package gaodai; import java.util.List; /** * N阶行列式计算 * @author 邱万迟 * */ public class DeterminantCalculation { public DeterminantCalculation(List<List<Double>> determinant){ this.determinant = determinant; this.sign = 1; } private List<List<Double>> determinant; private int sign; private int caculateTimes; /** * 转置 */ public void transpose(){ int lineNum = determinant.size(); int columnNum = determinant.get(0).size(); for(int i = 0; i < lineNum; i++){ for(int j = i; j < columnNum; j++){ double t = determinant.get(i).get(j); determinant.get(i).set(j,determinant.get(j).get(i)); determinant.get(j).set(i,t); } } } /** * 获取行列式的值 * @return */ public double getValue(){ double temp = 1.0; for(int i = 0; i < determinant.size(); i++){ temp *= determinant.get(i).get(i); } return Math.round((temp * getSign()) * 100)/100.0; } /** * a行与b行互换(两行互换) * @param determinant 行列式 * @param a 行号 * @param b 行号 * @throws Exception */ public void changeLine(int a,int b) throws Exception{ if(a < 1 || a > determinant.size() || b < 1 || b > determinant.size()){ throw new Exception("输入的行号不合法"); } List<Double> aLine = determinant.get(a - 1); List<Double> bLine = determinant.get(b - 1); determinant.set(a - 1, bLine); determinant.set(b - 1, aLine); changeSign(); System.out.println("第" + a + "行与" + b + "行互换"); } /** * 两列互换 * @param a * @param b * @throws Exception */ public void changeColumn(int a,int b) throws Exception{ if(a < 1 || a > determinant.get(0).size() || b < 1 || b > determinant.get(0).size()){ throw new Exception("输入的列号不合法"); } for(int i = 0; i < determinant.size(); i++){ double temp = determinant.get(i).get(a - 1); determinant.get(i).set(a - 1,determinant.get(i).get(b - 1)); determinant.get(i).set(b - 1,formateDouble(temp)); } changeSign(); } /** * a行加到b行上 * @param a * @param b * @throws Exception */ public void lineAdd2OtherLine(int a, int b) throws Exception{ lineMultiplyNumAdd2OtherLine(1, a, b); } /** * 第a行乘以number 加到第b行上 * @param number 乘以的数 * @param a行号 * @param b行号 * @throws Exception */ public void lineMultiplyNumAdd2OtherLine(double number,int a, int b) throws Exception{ if(a < 1 || a > determinant.size() || b < 1 || b > determinant.size()){ throw new Exception("输入的行号不合法"); } List<Double> aLine = determinant.get(a - 1); List<Double> bLine = determinant.get(b - 1); for(int i = 0; i < bLine.size(); i++){ double temp = bLine.get(i) + aLine.get(i) * number; bLine.set(i, formateDouble(temp)); } System.out.println("第" + a + "行乘以" + number + "加到第" + b + "行:"); print(); } public double formateDouble(double data){ return Math.round(data * 10000000000L)/10000000000.0; } /** * a列加到b列 * @param a * @param b */ public void columnAdd2OtherColumn(int a, int b){ columnMultiplyNumAdd2OtherColumn(1, a, b); } /** * 第a列乘以number 加到第b列上 * @param number 乘以的数 * @param a行号 * @param b行号 */ public void columnMultiplyNumAdd2OtherColumn(double number,int a, int b){ for(int i = 0; i < determinant.size(); i++){ double temp = determinant.get(i).get(b - 1) + determinant.get(i).get(a - 1) * number; determinant.get(i).set(b - 1, temp); } } /** * 校验是否是上三角,不是就的继续计算 * @return */ public boolean isCaculate(){ boolean hasCaculate = false; for(int i = 0; i < determinant.size(); i++){ for(int j = 0; j < i; j++){ if(determinant.get(i).get(j) != 0.0){ System.out.println("(" + (i + 1) + "," + (j + 1) + ")元素值不为零"); hasCaculate = true; break; } } if(hasCaculate){ break; } } //System.out.println("isUpperTriangle?