シンプルな3x3マトリックス逆コード（C ++）
3x3行列の逆行列を計算する最も簡単な方法は何ですか？
おそらくCramerの規則を使用して、非特異行列のトリックを行う短いコードスニペットを探しています。高度に最適化する必要はありません。私は速度よりも単純さを好むでしょう。追加のライブラリにリンクしたくない。
自分でコーディングしてみませんか？それを挑戦としてください。 :)
3×3マトリックスの場合
（ソース： wolfram.com ）
逆行列は
（ソース： wolfram.com ）
私はあなたが行列の行列式| A |を知っていると仮定していますです。
画像（c） Wolfram | Alpha および mathworld.wolfram （06-11-09、22.06）
Battyの答えのバージョンを次に示しますが、これはcorrect逆を計算します。 battyのバージョンは、逆の転置を計算します。
// computes the inverse of a matrix m
double det = m(0, 0) * (m(1, 1) * m(2, 2) - m(2, 1) * m(1, 2)) -
m(0, 1) * (m(1, 0) * m(2, 2) - m(1, 2) * m(2, 0)) +
m(0, 2) * (m(1, 0) * m(2, 1) - m(1, 1) * m(2, 0));
double invdet = 1 / det;
Matrix33d minv; // inverse of matrix m
minv(0, 0) = (m(1, 1) * m(2, 2) - m(2, 1) * m(1, 2)) * invdet;
minv(0, 1) = (m(0, 2) * m(2, 1) - m(0, 1) * m(2, 2)) * invdet;
minv(0, 2) = (m(0, 1) * m(1, 2) - m(0, 2) * m(1, 1)) * invdet;
minv(1, 0) = (m(1, 2) * m(2, 0) - m(1, 0) * m(2, 2)) * invdet;
minv(1, 1) = (m(0, 0) * m(2, 2) - m(0, 2) * m(2, 0)) * invdet;
minv(1, 2) = (m(1, 0) * m(0, 2) - m(0, 0) * m(1, 2)) * invdet;
minv(2, 0) = (m(1, 0) * m(2, 1) - m(2, 0) * m(1, 1)) * invdet;
minv(2, 1) = (m(2, 0) * m(0, 1) - m(0, 0) * m(2, 1)) * invdet;
minv(2, 2) = (m(0, 0) * m(1, 1) - m(1, 0) * m(0, 1)) * invdet;
このコードは、行列Aの転置逆行列を計算します。
double determinant = + A（0,0）*（A（1,1）* A（2,2）-A（2,1）* A（1,2）） -A（0,1）*（A（1,0）* A（2,2）-A（1,2）* A（2,0）） + A（0,2）* （A（1,0）* A（2,1）-A（1,1）* A（2,0））; double invdet = 1/determinant; result（0 、0）=（A（1,1）* A（2,2）-A（2,1）* A（1,2））* invdet; result（1,0）=-（ A（0,1）* A（2,2）-A（0,2）* A（2,1））* invdet; result（2,0）=（A（0,1） * A（1,2）-A（0,2）* A（1,1））* invdet; result（0,1）=-（A（1,0）* A（2、 2）-A（1,2）* A（2,0））* invdet; result（1,1）=（A（0,0）* A（2,2）-A（0 、2）* A（2,0））* invdet; result（2,1）=-（A（0,0）* A（1,2）-A（1,0）* A （0,2））* invdet; result（0,2）=（A（1,0）* A（2,1）-A（2,0）* A（1,1）） * invdet; result（1,2）=-（A（0,0）* A（2,1）-A（2,0）* A（0,1））* invdet; result（2,2）=（A（0,0）* A（1,1）-A（1,0）* A（0,1））* invdet;
この質問では非特異行列が規定されていますが、行列式がゼロ（またはゼロに非常に近い）であるかどうかを確認し、何らかの方法でフラグを付けて安全にしたい場合があります。
私たちの未知の（yahoo）ポスターに敬意を払って、私はそのようなコードを見て、少し内側で死にます。アルファベットのスープは、デバッグするのが非常に困難です。そこのどこかの単一のタイプミスはあなたの一日を本当に台無しにすることができます。悲しいことに、この特定の例には下線付きの変数がありませんでした。 a_b-c_d * e_f-g_hがあると、もっと楽しくなります。特に、_と-のピクセル長が同じフォントを使用する場合。
Suvesh Pratapaの提案を取り上げて、私は次のことに注意します。
Given 3x3 matrix:
y0x0 y0x1 y0x2
y1x0 y1x1 y1x2
y2x0 y2x1 y2x2
Declared as double matrix [/*Y=*/3] [/*X=*/3];
（A）3x3配列のマイナーを取得する場合、4つの対象値があります。低いX/Yインデックスは常に0または1です。高いX/Yインデックスは常に1または2です。したがって：
double determinantOfMinor( int theRowHeightY,
int theColumnWidthX,
const double theMatrix [/*Y=*/3] [/*X=*/3] )
{
int x1 = theColumnWidthX == 0 ? 1 : 0; /* always either 0 or 1 */
int x2 = theColumnWidthX == 2 ? 1 : 2; /* always either 1 or 2 */
int y1 = theRowHeightY == 0 ? 1 : 0; /* always either 0 or 1 */
