2019年5月14日 星期二

C語言 例題6-2 Gauss-Jordan Elimination Method高斯-喬登消去法

Program for Gauss-Jordan Elimination Method


Input :  2y + z = 4
         x + y + 2z = 6
         2x + y + z = 7
Explanation : Below given is the explanation of the above example.
  • Input Augmented Matrix is :
  • Interchanging R1 and R2, we get
  • Performing the row operation R3 <- R3 – (2*R1)
  • Performing the row operations R1 <- R1 – ((1/2)* R2) and R3 <- R3 + ((1/2)*R2)
  • Performing R1 <- R1 + ((3/5)*R3) and R2 <- R2 + ((2/5)*R3)
  • Unique Solutions are :

  • /*
    Input :  2y + z = 4
             x + y + 2z = 6
             2x + y + z = 7
             
    */         
    // C Implementation for Gauss-Jordan Elimination Method 

    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <math.h>

    #define M 10 
      
    // Function to print the matrix 
    void PrintMatrix(float a[][M], int n) 
        for (int i = 0; i < n; i++) { 
            for (int j = 0; j <= n; j++)  
                printf("%4.3lf    ", a[i][j]); 
            printf("\n"); 
        } 
      
    // function to reduce matrix to reduced 
    // row echelon form. 
    int PerformOperation(float a[][M], int n) 
        int i, j, k = 0, c, flag = 0, m = 0; 
        float pro = 0; 
          
        // Performing elementary operations 
        for (i = 0; i < n; i++) 
        { 
            if (a[i][i] == 0)  
            { 
                c = 1; 
                while (a[i + c][i] == 0 && (i + c) < n)  
                    c++;             
                if ((i + c) == n) { 
                    flag = 1; 
                    break; 
                } 
                for (j = i, k = 0; k <= n; k++)
                    {
                        float tmp= a[j+c][k];
                        a[j+c][k]=a[j][k];
                        a[j][k]=tmp;
                        //printf("%3.4lf   ",a[j][k] );
                        //swap(a[j][k], a[j+c][k]);
                    }
                    //printf("\n\n");
            } 
      
            for (j = 0; j < n; j++) { 
                  
                // Excluding all i == j 
                if (i != j) { 
                      
                    // Converting Matrix to reduced row 
                    // echelon form(diagonal matrix) 
                    float pro = a[j][i] / a[i][i]; 
      
                    for (k = 0; k <= n; k++) 
                    {
                        a[j][k] = a[j][k] - (a[i][k]) * pro; 
                        //printf("%3.4lf   ",a[j][k] );
                    }   
                    //printf("\n\n");
                } 
            } 
        } 
        return flag; 
      
    // Function to print the desired result  
    // if unique solutions exists, otherwise  
    // prints no solution or infinite solutions  
    // depending upon the input given. 
    void PrintResult(float a[][M], int n, int flag) 
        printf("Result is : "); 
      
        if (flag == 2)      
            printf("Infinite Solutions Exists");     
        else if (flag == 3)      
            printf("No Solution Exists"); 
          
          
        // Printing the solution by dividing constants by 
        // their respective diagonal elements 
        else { 
            for (int i = 0; i < n; i++)          
                printf("\nx[%d]=%0.2lf" , i, (a[i][n] / a[i][i]) );         
        } 
      
    // To check whether infinite solutions  
    // exists or no solution exists 
    int CheckConsistency(float a[][M], int n, int flag) 
        int i, j; 
        float sum; 
          
        // flag == 2 for infinite solution 
        // flag == 3 for No solution 
        flag = 3; 
        for (i = 0; i < n; i++)  
        { 
            sum = 0; 
            for (j = 0; j < n; j++)         
                sum = sum + a[i][j]; 
            if (sum == a[i][j])  
                flag = 2;         
        } 
        return flag; 
      
    // Driver code 
    int main() 
        float a[M][M] = {{ 0, 2, 1, 4 },  
                         { 1, 1, 2, 6 },  
                         { 2, 1, 1, 7 }}; 
                           
        // Order of Matrix(n) 
        int n = 3, flag = 0; 
        printf("Orginal Augumented Matrix is :\n ");
        PrintMatrix(a, n);  
        // Performing Matrix transformation 
        flag = PerformOperation(a, n); 
          
        if (flag == 1)      
            flag = CheckConsistency(a, n, flag);     
      
        // Printing Final Matrix 
        printf("\nFinal Augumented Matrix is : \n"); 
        PrintMatrix(a, n); 
        printf("\n"); 
          
        // Printing Solutions(if exist) 
        PrintResult(a, n, flag); 
      
        return 0; 
    輸出畫面
    Orginal Augumented Matrix is :
     0.000    2.000    1.000    4.000    
    1.000    1.000    2.000    6.000    
    2.000    1.000    1.000    7.000    

    Final Augumented Matrix is : 
    1.000    0.000    0.000    2.200    
    0.000    2.000    0.000    2.800    
    0.000    0.000    -2.500    -3.000    

    Result is : 
    x[0]=2.20
    x[1]=1.40
    x[2]=1.20

    沒有留言:

    張貼留言

    Messaging API作為替代方案

      LINE超好用功能要沒了!LINE Notify明年3月底終止服務,有什麼替代方案? LINE Notify將於2025年3月31日結束服務,官方建議改用Messaging API作為替代方案。 //CHANNEL_ACCESS_TOKEN = 'Messaging ...