr,1,C+1,stdout),C=-1;} void write(int x){ if(C>1<<20)Ot();if(x<0)sr[++C]='-',x=-x; while(z[++Z]=x%10+48,x/=10); while(sr[++C]=z[Z],--Z);sr[++C]=' '; } const int N=405,mod=1e9+7; int n; struct Matrix{ int a[N][N]; inline void clr(){memset(a,0,sizeof(a));} int* operator [](int x){return a[x];} void SWAP(int x,int y){for(int i=1;i<=n;++i)swap(a[x][i],a[y][i]);} //交換某兩行 void MUL(int x,int k){for(int i=1;i<=n;++i)a[x][i]=(1ll*a[x][i]*k%mod+mod)%mod;} //將某一行的所有元素乘上k void MD(int x,int y,int k){for(int i=1;i<=n;++i)a[x][i]=((a[x][i]+(1ll*a[y][i]*k%mod))%mod+mod)%mod;} //將某一行的所有元素乘上k加到另一行去 void print(){ for(int i=1;i<=n;++i){ for(int j=1;j<=n;++j)write(a[i][j]); sr[++C]='\n'; } } }A,B; int ksm(int a,int b=(mod-2)){ int res=1; for(;b;b>>=1,a=1ll*a*a%mod)if(b&1)res=1ll*res*a%mod; return res; } int main(){ // freopen("testdata.in","r",stdin); n=read(); for(int i=1;i<=n;++i)for(int j=1;j<=n;++j)A[i][j]=read(); for(int i=1;i<=n;++i)B[i][i]=1; for(int i=1;i<=n;++i){ //消成上三角矩陣 if(!A[i][i]){ for(int j=i+1;j<=n;++j)if(A[j][i]){ A.SWAP(i,j),B.SWAP(i,j);break; } } if(!A[i][i])return puts("No Solution"),0; //如果消著消著某一列沒有數了,說明無解 B.MUL(i,ksm(A[i][i])),A.MUL(i,ksm(A[i][i])); for(int j=i+1;j<=n;++j) B.MD(j,i,-A[j][i]),A.MD(j,i,-A[j][i]); } //消成對角矩陣 for(int i=n-1;i;--i)for(int j=i+1;j<=n;++j) B.MD(i,j,-A[i][j]),A.MD(i,j,-A[i][j]); B.print();return Ot(),0; }