int y2 = theRowHeightY == 2 ? 1 : 2; /* always either 1 or 2 */
return ( theMatrix [y1] [x1] * theMatrix [y2] [x2] )
- ( theMatrix [y1] [x2] * theMatrix [y2] [x1] );
}
（B）決定要因は現在：（マイナス記号に注意してください！）
double determinant( const double theMatrix [/*Y=*/3] [/*X=*/3] )
{
return ( theMatrix [0] [0] * determinantOfMinor( 0, 0, theMatrix ) )
- ( theMatrix [0] [1] * determinantOfMinor( 0, 1, theMatrix ) )
+ ( theMatrix [0] [2] * determinantOfMinor( 0, 2, theMatrix ) );
}
（C）そして逆は今：
bool inverse( const double theMatrix [/*Y=*/3] [/*X=*/3],
double theOutput [/*Y=*/3] [/*X=*/3] )
{
double det = determinant( theMatrix );
/* Arbitrary for now. This should be something nicer... */
if ( ABS(det) < 1e-2 )
{
memset( theOutput, 0, sizeof theOutput );
return false;
}
double oneOverDeterminant = 1.0 / det;
for ( int y = 0; y < 3; y ++ )
for ( int x = 0; x < 3; x ++ )
{
/* Rule is inverse = 1/det * minor of the TRANSPOSE matrix. *
* Note (y,x) becomes (x,y) INTENTIONALLY here! */
theOutput [y] [x]
= determinantOfMinor( x, y, theMatrix ) * oneOverDeterminant;
/* (y0,x1) (y1,x0) (y1,x2) and (y2,x1) all need to be negated. */
if( 1 == ((x + y) % 2) )
theOutput [y] [x] = - theOutput [y] [x];
}
return true;
}
そして、少し低品質のテストコードで締めくくります。
void printMatrix( const double theMatrix [/*Y=*/3] [/*X=*/3] )
{
for ( int y = 0; y < 3; y ++ )
{
cout << "[ ";
for ( int x = 0; x < 3; x ++ )
cout << theMatrix [y] [x] << " ";
cout << "]" << endl;
}
cout << endl;
}
void matrixMultiply( const double theMatrixA [/*Y=*/3] [/*X=*/3],
const double theMatrixB [/*Y=*/3] [/*X=*/3],
double theOutput [/*Y=*/3] [/*X=*/3] )
{
for ( int y = 0; y < 3; y ++ )
for ( int x = 0; x < 3; x ++ )
{
theOutput [y] [x] = 0;
for ( int i = 0; i < 3; i ++ )
theOutput [y] [x] += theMatrixA [y] [i] * theMatrixB [i] [x];
}
}
int
main(int argc, char **argv)
{
if ( argc > 1 )
SRANDOM( atoi( argv[1] ) );
double m[3][3] = { { RANDOM_D(0,1e3), RANDOM_D(0,1e3), RANDOM_D(0,1e3) },
{ RANDOM_D(0,1e3), RANDOM_D(0,1e3), RANDOM_D(0,1e3) },
{ RANDOM_D(0,1e3), RANDOM_D(0,1e3), RANDOM_D(0,1e3) } };
double o[3][3], mm[3][3];
if ( argc <= 2 )
cout << fixed << setprecision(3);
printMatrix(m);
cout << endl << endl;
SHOW( determinant(m) );
cout << endl << endl;
BOUT( inverse(m, o) );
printMatrix(m);
printMatrix(o);
cout << endl << endl;
matrixMultiply (m, o, mm );
printMatrix(m);
printMatrix(o);
printMatrix(mm);
cout << endl << endl;
}
結果論：
丸め誤差が精度に影響するため、非常に大きな決定要因を検出することもできます。
ほとんどのOpenGLツールキットでは、ほとんどの2x2、3x3、および4x4マトリックス操作用のマクロを含む、かなりいい（と思う）ヘッダーファイルが利用可能です。標準ではありませんが、さまざまな場所で見ました。
こちらで確認できます。最後に、2x2、3x3、および4x4の逆の両方が見つかります。
QMatrixクラスを作成しました。組み込みのベクター>コンテナーを使用します。 QMatrix.h これは、Jordan-Gaussメソッドを使用して正方行列の逆行列を計算します。
次のように使用できます。
#include "QMatrix.h"
#include <iostream>
