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详解用java描述矩阵求逆的算法

转载 作者:qq735679552 更新时间:2022-09-28 22:32:09 31 4
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今天很开心把困扰几天的问题解决了,在学习线性代数这门课程的时候。想通过程序实现里面的计算方法,比如矩阵求逆,用java代码该如何描述呢?

首先,咱们先用我们所交流语言描述一下算法思路

1.求出一个矩阵a对应的行列式在第i,j(i表示行,j表示列)位置的余子式(余子式前面乘以-1^(i+j)即得代数余子式); 。

2.根据代数余子式求得矩阵a行列式的值。(行列式展开法); 。

3.根据代数余子式和行列式的值求出伴随矩阵; 。

4.由伴随矩阵和矩阵行列式值求逆矩阵。(a^-1 = a* / |a|).

了解上述算法思路后,废话少说,上代码.

1.求出一个矩阵a对应的行列式在第i,j(i表示行,j表示列)位置的余子式(余子式前面乘以-1^(i+j)即得代数余子式); 。

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/**<br>     * 求矩阵在i,j处余子式<br>     * @param mat<br>     * @param i<br>     * @param j<br>     * @return<br>     */ <br>    public static matrix getcomplementminor(matrix mat, int i, int j) {<br>        //创建一个新的矩阵用于接收表示该余子式,需删除本行本列的数值<br>        matrix m = new matrix(mat.getrow()-1,mat.getcol()-1); <br>        //用于遍历新矩阵m的变量<br>        int row =0 ,col=0;<br>        /*<br>         * 遍历原矩阵的数据,j2表示行,k表示列<br>         */<br>        for (int j2 = 0; j2 < mat.getrow(); j2++) {<br>            //在第i行除的数据省略<br>            if(j2 == i) continue; <br>            for (int k = 0; k < mat.getcol(); k++) {<br>                //在第j列的数据省略<br>                if(k == j) continue;<br>                //赋值<br>                m.setvalue(row, col,mat.getvalue(j2, k));<br>                //遍历新矩阵的变量<br>                col++;<br>                if(col >= m.getcol() ) {<br>                    col = 0;<br>                    row++;<br>                }<br>            }<br>        }<br>        return m;<br>    }

a行列式的值。(行列式展开法); 。

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/**
   * 求矩阵的行列式的值
   * @param mat
   * @return
   */
  public static double getmatrixvalue(matrix mat) {
   if (mat.getrow() != mat.getcol()) {
    system.out.println( "该矩阵不是方阵,没有行列式" );
    return double .min_value;
   }
   //若为1*1矩阵则直接返回
   if (mat.getrow() == 1 ) return mat.getvalue( 0 , 0 );
   //若为2*2矩阵则直接计算返回结果
   if (mat.getrow() == 2 ) {       
    return mat.getvalue( 0 , 0 )*mat.getvalue( 1 , 1 ) - mat.getvalue( 0 , 1 )*mat.getvalue( 1 , 0 );
   }
   //行列式的值
   double matrixvalue = 0 ;
   for ( int i = 0 ; i < mat.getcol(); i++) {
    //获取0,i位置的余子式,即第一行的余子式
    matrix m = getcomplementminor(mat, 0 , i);
    //将第一行的余子式相加 ,递归下去
    matrixvalue += math.pow(- 1 , i) * getmatrixvalue(m);
   
   }
   return matrixvalue;
  }

3.根据代数余子式和行列式的值求出伴随矩阵; 。

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/**<br>     * 求矩阵的伴随矩阵<br>     * @param mat<br>     * @return<br>     */ <br>    public static matrix getwithmatrix(matrix mat) {<br>        //创建一个矩阵存放伴随矩阵的值<br>        matrix withmatrix = new matrix(mat.getrow(),mat.getcol());<br>        //遍历withmatrix存放对应的mat的值<br>        for (int i = 0; i < withmatrix.getrow(); i++) {<br>            for (int j = 0; j < withmatrix.getcol(); j++) {<br>                double temp = math.pow(-1, i+j) * matrixutil.getmatrixvalue(matrixutil.getcomplementminor(mat, j, i));<br>                if(math.abs(temp) <= 10e-6) temp = 0;<br>                withmatrix.setvalue(i, j,temp);<br>            }<br>        }<br>        //返回结果<br>        return withmatrix;    <br>    }

4.由伴随矩阵和矩阵行列式值求逆矩阵。(a^-1 = a* / |a|).

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/**
   * 求逆矩阵
   * @param mat
   * @return
   */
  public static matrix getrematrix(matrix mat) {
   //创建一个矩阵接收逆矩阵数据
   matrix rematrix = new matrix(mat.getrow(),mat.getcol());
   //得到原矩阵行列式的值
   double value = matrixutil.getmatrixvalue(mat);
   //判断矩阵行列式的值是否为零
   if (math.abs(value) <= 10e- 6 ) {
    system.out.println( "该矩阵不可逆!" );
    return null ;
   }
   //将原矩阵mat赋值除以原行列式的值value给逆矩阵
   for ( int i = 0 ; i < rematrix.getrow(); i++) {
    for ( int j = 0 ; j < rematrix.getcol(); j++) {
     rematrix.setvalue(i, j, matrixutil.getwithmatrix(mat).getvalue(i, j) / value);
    }
   }
   return rematrix;
  
  }

以上所述是小编给大家介绍的用java描述矩阵求逆的算法详解整合,希望对大家有所帮助,如果大家有任何疑问请给我留言,小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对我网站的支持! 。

原文链接:https://www.cnblogs.com/Thomas-Wang/p/10453195.html 。

最后此篇关于详解用java描述矩阵求逆的算法的文章就讲到这里了,如果你想了解更多关于详解用java描述矩阵求逆的算法的内容请搜索CFSDN的文章或继续浏览相关文章,希望大家以后支持我的博客! 。

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