10个重要的算法C语言实现源代码:拉格朗日,牛顿插值,高斯,龙贝格,牛顿迭代,牛顿-科特斯,雅克比,秦九昭,幂法,高斯塞德尔

1.拉格朗日插值多项式 ,用于离散数据的拟合
#include <stdio.h>
 #include 
<conio.h>
 #include 
<alloc.h>
 
float lagrange(float *x,float *y,float xx,int n)     /*拉格朗日插值算法*/
 
int i,j;
   
float *a,yy=0.0;    /*a作为临时变量,记录拉格朗日插值多项式*/
   a
=(float *)malloc(n*sizeof(float));
   
for(i=0;i<=n-1;i++)
   
{ a[i]=y[i];
     
for(j=0;j<=n-1;j++)
     
if(j!=i) a[i]*=(xx-x[j])/(x[i]-x[j]);
     yy
+=a[i];
   }

 free(a);
 
return yy;
}

main()
int i,n;
 
float x[20],y[20],xx,yy;
 printf(
"Input n:");
 scanf(
"%d",&n);
 
if(n>=20{printf("Error!The value of n must in (0,20)."); getch();return 1;}
 
if(n<=0{printf("Error! The value of n must in (0,20)."); getch(); return 1;}
 
for(i=0;i<=n-1;i++)
 
{ printf("x[%d]:",i);
    scanf(
"%f",&x[i]);
 }

 printf(
" ");
 
for(i=0;i<=n-1;i++)
 
{ printf("y[%d]:",i);scanf("%f",&y[i]);}
 printf(
" ");
 printf(
"Input xx:");
 scanf(
"%f",&xx);
 yy
=lagrange(x,y,xx,n);
 printf(
"x=%f,y=%f ",xx,yy);
 getch();
}

2.牛顿插值多项式,离散数据的拟合
#include <stdio.h>
#include 
<conio.h>
#include 
<alloc.h>
void difference(float *x,float *y,int n)
float *f;
 
int k,i;
 f
=(float *)malloc(n*sizeof(float));
 
for(k=1;k<=n;k++)
 
{ f[0]=y[k];
    
for(i=0;i<k;i++)
      f[i
+1]=(f[i]-y[i])/(x[k]-x[i]);
    y[k]
=f[k];
 }

 
return;
}

main()
int i,n;
 
float x[20],y[20],xx,yy;
 printf(
"Input n:");
 scanf(
"%d",&n);
 
if(n>=20{printf("Error! The value of n must in (0,20)."); getch(); return 1;}
 
if(n<=0{printf("Error! The value of n must in (0,20).");getch(); return 1;}
 
for(i=0;i<=n-1;i++)
 
{ printf("x[%d]:",i);
    scanf(
"%f",&x[i]);
 }

   printf(
" ");
 
for(i=0;i<=n-1;i++)
 
{ printf("y[%d]:",i);scanf("%f",&y[i]);}
 printf(
" ");
 difference(x,(
float *)y,n);
 printf(
"Input xx:");
 scanf(
"%f",&xx);
 yy
=y[20];
 
for(i=n-1;i>=0;i--) yy=yy*(xx-x[i])+y[i];
 printf(
"NewtonInter(%f)=%f",xx,yy);
 getch();
}

3.列主元高斯消去法,求解其次线性方程组
#include<stdio.h>
#include 
<math.h>
#define N 20
int main()
int n,i,j,k;
 
int mi,tmp,mx;
 
float a[N][N],b[N],x[N];
 printf(
" Input n:");
 scanf(
"%d",&n);
 
if(n>N)
 
{ printf("The input n should in(0,N)! ");
    getch();
    
return 1;
 }

 
if(n<=0)
 
{ printf("The input n should in(0,N)! ");
    getch();
    
return 1;
 }

 printf(
"Now input a(i,j),i,j=0...%d: ",n-1);
 
for(i=0;i<n;i++)
 
for(j=0;j<n;j++)
    scanf(
"%f",&a[i][j]);}

 printf(
"Now input b(i),i,j=0...%d: ",n-1);
 
for(i=0;i<n;i++)
 scanf(
"%f",&b[i]);
 
for(i=0;i<n-2;i++)
 
for(j=i+1,mi=i,mx=fabs(a[i][j]);j<n-1;j++)
    
if(fabs(a[j][i])>mx)
    
{ mi=j;
      mx
=fabs(a[j][i]);
    }

    
if(i<mi)
    
