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高斯消元简析

时间:2017-10-20 21:43:40      阅读:180      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:++   cstring   http   strlen   a*   ring   while   close   eve   

想必大家都可以非常迅速的解出一个二元一次方程组,

那么三元呢(这也还好),那么再多一些未知数?

于是这里就要介绍到高斯消元的方法了...

本人蒟蒻到现在才学高斯消元,请不要介意方法过于垃圾

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首先假设你拿到了一个n元方程组,那么它应该有n个方程,每个方程有n+1个系数,

好于是我们把他们全部弄到一个n*(n+1)的矩阵中,这里简称为系数矩阵

第一步:我们先把每一行的系数都除以这一行的第一个数

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第二步:从第一行到第n行分别控制x1...xn的解,因此你需要把第i行的第i列的系数化为1以此来求解方程,

第三步:在处理第i行的时候,把第i+1行到第n行的数通过加减消元法处理

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第四步:那么求出这个答案就是最后的答案数组了,

求答案是xn的值是a[n][n+1],然后如果求x(n-1)的值就是将xn的值代入a[n-1][n],然后求出x(n-1)的值

于是乎 x1=-1,x2=3,x3=-6

以上就是关于高斯消元简要的介绍.

下面是两种不同题目下的高斯消元

(1) 方程保证是整数解,且系数大小均为long long 以内

注意:此处运用到简单的高精度,以及取模

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 1 #include<iostream>
 2 #include<cstring>
 3 #include<cstdio>
 4 #include<cmath>
 5 #include<algorithm>
 6 #define ll long long
 7 using namespace std;
 8 const ll p=1000000000000000009;
 9 ll a[210][210],ans[210];
10 ll mul(ll a,ll b){return (__int128)a*b%p;}
11 ll inv(ll a){
12     ll res=1,b=p-2;
13     while (b){
14         if (b&1) res=mul(res,a); b>>=1; a=mul(a,a);
15     } return res;
16 }
17 ll Div(ll a,ll b){return mul(a,inv(b));}
18 ll read(){
19     char ch[1010]; scanf("%s",ch+1);
20     ll res=0,len=strlen(ch+1);
21     for (int i=1;i<=len;++i){
22         res=mul(res,10)+ch[i]-0;
23         if (res>p) res-=p;
24     }
25     return res;
26 }
27  
28  
29 int main() {
30     int n;scanf("%d",&n);
31     for(int i=1;i<=n;i++){
32         for(int j=1;j<=n;j++)
33             scanf("%lld",&a[i][j]);
34         a[i][n+1]=read();
35         ll res=a[i][1];
36         for(int j=1;j<=n+1;j++) a[i][j]=Div(a[i][j],res);
37     }
38     for(int i=1;i<=n;i++){
39         if (a[i][i]==0) {puts("zzylihai"); return 0;}
40         for(int j=i+1;j<=n+1;++j)
41             a[i][j]=Div(a[i][j],a[i][i]);
42         a[i][i]=1;
43         for(int j=i+1;j<=n;j++) {
44             for(int k=i+1;k<=n+1;k++){
45                 a[j][k]-=mul(a[j][i],a[i][k]);
46                 if (a[j][k]<0) a[j][k]+=p;
47             }
48             a[j][i]=0;
49         }
50     }
51     for(int i=n;i>=1;i--) {
52         ll res=a[i][n+1];
53         for(int j=i+1;j<=n;j++) {
54             res-=mul(ans[j],a[i][j]);
55             if (res<0) res+=p;
56         }
57         ans[i]=Div(res,a[i][i]);
58     }
59     for(int i=1;i<=n;i++) printf("%lld\n",ans[i]);
60     return 0;
61 }
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(2)方程为实数解,要判断是否无解

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#include<iostream>
#include<cstring>
#include<cstdio>
#include<cmath>
#include<algorithm>
using namespace std;
double a[210][210],ans[210];
int n;
int main() {
    scanf("%d",&n);
    for(int i=1;i<=n;i++){
        for(int j=1;j<=n+1;j++)
            scanf("%lf",&a[i][j]),a[i][j]*=1.00;
        double res=a[i][1];
        for(int j=1;j<=n+1;j++)
            a[i][j]=(double)a[i][j]/res;
    }
    for(int i=1;i<=n;i++){
        if (a[i][i]==0) {puts("No solution"); return 0;}
        for(int j=i+1;j<=n+1;++j)
            a[i][j]/=a[i][i];
        a[i][i]=1;
        for(int j=i+1;j<=n;j++) {
            for(int k=i+1;k<=n+1;k++)
                a[j][k]-=a[j][i]*a[i][k];
            a[j][i]=0;
        }
    }
    for(int i=n;i>=1;i--) {
        double res=a[i][n+1];
        for(int j=i+1;j<=n;j++) res-=ans[j]*a[i][j];
        ans[i]=res/a[i][i];
    }
    for(int i=1;i<=n;i++) printf("%.0lf\n",ans[i]);
    return 0;
}
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高斯消元简析

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原文地址:http://www.cnblogs.com/logic-yzf/p/7695115.html

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