int main(){
QMatrix<double> A(3,3,true);
QMatrix<double> Result = A.inverse()*A; //should give the idendity matrix
std::cout<<A.inverse()<<std::endl;
std::cout<<Result<<std::endl; // for checking
return 0;
}
逆関数は次のように実装されます。
次のフィールドを持つクラスを考えます：
template<class T> class QMatrix{
public:
int rows, cols;
std::vector<std::vector<T> > A;
inverse（）関数：
template<class T>
QMatrix<T> QMatrix<T>:: inverse(){
Identity<T> Id(rows); //the Identity Matrix as a subclass of QMatrix.
QMatrix<T> Result = *this; // making a copy and transforming it to the Identity matrix
T epsilon = 0.000001;
for(int i=0;i<rows;++i){
//check if Result(i,i)==0, if true, switch the row with another
for(int j=i;j<rows;++j){
if(std::abs(Result(j,j))<epsilon) { //uses Overloading()(int int) to extract element from Result Matrix
Result.replace_rows(i,j+1); //switches rows i with j+1
}
else break;
}
// main part, making a triangular matrix
Id(i)=Id(i)*(1.0/Result(i,i));
Result(i)=Result(i)*(1.0/Result(i,i)); // Using overloading ()(int) to get a row form the matrix
for(int j=i+1;j<rows;++j){
T temp = Result(j,i);
Result(j) = Result(j) - Result(i)*temp;
Id(j) = Id(j) - Id(i)*temp; //doing the same operations to the identity matrix
Result(j,i)=0; //not necessary, but looks nicer than 10^-15
}
}
// solving a triangular matrix
for(int i=rows-1;i>0;--i){
for(int j=i-1;j>=0;--j){
T temp = Result(j,i);
Id(j) = Id(j) - temp*Id(i);
Result(j)=Result(j)-temp*Result(i);
}
}
return Id;
}
Edgeケースを正しくすることを真剣に考えている場合は、自分でこれをしようとしないでください。そのため、多くの単純な/単純な方法は理論的には正確ですが、ほぼ特異な行列に対して厄介な数値的挙動をとることがあります。特に、キャンセル/ラウンドオフエラーが発生する可能性があり、これにより任意の悪い結果が得られます。
「正しい」方法は、行と列のピボットを使用したガウス消去法で、常に残りの最大数値で除算します。 （これはNxN行列でも安定です。）行のピボットだけでは、すべての悪いケースが検出されるわけではないことに注意してください。
ただし、この適切かつ高速なIMOの実装には時間をかける価値はありません。十分にテストされたライブラリを使用してください。ヘッダーのみのライブラリがあります。
OpenEXR の一部であるIlmbaseもお勧めします。これは、テンプレート化された2,3,4ベクトルおよび行列ルーチンの優れたセットです。
# include <conio.h>
# include<iostream.h>
const int size = 9;
int main()
{
char ch;
do
{
clrscr();
int i, j, x, y, z, det, a[size], b[size];
cout << " **** MATRIX OF 3x3 ORDER ****"
<< endl
<< endl
<< endl;
for (i = 0; i <= size; i++)
a[i]=0;
for (i = 0; i < size; i++)
{
cout << "Enter "
<< i + 1
<< " element of matrix=";
cin >> a[i];
cout << endl
<<endl;
}
clrscr();
cout << "your entered matrix is "
<< endl
<<endl;
for (i = 0; i < size; i += 3)
cout << a[i]
<< " "
<< a[i+1]
<< " "
<< a[i+2]
<< endl
<<endl;
cout << "Transpose of given matrix is"
<< endl
<< endl;
for (i = 0; i < 3; i++)
cout << a[i]
<< " "
<< a[i+3]
<< " "
<< a[i+6]
<< endl
<< endl;
cout << "Determinent of given matrix is = ";
x = a[0] * (a[4] * a[8] -a [5] * a[7]);
y = a[1] * (a[3] * a[8] -a [5] * a[6]);
z = a[2] * (a[3] * a[7] -a [4] * a[6]);
det = x - y + z;
cout << det
<< endl