>>>>>>>>>>>" + hasCaculate); return hasCaculate; } /** * @throws Exception * 变为上三角 * @throws */ public void chang2UpperTriangle() throws Exception{ if(!isCaculate()){ return; } caculateTimes++; System.out.println("----------------------------------第" + caculateTimes + "次计算----------------------------------"); for(int i = 0; i < determinant.size(); i++){ for(int j = i + 1; j < determinant.size(); j++){ if(determinant.get(i).get(i) == 0){//每一行在对角线上元素是零就互换行 changeLine(i + 1, j + 1); print(); continue; } double multiplyNum = -1 * determinant.get(j).get(i) / determinant.get(i).get(i); if(multiplyNum == 0){ continue; } this.lineMultiplyNumAdd2OtherLine(multiplyNum, (i + 1), (j + 1)); } } print(); chang2UpperTriangle(); } /** * 获取a行b列元素所在的下一个非零元素所在的行 * @param a * @param b */ public int getNotZeroLineByColumn(int a,int b){ for(int i = a + 1; i < determinant.size(); i++){ if(determinant.get(i).get(b) != 0){ return i; } } return 0; } /** * 改变符号 */ private void changeSign(){ this.sign = this.sign * -1; } public void print(){ int i = 0,j = 0; for(List<Double> line : determinant){ for(double element : line){ System.out.print(element); //System.out.print(Math.round(element*100)/100.0); System.out.print("(" + i + "," + j + ") "); System.out.print(" "); j++; } System.out.println(); i++; j = 0; } System.out.println(); } public List<List<Double>> getDeterminant() { return determinant; } public void setDeterminant(List<List<Double>> determinant) { this.determinant = determinant; } public int getSign() { return sign; } }
package gaodai; import java.util.ArrayList; import java.util.List; import java.util.Scanner; import org.apache.commons.lang.StringUtils; public class Test { public static void main(String[] args) { int lineNum = 0; Scanner scanner = new Scanner(System.in); boolean flag = true; System.out.println("请输入行列式的阶数,系统会随机生成行列式里的数:"); while(flag){ String num = scanner.next(); if(StringUtils.isNotBlank(num)){ try { lineNum = Integer.valueOf(num); } catch (Exception e) { lineNum = 0; } if(lineNum < 1){ System.out.println("请重新输入(需是整数且大于零)"); }else{ flag = false; } }else{ System.out.println("请重新输入(需是整数且大于零)"); } } int columnNum = lineNum; List<List<Double>> result = new ArrayList<List<Double>>(); for(int i = 0; i < lineNum; i++){ List<Double> temp = new ArrayList<Double>(); for(int j = 0; j < columnNum; j++){ temp.add((double) (int)(Math.random()*10 + 1)); } result.add(temp); } DeterminantCalculation determinant = new DeterminantCalculation(result); System.out.println("初始化行列式:"); determinant.print(); determinant.transpose(); determinant.print(); try { determinant.chang2UpperTriangle(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } determinant.print(); System.out.println("行列式值为:" + determinant.getValue()); } }
JAVA实现的N阶行列式计算,一起分享学习,有不足之处还望指正批评。
相关推荐
本程序采用java编写,具有计算n阶行列式的功能。采用递归算法实现,将一个高阶行列式不断展开,直到变成2阶,然后计算。用输入框获取输入,单击按钮执行程序。通过本程序,可以学习递归算法、BorderLayout和...
使用java语言,递归实现的N阶行列式求值
对于一个n阶行列式D,它由n×n个数组成,并且可以通过递归的方式进行计算。例如,对于二阶行列式\[ \begin{vmatrix} a & b \\ c & d \end{vmatrix} \],其值为\(ad - bc\)。 ### Java程序分析 #### 1. 类定义及...
对于一个n×n的矩阵A,其行列式表示为det(A),它的计算涉及到矩阵的所有元素。行列式的值可以用来判断矩阵是否可逆,如果det(A)≠0,那么矩阵A是可逆的;反之,如果det(A)=0,则矩阵不可逆。 接下来,我们讨论高斯...