{ tmp=b[i];b[i]=b[mi];b[mi]=tmp;
      
for(j=i;j<n;j++)
      
{ tmp=a[i][j];
        a[i][j]
=a[mi][j];
        a[mi][j]
=tmp;
      }

    }

    
for(j=i+1;j<n;j++)
    
{ tmp=-a[j][i]/a[i][i];
      b[j]
+=b[i]*tmp;
      
for(k=i;k<n;k++)
      a[j][k]
+=a[i][k]*tmp;
    }

 }

 x[n
-1]=b[n-1]/a[n-1][n-1];
 
for(i=n-2;i>=0;i--)
 
{ x[i]=b[i];
    
for(j=i+1;j<n;j++)
    x[i]
-=a[i][j]*x[j];
    x[i]
/=a[i][i];
 }

 
for(i=0;i<n;i++)
 printf(
"Answer:  x[%d]=%f ",i,x[i]);
 getch();
 
return 0;
}

 
 
#include
<math.h>
#include
<stdio.h>
#define NUMBER 20
#define Esc   0x1b
#define Enter 0x0d
 
float A[NUMBER][NUMBER+1] ,ark;
int flag,n;
exchange(
int r,int k);
float max(int k);
message();
 
main()
{
   
float x[NUMBER];     
   
int r,k,i,j;
   
char celect;
   clrscr();
  
   printf(
" Use Gauss.");
   printf(
" 1.Jie please press Enter.");
   printf(
" 2.Exit press Esc.");
   celect
=getch();
   
if(celect==Esc)
     exit(
0);
   printf(
"  input n=");
   scanf(
"%d",&n);
     printf(
"  Input matrix A and B:");
   
for(i=1;i<=n;i++)
   
{
    printf(
" Input a%d1--a%d%d and b%d:",i,i,n,i);
       
    
for(j=1;j<=n+1;j++)        scanf("%f",&A[i][j]);
   }

   
for(k=1;k<=n-1;k++)                      
   
{
   ark
=max(k);
    
if(ark==0)                  
    
{
      printf(
" It's wrong!");message();
    }

    
else if(flag!=k)
     exchange(flag,k);
     
for(i=k+1;i<=n;i++)
     
for(j=k+1;j<=n+1;j++)
     A[i][j]
=A[i][j]-A[k][j]*A[i][k]/A[k][k];
   }

   x[n]
=A[n][n+1]/A[n][n];
   
for( k=n-1;k>=1;k--)
   
{
     
float me=0;
     
for(j=k+1;j<=n;j++)
     
{
       me
=me+A[k][j]*x[j];
     }

       x[k]
=(A[k][n+1]-me)/A[k][k];
   }

   
for(i=1;i<=n;i++)
   
{
     printf(
"  x%d=%f",i,x[i]);
   }

   message();
}

 
exchange(
int r,int k)      
{
 
int i;
 
for(i=1;i<=n+1;i++)
    A[
0][i]=A[r][i];
 
for(i=1;i<=n+1;i++)
    A[r][i]
=A[k][i];
 
for(i=1;i<=n+1;i++)
    A[k][i]
=A[0][i];
}

 
float max(int k)         
{
 
int i;
 
float temp=0;
 
for(i=k;i<=n;i++)
    
if(fabs(A[i][k])>temp)
    
{
      temp
=fabs(A[i][k]);
      flag
=i;
    }

 
return temp;
}

 
message()                                    
{
 printf(
"  Go on Enter ,Exit press Esc!");
 
switch(getch())
 
{
   
case Enter: main();
   
case Esc: exit(0);
   
default:{printf(" Input error!");message();}
 }

}

4.龙贝格求积公式
Romberg  求解定积分
#include<stdio.h>
#include
<math.h>
#define f(x) (sin(x)/x)
#define N 20
#define MAX 20      
#define a 2
#define b 4
#define e 0.00001      
float LBG(float p,float q,int n)
int i;
 
float sum=0,h=(q-p)/n;
 
for (i=1;i<n;i++)
 sum
+=f(p+i*h);
 sum
+=(f(p)+f(q))/2;
 
return(h*sum);
}

void main()
 
int i;
   
int n=N,m=0;
   
float T[MAX+1][2];
   T[
0][1]=LBG(a,b,n);
   n
*=2;
   
for(m=1;m<MAX;m++)
   
for(i=0;i<m;i++)
      T[i][
0]=T[i][1];
     T[
0][1]=LBG(a,b,n);
     n
*=2;
     
for(i=1;i<=m;i++)
     T[i][
1]=T[i-1][1]+(T[i-1][1]-T[i-1][0])/(pow(2,2*m)-1);
     
if((T[m-1][1]<T[m][1]+e)&&(T[m-1][1]>T[m][1]-e))
     
