高斯消元

有方程组

[egin{cases}k_{1,1}a_1+k_{1,2}a_2+……+k_{1,n}a_n=b_1\k_{2,1}a_1+k_{2,2}a_2+……+k_{2,n}a_n=b_2\……\k_{n,1}a_1+k_{n,2}a_2+……+k_{n,n}a_n=b_nend{cases} ]

其中(k_i,b_i)已知,求(a_i)

根据初中芝士,我们可以选择加减/代入消元,但是对于算法来说,我们要有一般性的方法

一般来说,我们选择把主对角线全部消成(1),主对角线下的数全部消成(0)

[egin{cases}1 k^{'}_{1,2} k^{'}_{1,3}=b^{'}_{1}\0 1 k^{'}_{2,3}=b^{'}_{2}\0 0 1=b^{'}_{3}end{cases} ]

类似这样的,如果消不成上三角,那么说明原方程组无解

我们每次选择一个绝对值最大的系数,先将该系数消成(1)

用该项将其他式子的对应项直接消为(0),其他项对应减去(frac{a_{jnow}}{a_{inow}}*a_{iw})

至于为什么选最大的,首先如果最大的为(0)或小于(eps),那么方程组无解,其次选择最大的可以降低精度误差

对于(n)元方程组,显然需要消元(n)次,每次消元需要(n^2)复杂度,所以总复杂度(O(n^3))

好像原理很简单,不过实现需要稍微脑补一下

(upd:)个人觉得没讲明白,但是我太菜了好像想不到更细致的解释了……先康康代码吧

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
namespace red{
#define int long long
#define eps (1e-8)
	inline int read()
	{
		int x=0;char ch,f=1;
		for(ch=getchar();(ch<'0'||ch>'9')&&ch!='-';ch=getchar());
		if(ch=='-') f=0,ch=getchar();
		while(ch>='0'&&ch<='9'){x=(x<<1)+(x<<3)+ch-'0';ch=getchar();}
		return f?x:-x;
	}
	int n;
	double a[110][110],ret[110];
	inline void main()
	{
		n=read();
		for(int i=1;i<=n;++i)
		{
			for(int j=1;j<=n+1;++j)
			{
				scanf("%lf",&a[i][j]);
			}
		}
		for(int i=1;i<=n;++i)
		{
			int t=i;
			for(int j=i+1;j<=n;++j)
				if(fabs(a[j][i])>fabs(a[t][i])) t=j;
			if(fabs(a[t][i])<eps)
			{
				puts("No Solution");
				return;
			}
			if(t!=i) swap(a[i],a[t]);
			double div=a[i][i];
			for(int j=i;j<=n+1;++j) a[i][j]/=div;
			for(int j=i+1;j<=n;++j)
			{
				div=a[j][i];
				for(int k=i;k<=n+1;++k)
					a[j][k]-=(a[i][k]*div);
			}
		}
		ret[n]=a[n][n+1];
		for(int i=n-1;i;--i)
		{
			ret[i]=a[i][n+1];
			for(int j=i+1;j<=n;++j)
				ret[i]-=(a[i][j]*ret[j]);
		}
		for(int i=1;i<=n;++i) printf("%.2lf
",ret[i]);
	}
}
signed main()
{
	red::main();
return 0;
}

高斯消元解图上期望(DP)

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原文地址:https://www.cnblogs.com/knife-rose/p/12025082.html