n阶行列式计算----c语言实现(完结)
花了半天时间,写了这个n阶行列式计算的程序,应该算是比较优美吧,有很多地方多次做了优化,程序占用内存不是很大,要是说小吧,也不合适,因为里边有一个递归,而且递归的深度还比较深。时间复杂度具体没有细看,应该不会太大。
看我的程序运行的截图:
ok,先看程序。
C Code
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C Code
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#include <malloc.h>
#include <stdio.h> #include <stdlib.h>//包含的头文件不解释 typedef bool int //因为标准c里边没有bool类型才这么做 #define false 0 #define true 1 //定义几个全局变量,无奈之举 int * c, //将整个行列式的值存到c指向的空间里 n = 0, //记录当前的行列式计算进行了多少步 a, //方便传递行列式的阶数 sum = 0; //记录每一步行列式计算所累加的结果 int aq(int a) //计算阶乘的函数,就不多解释了 { int s = 1; for(int i = 1; i <= a; i ++) s *= i; return s; } void swap(int * a, int * b)//利用地址传递,交换两个数的值 { int m =* a; * a = * b; *b = m; } bool sa(int * l)//计算在行列式计算过程中每一项前边的符号是正还是负 { int n = 0;//n为行列式展开式每一项的逆序数 for(int i = 0; i < a-1; i ++) for(int j = i+1; j < a; j++) if(l[i]>l[j])n++;//不断通过条件判断累加逆序数得出最终的逆序数 if(n % 2 == 0) return false;//若为正,则返回false return true;//否则返回true } void perm(int * l,int k,int m)//整个程序里边的核心函数,找出在不同行不同列的所有组合 { int i, s = 1; if(k > m) { n++;//每递归回来一次,将记录运行次数加一 for(int j = 0; j < a; j ++) s *= c[ l[ j ] + a * j ];//算出此次行列式展开式的这项的值 if( sa( l ) ) s * = -1;//确定这一项的符号 //输出当前sum内的值(即到当前为止所得到的结果是多少) //输出运行的完成程度(即当前运行的次数除以总次数) printf("%5d 完成度:%2.2f%%\n", sum + = s, n/( aq( a ) * 0.1 ) * 10 ); } else //不断的向内递归,就不多解释了,因为很多大公司招聘的时候,全排列问题在笔试环节是必出题,百度里有很多解释 { for(i = k; i <= m; i++) { swap(l + k, l + i); perm(l, k + 1, m); swap(l + k, l + i); } } } void main()//主函数 { int * b,//一个辅助变量,在递归函数中将b指向的空间内的值进行全排列,也即行列式展开式不同组合的下标 i, //循环中的辅助变量 f, //在格式化输出行列式的辅助变量 e;//判断是否退出程序的标志位 system("color 3e");//设置程序运行的前景色和背景色 u: system("cls");//清空屏幕 printf("请输入行列式的阶数:\n"); scanf("%d", &a);//获取行列式的阶数 b = ( int * ) malloc ( sizeof ( int ) * a );//为变量申请空间 c = ( int * ) malloc ( sizeof ( int ) * a * a ); for( i = 0; i < a; i++) * ( b + i ) = i;//为辅助变量也即行列式下标逐个赋值 for( i = 0; i < a * a; i++) { if( i % a == 0 ) printf("请依次输入行列式中第%d行的值(以空格分隔):\n",i / a + 1 );//提示输入行列式的值 scanf("%d", c + i ); } printf("\n\n"); perm( b, 0, a - 1 );//计算行列式的值 printf("\n行列式展开式共有%d项\n", aq( a ) );//打印出来行列式的各种信息 if ( a % 2 != 0 ) f = a + 1;//判断当前的行列式是偶数行还是奇数行 else f = a; for( i = 0; i < a * a; i ++ ) { if ( i / a + 1 == f / 2 && i % a == 0) //判断是否达到行列式中间的一行行首 printf("D = ");//输出“D = ” else if ( i % a == 0) //判断是否是每一行的行首,若是则输出四个空格,保证输出的格式优美 printf(" "); if ( i % a == 0) //判断是否是行首,若是输出制表符竖线,可与上一句写到一块儿 printf("┃"); if ( ( i + 1 ) % a == 0) //判断是否是行列式某一行的最后一个数 printf("%2d", * ( c + i ) ); else printf("%2d ", * ( c + i ) );//若不是行列式某一行的最后一个数则在数字后边加一个空格 if ( ( i + 1 ) % a == 0 ) //判断是否到达一行的行末 printf("┃"); if ( ( i + 1 ) / a == f / 2 && ( i + 1 ) % a == 0) //判断是否达到行列式中间一行的行末,输出整个行列式的值 printf(" = %d\n",sum); else if ( ( i + 1 ) % a == 0 ) //判断是否到达行末输出换行 printf("\n"); } printf("\n\n"); printf("是否继续?( 1 / 0 )\n");//提示是否退出 scanf("%d", &e); n = 0;//每次都将都将上一次的运行记录消除 if( e ==1 ) goto u;//判断是否推出 else if ( e == 0 ) exit( 0 ); } |
过了很久之后,加了一些注释,若是各位看官还有不清楚的请百度去,或者直接问我,愿意解答。
里边还有好多地方可以调整,若有更好的调整方法,请联系我,不胜感激。
里边还有好多地方可以调整,若有更好的调整方法,请联系我,不胜感激。