在 Java 编程中,矩阵行列式是一种重要的数学概念,特别是在处理线性代数问题时。行列式只能被定义在方阵上,也就是行数和列数相等的...在实际应用中,可能需要优化算法或使用更高效的库来处理大型矩阵的行列式计算。
该函数首先计算矩阵的行列式,然后使用该行列式计算矩阵的逆矩阵。 算法实现 下面是Java实现的求逆矩阵算法的实现细节: ```java public class MatrixInverse { public static double Det(double [][]Matrix,int ...
此外,提到的`JAVA编写n阶行列式求值程序.txt`可能包含一个更复杂的问题,即如何计算矩阵的行列式。行列式是线性代数中的一个重要概念,对于n阶方阵,可以通过Laplace展开或高斯消元等方法求解。这超出了求矩阵行和...
对于矩阵A,其特征方程为det(A-λI)=0,其中I为单位矩阵,det表示行列式。解此方程可得特征值λ。 **3. 计算方法** 计算特征值和特征向量通常涉及以下步骤: - 求解特征方程得到特征值λ。 - 对每个特征值λ,解齐...
矩阵求值是指计算矩阵的行列式。在 Java 中,可以使用递归算法来实现矩阵求值。例如: ```java public static int getans(int nn) { int map[][] = new int[110][110]; for (int i = 1; i ; i++) { for (int j = ...
对于可逆矩阵(行列式不为0),逆矩阵A^-1满足AA^-1 = A^-1A = I(单位矩阵)。Java实现时,可以使用库如Apache Commons Math,它提供了计算逆矩阵的功能。 5. **示例代码结构**: 一个简单的Java项目可能包含以下...
数组可以用来简单地表示和操作矩阵,而这些第三方库提供了更高级的功能,包括矩阵的加减乘除、求逆、求行列式、特征值和特征向量等。 快速傅里叶变换是基于离散傅里叶变换(DFT)的一种优化算法,其复杂度由O(n^2)...
2. **构造加密矩阵**:选择一个n阶的可逆矩阵,确保其行列式不为零,以便能求逆。 3. **明文处理**:将明文字符串转换为数字矩阵,即将每个字符转换为其在字母表中的位置。 4. **加密运算**:将明文矩阵与加密矩阵...
此外,还可能包括转置、求行列式、求逆矩阵等功能,这些都是在理解算法和数据结构时的重要实践。 通过这些实验,学生可以学习到Java语言的基本语法、控制流(如循环和条件语句)、面向对象编程概念(如类、对象、...
6. **矩阵的求逆**:对于2阶及以上的方阵,如果其行列式不为零,那么它有逆矩阵。求逆可以使用伴随矩阵、高斯-约旦消元法或者矩阵分块等方法。逆矩阵A^-1满足AA^-1 = A^-1A = I,其中I是单位矩阵。 7. **矩阵的转秩...
1. **数字竖式计算**:这道题目涉及到字符串处理和基本算术运算。在Java中,可以使用`StringBuilder`或`StringBuffer`类来构建竖式,通过循环遍历字符并进行相应的加减计算。同时,需要理解整数和浮点数的运算规则...
克拉默规则的公式是,每一个未知数x_i的值等于相应的n阶子矩阵的行列式除以系数矩阵的行列式。如果系数矩阵的行列式为零,那么方程组可能无解或有无穷多解。 2. **高斯消元法**: 高斯消元法是通过一系列行变换将...
6. **行列式**:仅对方阵计算,行列式具有重要的几何意义,如表示矩阵所代表的线性变换是否保持面积(或体积)不变。 7. **特征值与特征向量**:也是仅对方阵而言,特征值反映了矩阵的特性,特征向量是与之相关联的...
以上代码实现了基本的矩阵操作,但实际应用中可能需要更多高级功能,如转置、求逆、求行列式等。在设计类时,可以考虑使用面向对象的原则,将矩阵封装为一个类,包含必要的属性(如行数、列数和元素)以及相关的操作...
4. **数学公式(Mathematical Formula)**:使用等差数列求和公式`Sn = n * a + (n * ((n - 1) * d)) / 2`计算等差数列的和。 **运行结果:**根据输入的首项、项数和公差,输出等差数列的和。 --- #### 实验四:...