<< endl
<< endl
<< endl;
if (det == 0)
{
cout << "As Determinent=0 so it is singular matrix and its inverse cannot exist"
<< endl
<< endl;
goto quit;
}
b[0] = a[4] * a[8] - a[5] * a[7];
b[1] = a[5] * a[6] - a[3] * a[8];
b[2] = a[3] * a[7] - a[4] * a[6];
b[3] = a[2] * a[7] - a[1] * a[8];
b[4] = a[0] * a[8] - a[2] * a[6];
b[5] = a[1] * a[6] - a[0] * a[7];
b[6] = a[1] * a[5] - a[2] * a[4];
b[7] = a[2] * a[3] - a[0] * a[5];
b[8] = a[0] * a[4] - a[1] * a[3];
cout << "Adjoint of given matrix is"
<< endl
<< endl;
for (i = 0; i < 3; i++)
{
cout << b[i]
<< " "
<< b[i+3]
<< " "
<< b[i+6]
<< endl
<<endl;
}
cout << endl
<<endl;
cout << "Inverse of given matrix is "
<< endl
<< endl
<< endl;
for (i = 0; i < 3; i++)
{
cout << b[i]
<< "/"
<< det
<< " "
<< b[i+3]
<< "/"
<< det
<< " "
<< b[i+6]
<< "/"
<< det
<< endl
<<endl;
}
quit:
cout << endl
<< endl;
cout << "Do You want to continue this again press (y/yes,n/no)";
cin >> ch;
cout << endl
<< endl;
} /* end do */
while (ch == 'y');
getch ();
return 0;
}
//Title: Matrix Header File
//Writer: Say OL
//This is a beginner code not an expert one
//No responsibilty for any errors
//Use for your own risk
using namespace std;
int row,col,Row,Col;
double Coefficient;
//Input Matrix
void Input(double Matrix[9][9],int Row,int Col)
{
for(row=1;row<=Row;row++)
for(col=1;col<=Col;col++)
{
cout<<"e["<<row<<"]["<<col<<"]=";
cin>>Matrix[row][col];
}
}
//Output Matrix
void Output(double Matrix[9][9],int Row,int Col)
{
for(row=1;row<=Row;row++)
{
for(col=1;col<=Col;col++)
cout<<Matrix[row][col]<<"\t";
cout<<endl;
}
}
//Copy Pointer to Matrix
void CopyPointer(double (*Pointer)[9],double Matrix[9][9],int Row,int Col)
{
for(row=1;row<=Row;row++)
for(col=1;col<=Col;col++)
Matrix[row][col]=Pointer[row][col];
}
//Copy Matrix to Matrix
void CopyMatrix(double MatrixInput[9][9],double MatrixTarget[9][9],int Row,int Col)
{
for(row=1;row<=Row;row++)
for(col=1;col<=Col;col++)
MatrixTarget[row][col]=MatrixInput[row][col];
}
//Transpose of Matrix
double MatrixTran[9][9];
double (*(Transpose)(double MatrixInput[9][9],int Row,int Col))[9]
{
for(row=1;row<=Row;row++)
for(col=1;col<=Col;col++)
MatrixTran[col][row]=MatrixInput[row][col];
return MatrixTran;
}
//Matrix Addition
double MatrixAdd[9][9];
double (*(Addition)(double MatrixA[9][9],double MatrixB[9][9],int Row,int Col))[9]
{
for(row=1;row<=Row;row++)
for(col=1;col<=Col;col++)
MatrixAdd[row][col]=MatrixA[row][col]+MatrixB[row][col];
return MatrixAdd;
}
//Matrix Subtraction
double MatrixSub[9][9];
double (*(Subtraction)(double MatrixA[9][9],double MatrixB[9][9],int Row,int Col))[9]
{
for(row=1;row<=Row;row++)
for(col=1;col<=Col;col++)
MatrixSub[row][col]=MatrixA[row][col]-MatrixB[row][col];
return MatrixSub;
}
//Matrix Multiplication
