逆矩陣(伴隨矩陣法)C++
阿新 • • 發佈:2019-01-31
演算法過程:
-計算 判斷|A|是否為0
-利用原矩陣生成A*(伴隨)矩陣,具體:A*二維陣列中第[i][j]個元素,除去該行該列,其他元素進入臨時陣列,計算臨時陣列行列式值,即為A*[i][j]
最後矩陣A*/|A| 即為該矩陣的逆矩陣
原始碼:
#include<iostream>
#include<iomanip>
#include<cmath>
using namespace std;
//By Vove.
float Cal_Det(float s[9][9],int n);//計算行列式|A|
class Matrix{//矩陣 方陣
public :
friend void Cal_Astar(Matrix &A);//計算A*
friend float Cal_Aij(Matrix &A,int i,int j);//計算Aij->A*
Matrix();
void Input();
void Cheak_IsSolvable();
float CalDet_A();
void Inverse_of_A();
void ToAstar(int j,int i,float s){
Astar[j][i]=s;
}
float getAkl(int k,int l){
return A[k][l];
}
void Dis_A(float s[9][9]);
void Display(int t);
private:
int n; //行,列r=c
float A[9][9]; //矩陣A
float Astar[9][9]; // A*
float Det_A; // |A|值
float IOA[9][9]; //inverse of A A的逆矩陣
};
int main(){
Matrix A;
A.Input();
A.Display(1 ); //輸出矩陣A
A.Cheak_IsSolvable();//檢查是否可解
Cal_Astar(A); //計算A*
A.Inverse_of_A(); //計算A*/|A|
A.Display(3); //輸出逆矩陣
return 1;
}
void Cal_Astar(Matrix &A){
for(int i=0;i<A.n;i++)
for(int j=0;j<A.n;j++)
A.ToAstar(j,i,pow(-1,i+j+2)*Cal_Aij(A,i,j));
A.Display(2);
}
float Cal_Aij(Matrix &A,int i,int j){
float Aij[9][9]={0};
int x=0,y=0; //Aij的下標
for(int k=0;k<A.n;k++){ //k l -> A的下標
for(int l=0;l<A.n;l++){
if(k!=i&&l!=j){
Aij[x][y]=A.getAkl(k,l);
y++;
if(!(y%((A.n)-1))){//進位
x++;
y=0;
}
}
}
}
return Cal_Det(Aij,(A.n)-1);
}
float Cal_Det(float s[9][9],int n){
float sum=0; //存|A|值
for(int i=0;i<n-1;i++){
if(s[i][i]){//對角線元素不為0
for(int m=i+1;m<n;m++){
if(s[m][i]){
float temp=-(s[m][i])/s[i][i];
for(int p=0;p<n;p++)//R(m)+tempRi
s[m][p]=s[m][p]+temp*s[i][p];
}
else continue;
}
}
else {//若對角線元素為0
int m;
for(m=i+1;m<n;m++){//
if(s[m][i]){//使對角線元素非0
for(int p=0;p<n;p++)//Ri+Rm
s[i][p]=s[m][p]+s[i][p];
break;
}
else continue;
}
if(m==n) return sum; //sum=0;
i--;
}
}
sum=s[0][0];//求對角積
for(i=1;i<n;i++)
sum=sum*s[i][i];
return sum;
}
void Matrix::Dis_A(float s[9][9]){
for(int i=0;i<n;i++){
cout<<"|";
for(int j=0;j<n;j++)
cout<<setw(8)<<s[i][j];
cout<<" |"<<endl;
}
cout<<endl;
}
Matrix::Matrix(){
n=9;
for(int i=0;i<9;i++)
for(int j=0;j<9;j++)
A[i][j]=Astar[i][j]=IOA[i][j]=0;
}
void Matrix::Input(){
cout<<"\t\t矩陣>>>>>>>>>>>逆矩陣"<<endl<<endl;
cout<<"方陣A的行列數n:";
while(1){
cin>>n;
if(n>1&&n<10) break;
else cout<<"n值錯誤,重新輸入:";
}
cout<<"矩陣各值:"<<endl;
for(int i=0;i<n;i++)
for(int j=0;j<n;j++)
cin>>A[i][j];
}
void Matrix::Cheak_IsSolvable(){
while(1){
if(Det_A=CalDet_A()) break;
else{
cout<<"此矩陣的行列式為0,無解"<<endl;
Input();
}
}
}
float Matrix::CalDet_A(){
float temp[9][9]={0};
for(int i=0;i<n;i++) //臨時賦值
for(int j=0;j<n;j++)
temp[i][j]=A[i][j];
float s=Cal_Det(temp,n);
cout<<"|A|="<<s<<endl<<endl;
return s;
}
void Matrix::Inverse_of_A(){
for(int i=0;i<n;i++)
for(int j=0;j<n;j++)
IOA[i][j]=Astar[i][j]/Det_A;
}
void Matrix::Display(int t){
switch (t){
case 1: cout<<"---A :"<<endl;Dis_A(A);break;
case 2: cout<<"---A* :"<<endl;Dis_A(Astar);break;
case 3: cout<<"---inverse of A :"<<endl;Dis_A(IOA);break;
}
}