{ printf("Answer=%f ",T[m][1]); getch();
      
return ;
     }

   }

 }

5.牛顿迭代公式,求解方程的近似解
#include<stdio.h>
#include
<math.h>
#include
<conio.h>
#define N 100
#define PS 1e-5
#define TA 1e-5
float Newton(float (*f)(float),float(*f1)(float),float x0 )
float x1,d=0;
int k=0;
 
do
 
{ x1= x0-f(x0)/f1(x0);
    
if((k++>N)||(fabs(f1(x1))<PS))
    
{ printf(" Failed!");
      getch();
      exit();
    }

    d
=(fabs(x1)<1?x1-x0:(x1-x0)/x1);
    x0
=x1;
    printf(
"x(%d)=%f ",k,x0);
 }

 
while((fabs(d))>PS&&fabs(f(x1))>TA) ;
 
return x1;
}

float f(float x)
return x*x*x+x*x-3*x-3; }
float f1(float x)
return 3.0*x*x+2*x-3; }
void main()
float f(float);
 
float f1(float);
 
float x0,y0;
 printf(
"Input x0: ");
 scanf(
"%f",&x0);
 printf(
"x(0)=%f ",x0);
 y0
=Newton(f,f1,x0);
 printf(
" The root is x=%f ",y0);
 getch();
}

6.牛顿-科特斯求积公式,求解定积分
#include<stdio.h>
#include
<math.h>
int NC(a,h,n,r,f)
float (*a)[];
float h;
int n,f;
float *r;
int nn,i;
 
float ds;
 
if(n>1000||n<2)
 
if (f)
   printf(
"  Faild! Check if 1<n<1000! ",n);
   
return(-1);
}

if(n==2)
*r=0.5*((*a)[0]+(*a)[1])*(h);
return(0);
}

if (n-4==0)
 
*r=0;
*r=*r+0.375*(h)*((*a)[n-4]+3*(*a)[n-3]+3*(*a)[n-2]+(*a)[n-1]);
return(0);
}

if(n/2-(n-1)/2<=0)
nn
=n;
else
nn
=n-3;
ds
=(*a)[0]-(*a)[nn-1];
for(i=2;i<=nn;i=i+2)
ds
=ds+4*(*a)[i-1]+2*(*a)[i];
*r=ds*(h)/3;
if(n>nn)
*r=*r+0.375*(h)*((*a)[n-4]+3*(*a)[n-3]+3*(*a)[n-2]+(*a)[n-1]);
return(0);
}

main()
{
 
float h,r;
 
int n,ntf,f;
 
int i;
 
float a[16];
printf(
"Input the x[i](16): ");
 
for(i=0;i<=15;i++)
 scanf(
"%d",&a[i]);
h
=0.2;
f
=0;
ntf
=NC(a,h,n,&r,f);
if(ntf==0)
 printf(
" R=%f ",r);
  
else
 printf(
"  Wrong!Return code=%d ",ntf);
  getch();
}

7.雅克比迭代
Jacobic,求解方程近似解
#include <stdio.h>
#include 
<math.h>
#define N 20
#define MAX 100
#define e 0.00001
int main()
int n;
 
int i,j,k;
 
float t;
 
float a[N][N],b[N][N],c[N],g[N],x[N],h[N];
 printf(
" Input dim of n:");   scanf("%d",&n);
 
if(n>N)
 
{ printf("Faild! Check if 0<n<N! "); getch(); return 1; }
 
if(n<=0)
 
{printf("Faild! Check if 0<n<N! "); getch(); return 1;}
 printf(
"Input a[i,j],i,j=0…%d: ",n-1);
 
for(i=0;i<n;i++)
   
for(j=0;j<n;j++)
   scanf(
"%f",&a[i][j]);
 printf(
"Input c[i],i=0…%d: ",n-1);
 
for(i=0;i<n;i++)
scanf(
"%f",&c[i]);
 
for(i=0;i<n;i++)
   
for(j=0;j<n;j++)
   