int mRow,nCol,pCol,kcol;
double MatrixMult[9][9];
double (*(Multiplication)(double MatrixA[9][9],double MatrixB[9][9],int mRow,int nCol,int pCol))[9]
{
for(row=1;row<=mRow;row++)
for(col=1;col<=pCol;col++)
{
MatrixMult[row][col]=0.0;
for(kcol=1;kcol<=nCol;kcol++)
MatrixMult[row][col]+=MatrixA[row][kcol]*MatrixB[kcol][col];
}
return MatrixMult;
}
//Interchange Two Rows
double RowTemp[9][9];
double MatrixInter[9][9];
double (*(InterchangeRow)(double MatrixInput[9][9],int Row,int Col,int iRow,int jRow))[9]
{
CopyMatrix(MatrixInput,MatrixInter,Row,Col);
for(col=1;col<=Col;col++)
{
RowTemp[iRow][col]=MatrixInter[iRow][col];
MatrixInter[iRow][col]=MatrixInter[jRow][col];
MatrixInter[jRow][col]=RowTemp[iRow][col];
}
return MatrixInter;
}
//Pivote Downward
double MatrixDown[9][9];
double (*(PivoteDown)(double MatrixInput[9][9],int Row,int Col,int tRow,int tCol))[9]
{
CopyMatrix(MatrixInput,MatrixDown,Row,Col);
Coefficient=MatrixDown[tRow][tCol];
if(Coefficient!=1.0)
for(col=1;col<=Col;col++)
MatrixDown[tRow][col]/=Coefficient;
if(tRow<Row)
for(row=tRow+1;row<=Row;row++)
{
Coefficient=MatrixDown[row][tCol];
for(col=1;col<=Col;col++)
MatrixDown[row][col]-=Coefficient*MatrixDown[tRow][col];
}
return MatrixDown;
}
//Pivote Upward
double MatrixUp[9][9];
double (*(PivoteUp)(double MatrixInput[9][9],int Row,int Col,int tRow,int tCol))[9]
{
CopyMatrix(MatrixInput,MatrixUp,Row,Col);
Coefficient=MatrixUp[tRow][tCol];
if(Coefficient!=1.0)
for(col=1;col<=Col;col++)
MatrixUp[tRow][col]/=Coefficient;
if(tRow>1)
for(row=tRow-1;row>=1;row--)
{
Coefficient=MatrixUp[row][tCol];
for(col=1;col<=Col;col++)
MatrixUp[row][col]-=Coefficient*MatrixUp[tRow][col];
}
return MatrixUp;
}
//Pivote in Determinant
double MatrixPiv[9][9];
double (*(Pivote)(double MatrixInput[9][9],int Dim,int pTarget))[9]
{
CopyMatrix(MatrixInput,MatrixPiv,Dim,Dim);
for(row=pTarget+1;row<=Dim;row++)
{
Coefficient=MatrixPiv[row][pTarget]/MatrixPiv[pTarget][pTarget];
for(col=1;col<=Dim;col++)
{
MatrixPiv[row][col]-=Coefficient*MatrixPiv[pTarget][col];
}
}
return MatrixPiv;
}
//Determinant of Square Matrix
int dCounter,dRow;
double Det;
double MatrixDet[9][9];
double Determinant(double MatrixInput[9][9],int Dim)
{
CopyMatrix(MatrixInput,MatrixDet,Dim,Dim);
Det=1.0;
if(Dim>1)
{
for(dRow=1;dRow<Dim;dRow++)
{
dCounter=dRow;
while((MatrixDet[dRow][dRow]==0.0)&(dCounter<=Dim))
{
dCounter++;
Det*=-1.0;
CopyPointer(InterchangeRow(MatrixDet,Dim,Dim,dRow,dCounter),MatrixDet,Dim,Dim);
}
if(MatrixDet[dRow][dRow]==0)
{
Det=0.0;
break;
}
else
{
Det*=MatrixDet[dRow][dRow];
CopyPointer(Pivote(MatrixDet,Dim,dRow),MatrixDet,Dim,Dim);
}
}
Det*=MatrixDet[Dim][Dim];
}
else Det=MatrixDet[1][1];
return Det;
}
//Matrix Identity
double MatrixIdent[9][9];
double (*(Identity)(int Dim))[9]
