高斯消元

模板题

用于求n个n元一次方程的解。O(n^3)

先说一下算法的过程,其实整个过程就是加减消元

先给出三个三元一次方程

手推可得到x=3,y=2,z=1。

可把系数和得到的值抽象成一个系数矩阵:

我们考虑依次消元,先把x消掉

保证精度,我们尽量把大的系数变化再在小的里加减,为了在程序中好写,把第i项最大的系数(绝对值)所在行提到第i行

然后就是用第i行的第i项系数和同一列的系数的加减消元,分别根据第二行和第三行的系数,第一行变为了

1   2/3   1/3     14/3 (对应第二行)

2   4/3   2/3     28/3 (对应第三行)

然后消掉x后,我们考虑消y,先把y的系数最大的换到第2行(从第2行开始看)

然后去消其他两行的y

最后还要处理关于z,因为是最后一行所以就没法换行的位置

最后每一项的值即为当行的a[i][n+1]/a[i][i]

#include<bits/stdc++.h>
#define LL long long
#define N 102
using namespace std;
int read()
{
    int x=0,f=1;char s=getchar();
    while(s<'0'||s>'9'){if(s=='-')f=-1;s=getchar();}
    while(s>='0'&&s<='9'){x=x*10+s-'0';s=getchar();}
    return x*f;
}
double a[N][N];
int main()
{
    int 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)//枚举列(项) 
    {
        int maxx=i;
        for(int j=i+1;j<=n;++j)//选出该列最大系数 
          if(fabs(a[j][i])>fabs(a[maxx][i]))
            maxx=j;
        if(i!=maxx)swap(a[i],a[maxx]);//并放在第i行,第i行对应了第i项答案 
        if(a[i][i]==0){printf("No Solution
");return 0;}//最大值等于0则说明该列都为0,肯定无唯一解 
         for(int j=1;j<=n;++j)//每一项都减去一个数(就是小学加减消元)
        {
            if(j==i)continue;//当行不减,因为用这一行去更新其他行 
            double tmp=a[j][i]/a[i][i];//倍数 
            for(int k=i+1;k<=n+1;++k)//从i+1开始 
              a[j][k]-=a[i][k]*tmp;//其实就是a[j][k]-=a[j][i]*a[i][k]/a[i][i];
        }  
    }
    //上述操作结束后,矩阵会变成这样
    /*
    k1*a=e1
    k2*b=e2
    k3*c=e3
    k4*d=e4
    */
    //所以输出的结果要记得除以该项系数,消去常数
    for(int i=1;i<=n;++i)
      printf("%.2lf
",a[i][n+1]/a[i][i]); 
} 
/*
3
2 1 2 10
1 1 1 6
3 2 1 14
*/
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原文地址:https://www.cnblogs.com/yyys-/p/11426510.html