{ b[i][j]=-a[i][j]/a[i][i];   g[i]=c[i]/a[i][i]; }
  
for(i=0;i<MAX;i++)
   
for(j=0;j<n;j++)
     h[j]
=g[j];
     
for(k=0;k<n;k++)
       
if(j==k) continue; h[j]+=b[j][k]*x[k]; }
     }

     t
=0;
     
for(j=0;j<n;j++)
     
if(t<fabs(h[j]-x[j])) t=fabs(h[j]-x[j]);
     
for(j=0;j<n;j++)
     x[j]
=h[j];
     
if(t<e)
     
{ printf("x_i= ");
       
for(i=0;i<n;i++)     
printf(
"x[%d]=%f ",i,x[i]);
       getch();
       
return 0;
     }

     printf(
"after %d repeat , return ",MAX);
     getch();
     
return 1;
   }

   getch();
}

8.
秦九昭算法
#include <math.h>
float qin(float a[],int n,float x)
{    float r=0;
    
int i;
    
for(i=n;i>=0;i--)
    r
=r*x+a[i];
    
return r;
}

main()
{    float a[50],x,r=0;
    
int n,i;
    
do
    
{    printf("Input frequency:");
        scanf(
"%d",&n);
    }

    
while(n<1);
    printf(
"Input value:");
    
for(i=0;i<=n;i++)
    scanf(
"%f",&a[i]);
    printf(
"Input frequency:");
    scanf(
"%f",&x);
    r
=qin(a,n,x);
    printf(
"Answer:%f",r);
    getch();
}

9.幂法
#include<stdio.h>
#include
<math.h>
#define N 100
#define e 0.00001
#define n 3
float x[n]={0,0,1};
float a[n][n]={{2,3,2},{10,3,4},{3,6,1}};
float y[n];
main()
int i,j,k;
   
float xm,oxm;
   oxm
=0;
   
for(k=0;k<N;k++)
   
for(j=0;j<n;j++)
      
{ y[j]=0;
        
for(i=0;i<n;i++)
        y[j]
+=a[j][i]*x[i];
      }

      xm
=0;
      
for(j=0;j<n;j++)
      
if(fabs(y[j])>xm) xm=fabs(y[j]);
      
for(j=0;j<n;j++)
      y[j]
/=xm;
      
for(j=0;j<n;j++)
      x[j]
=y[j];
      
if(fabs(xm-oxm)<e)
      
{ printf("max:%f ",xm);
       printf(
"v[i]: ");
        
for(k=0;k<n;k++) printf("%f ",y[k]);
       
break;
      }

      oxm
=xm;
    }

 getch();
}

10.高斯塞德尔
#include<math.h>
#include
<stdio.h>
#define N 20
#define M 99
float a[N][N];
float b[N];
int main()
{    int i,j,k,n;
    
float sum,no,d,s,x[N];
    printf(
" Input dim of n:");
 scanf(
"%d",&n);
 
if(n>N)
 
{ printf("Faild! Check if 0<n<N!  "); getch();
   
return 1;
 }

 
if(n<=0)
 
{ printf("Faild! Check if 0<n<N!  ");getch();return 1;}
 printf(
"Input a[i,j],i,j=0…%d: ",n-1);
 
for(i=0;i<n;i++)
 
for(j=0;j<n;j++)
 scanf(
"%f",&a[i][j]);
 printf(
"Input b[i],i=0…%d: ",n-1);
 
for(i=0;i<n;i++) scanf("%f",&b[i]);
    
for(i=0;i<n;i++) x[i]=0;
 k
=0;
 printf(
" k=%dx=",k);
 
for(i=0;i<n;i++) printf("%12.8f",x[i]);
 
do
 
{ k++;
     
if(k>M){printf(" Error! ”);getch();}
     break;
 }

 no
=0.0;
 
for(i=0;i<n;i++)
  
{ s=x[i];
    sum
=0.0;
    
for(j=0;j<n;j++)
    
if (j!=i) sum=sum+a[i][j]*x[j];
    x[i]
=(b[i]-sum)/a[i][i];
    d
=fabs(x[i]-s);
    
if (no<d) no=d;
 }

 printf(
" k=%2dx=",k);
 
for(i=0;i<n;i++)   printf("%f",x[i]);
}

while (no>=0.1e-6);
if(no<0.1e-6)
{ printf("  answer= ");
  printf(
" k=%d",k);
  
for (i=0;i<n;i++)
  printf(
"  x[%d]=%12.8f",i,x[i]);
}

getch();
posted @ 2008-05-15 00:17  winnerlan  阅读(564)  评论(0编辑  收藏  举报