{
for(row=1;row<=Dim;row++)
for(col=1;col<=Dim;col++)
if(row==col)
MatrixIdent[row][col]=1.0;
else
MatrixIdent[row][col]=0.0;
return MatrixIdent;
}
//Join Matrix to be Augmented Matrix
double MatrixJoin[9][9];
double (*(JoinMatrix)(double MatrixA[9][9],double MatrixB[9][9],int Row,int ColA,int ColB))[9]
{
Col=ColA+ColB;
for(row=1;row<=Row;row++)
for(col=1;col<=Col;col++)
if(col<=ColA)
MatrixJoin[row][col]=MatrixA[row][col];
else
MatrixJoin[row][col]=MatrixB[row][col-ColA];
return MatrixJoin;
}
//Inverse of Matrix
double (*Pointer)[9];
double IdentMatrix[9][9];
int Counter;
double MatrixAug[9][9];
double MatrixInv[9][9];
double (*(Inverse)(double MatrixInput[9][9],int Dim))[9]
{
Row=Dim;
Col=Dim+Dim;
Pointer=Identity(Dim);
CopyPointer(Pointer,IdentMatrix,Dim,Dim);
Pointer=JoinMatrix(MatrixInput,IdentMatrix,Dim,Dim,Dim);
CopyPointer(Pointer,MatrixAug,Row,Col);
for(Counter=1;Counter<=Dim;Counter++)
{
Pointer=PivoteDown(MatrixAug,Row,Col,Counter,Counter);
CopyPointer(Pointer,MatrixAug,Row,Col);
}
for(Counter=Dim;Counter>1;Counter--)
{
Pointer=PivoteUp(MatrixAug,Row,Col,Counter,Counter);
CopyPointer(Pointer,MatrixAug,Row,Col);
}
for(row=1;row<=Dim;row++)
for(col=1;col<=Dim;col++)
MatrixInv[row][col]=MatrixAug[row][col+Dim];
return MatrixInv;
}
//Gauss-Jordan Elemination
double MatrixGJ[9][9];
double VectorGJ[9][9];
double (*(GaussJordan)(double MatrixInput[9][9],double VectorInput[9][9],int Dim))[9]
{
Row=Dim;
Col=Dim+1;
Pointer=JoinMatrix(MatrixInput,VectorInput,Dim,Dim,1);
CopyPointer(Pointer,MatrixGJ,Row,Col);
for(Counter=1;Counter<=Dim;Counter++)
{
Pointer=PivoteDown(MatrixGJ,Row,Col,Counter,Counter);
CopyPointer(Pointer,MatrixGJ,Row,Col);
}
for(Counter=Dim;Counter>1;Counter--)
{
Pointer=PivoteUp(MatrixGJ,Row,Col,Counter,Counter);
CopyPointer(Pointer,MatrixGJ,Row,Col);
}
for(row=1;row<=Dim;row++)
for(col=1;col<=1;col++)
VectorGJ[row][col]=MatrixGJ[row][col+Dim];
return VectorGJ;
}
//Generalized Gauss-Jordan Elemination
double MatrixGGJ[9][9];
double VectorGGJ[9][9];
double (*(GeneralizedGaussJordan)(double MatrixInput[9][9],double VectorInput[9][9],int Dim,int vCol))[9]
{
Row=Dim;
Col=Dim+vCol;
Pointer=JoinMatrix(MatrixInput,VectorInput,Dim,Dim,vCol);
CopyPointer(Pointer,MatrixGGJ,Row,Col);
for(Counter=1;Counter<=Dim;Counter++)
{
Pointer=PivoteDown(MatrixGGJ,Row,Col,Counter,Counter);
CopyPointer(Pointer,MatrixGGJ,Row,Col);
}
for(Counter=Dim;Counter>1;Counter--)
{
Pointer=PivoteUp(MatrixGGJ,Row,Col,Counter,Counter);
CopyPointer(Pointer,MatrixGGJ,Row,Col);
}
for(row=1;row<=Row;row++)
for(col=1;col<=vCol;col++)
VectorGGJ[row][col]=MatrixGGJ[row][col+Dim];
return VectorGGJ;
}
//Matrix Sparse, Three Diagonal Non-Zero Elements
double MatrixSpa[9][9];
double (*(Sparse)(int Dimension,double FirstElement,double SecondElement,double ThirdElement))[9]
