首页 > 编程语言 >高斯消去法(Gauss-Jordan方法)的Python实现

高斯消去法(Gauss-Jordan方法)的Python实现

时间:2022-09-06 02:11:07浏览次数:59  
标签:__ matrix Python 元素 List Gauss range input 消去法

高斯消去法的改进形式为Gauss-Jordan Elimination Method,要求每一行的主元素所在列元素全部消去为0,除了主元素本身。区别如下:

代码实现如下:

# -*- coding: utf-8 -*-
# @Author : ZhaoKe
# @Time : 2022-09-05 23:34
from typing import List


# input a augmented matrix, output its simpler form
def GaussJordanMethod(matrix: List[List]) -> List[List]:
    PREC = 3
    m, n = len(matrix), len(matrix[0])
    # from left to right
    for j in range(n):
        # 主元素为0的话,要交换行令这一行主元素不为0
        if j >= m:
            break
        if matrix[j][j] == 0:
            for k in range(j + 1, m):
                if matrix[k][j] == 0:
                    continue
                else:
                    matrix[j], matrix[k] = matrix[k], matrix[j]
                    print(matrix)
                    break

        # from above to bottom
        # 为了实现Gauss-Jordan,pivot位置的元素应该置为1
        fac = matrix[j][j]
        for l in range(0, n):
            matrix[j][l] = matrix[j][l] / fac

        # 不再拘泥于对角线下方消除,整整一列都要消除
        for i in range(m):
            # 主元素不可以消去,直接跳过该行
            if i == j:
                continue
            # 当前行的该列元素为0的话,不必执行消去步骤,跳过即可
            if matrix[i][j] == 0:
                continue
            # replace the jth equation by a combination of itself plus a multiple of the ith equation
            coef = matrix[i][j]
            for k in range(n):
                matrix[i][k] = round(matrix[i][k] - coef * matrix[j][k], PREC)
            print(matrix[i])
    # elimination end

    print(matrix)
    # solution as follow
    for i in range(m - 1, -1, -1):
        for j in range(n - 1, -1, -1):
            if matrix[i][j] == 0:
                continue
            else:
                print("x" + str(i+1), "=", matrix[i][-1])
                break
    return matrix


if __name__ == '__main__':
    # input_m0 = [[2, 1, 1, 1], [6, 2, 1, -1], [-2, 2, 1, 7]]  # 结果正确
    # input_m1 = [[0, 1, -1, 3], [-2, 4, -1, 1], [-2, 5, -4, -2]]  # 结果正确
    input_m2 = [[2, 2, 6, 4], [2, 1, 7, 6], [-2, -6, -7, -1]]  # 结果正确
    GaussJordanMethod(input_m2)
    # 病态方程:
    # input_m3 = [[47, 28, 19], [89, 53, 36]]  # 该程序暂不适合病态方程的数值计算,另开随笔研究该问题
    # GaussJordanMethod(input_m3)

经验证该程序正确

 

标签:__,matrix,Python,元素,List,Gauss,range,input,消去法
From: https://www.cnblogs.com/zhaoke271828/p/16660295.html

相关文章

  • Python 内置函数 repr() 和str()
    Python内置函数repr()和str()1.相同点repr()和str()都是python的内置函数,都是object类分方法,且都是将一个对象转变成字符串形式,每个类都默认有这两个方法。。。。一......
  • python 封装、抽象、多态和继承的实现
    封装的实现#封装classpeople:def__init__(self,name,money):self.name=nameself.__money=money#私有属性,只能类的内部使用--》数据封装......
  • python学习Day60
    Day60今日内容概要表查询数据准备及测试环境搭建ORM常见表查询关键字双下划线查询查看ORM底层SQL遇见ORM外键字段创建外键字段数据增删改查正反向概念基于对象......
  • 使用python画3D立体爱心
    原理1.使用python中的mtplotlib库。2.立体爱心面公式\[(x^2+\frac{9}{4}y^2+z^2-1)^3-\frac{9}{80}y^2*z^3-x^2*z^3=0\]点画法(实心)代码importmatplotlib.pyplotas......
  • 从零开始学python必看,“Python编程三剑客”,你值得拥有
    从0开始学Python,就问你一句:慌不慌?   第一本:《Python编程:从入门到实践》   第二本:《Python编程快速上手-让繁琐工作自动化》   第三本:《《Python极客......
  • python学习(元组、字典、set集合)
    (一)、列表 1、列表的嵌套 需求:输出数字9 解决:利用索引层级输出   2、列表的切片   (二)、元组:tuple1、列表与元组的区别?列表是可变的,元组是不可变的......
  • python(二)元组、字典、集合
    11.列表的嵌套##列表的嵌套、字符类型#list4=[1,'go','你好',1008.21,True['json','java','c++','go',[1,2,3,7]]]#print(list4[])##列表的切片,获取列表中指定范围的......
  • Python入门系列(十)一篇学会python文件处理
    文件处理在Python中处理文件的关键函数是open()函数。有四种不同的方法(模式)来打开一个文件"r"-读取-默认值。打开一个文件进行读取,如果文件不存在则出错。"a"-Ap......
  • pythonⅡ
    list1=[1,'xc',True,100.00,['sd','hi','jk',[1,0,2,3]]]print(list1[4][3][2])   '''列表的切片'''list1=[1,3,4,5,6,7,8,9,11,16,19]#开始与结束,包含开始,不含结......
  • Python读取PDF文档中的表格数据
    #-*-coding:utf-8-*-#在pdfplumber模块中提供了extract_tables()方法importpdfplumberimportpandasaspd#提取PDF文档中的表格defdemo1():withpd......