{
MatrixSpa[1][1]=SecondElement;
MatrixSpa[1][2]=ThirdElement;
MatrixSpa[Dimension][Dimension-1]=FirstElement;
MatrixSpa[Dimension][Dimension]=SecondElement;
for(int Counter=2;Counter<Dimension;Counter++)
{
MatrixSpa[Counter][Counter-1]=FirstElement;
MatrixSpa[Counter][Counter]=SecondElement;
MatrixSpa[Counter][Counter+1]=ThirdElement;
}
return MatrixSpa;
}
上記のコードをコピーしてMatrix.hとして保存し、次のコードを試してください。
#include<iostream>
#include<conio.h>
#include"Matrix.h"
int Dim;
double Matrix[9][9];
int main()
{
cout<<"Enter your matrix dimension: ";
cin>>Dim;
Input(Matrix,Dim,Dim);
cout<<"Your matrix:"<<endl;
Output(Matrix,Dim,Dim);
cout<<"The inverse:"<<endl;
Output(Inverse(Matrix,Dim),Dim,Dim);
getch();
}
//Function for inverse of the input square matrix 'J' of dimension 'dim':
vector<vector<double > > inverseVec33(vector<vector<double > > J, int dim)
{
//Matrix of Minors
vector<vector<double > > invJ(dim,vector<double > (dim));
for(int i=0; i<dim; i++)
{
for(int j=0; j<dim; j++)
{
invJ[i][j] = (J[(i+1)%dim][(j+1)%dim]*J[(i+2)%dim][(j+2)%dim] -
J[(i+2)%dim][(j+1)%dim]*J[(i+1)%dim][(j+2)%dim]);
}
}
//determinant of the matrix:
double detJ = 0.0;
for(int j=0; j<dim; j++)
{ detJ += J[0][j]*invJ[0][j];}
//Inverse of the given matrix.
vector<vector<double > > invJT(dim,vector<double > (dim));
for(int i=0; i<dim; i++)
{
for(int j=0; j<dim; j++)
{
invJT[i][j] = invJ[j][i]/detJ;
}
}
return invJT;
}
void main()
{
//given matrix:
vector<vector<double > > Jac(3,vector<double > (3));
Jac[0][0] = 1; Jac[0][1] = 2; Jac[0][2] = 6;
Jac[1][0] = -3; Jac[1][1] = 4; Jac[1][2] = 3;
Jac[2][0] = 5; Jac[2][1] = 1; Jac[2][2] = -4;`
//Inverse of the matrix Jac:
vector<vector<double > > JacI(3,vector<double > (3));
//call function and store inverse of J as JacI:
JacI = inverseVec33(Jac,3);
}
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
double A11, A12, A13;
double A21, A22, A23;
double A31, A32, A33;
double B11, B12, B13;
double B21, B22, B23;
double B31, B32, B33;
cout << "Enter all number from left to right, from top to bottom, and press enter after every number: ";
cin >> A11;
cin >> A12;
cin >> A13;
cin >> A21;
cin >> A22;
cin >> A23;
cin >> A31;
cin >> A32;
cin >> A33;
B11 = 1 / ((A22 * A33) - (A23 * A32));
B12 = 1 / ((A13 * A32) - (A12 * A33));
B13 = 1 / ((A12 * A23) - (A13 * A22));
B21 = 1 / ((A23 * A31) - (A21 * A33));
B22 = 1 / ((A11 * A33) - (A13 * A31));
B23 = 1 / ((A13 * A21) - (A11 * A23));
B31 = 1 / ((A21 * A32) - (A22 * A31));
B32 = 1 / ((A12 * A31) - (A11 * A32));
B33 = 1 / ((A11 * A22) - (A12 * A21));
cout << B11 << "\t" << B12 << "\t" << B13 << endl;
cout << B21 << "\t" << B22 << "\t" << B23 << endl;
cout << B31 << "\t" << B32 << "\t" << B33 << endl;
return 0;
}