Matrix Solver
 x   TIP: Přetáhni ikonu na hlavní panel pro připnutí webu
Reklama
Reklama

Matrix SolverMatrix Solver

 

Matrix Solver

Google       Google       22. 4. 2009       14 225×

Následující mikro-článek není vlastně článkem, ale jakýmsi uvedením zdrojového kódu, který má za úkol upravovat matice zadané uživatelem. Možná si řeknete, že ve světě, kde si lze z torrentů zdarma stáhnout SW typu Matlab, je to zbytečné, ale sami uznáte, že program vytvořený pro radost někdy potěší víc než ten "poctivě" ukradený. Uvedený algoritmus navíc narozdíl od uvedeného software nevypisuje pouze výsledek, ale také postup.

Reklama
Reklama

Program Matrix Solver umožňuje zadat vstupní matici příkazem new [a11, a12, a13...; ... aij]. Příklad:

new [1,2,3;3,4,5;5,6]

Přičemž nevyplněné položky v řádku budou nahrazeny nulami.

Jako oddělovače položek na řádku jsou použity čárky, ale akceptovány jsou mezery (tak jako v Matlabu). Jako oddělovače řádků používáme středníky (opět převzato z Matlabu). Po zadání matice je tato matice vypsána a lze s ní dále pracovat.

V tuto chvíli je implementována jediná transformace, a to úprava na horní trojúhelníkový tvar (tedy s nulami pod hlavní diagonálou). Algoritmus vychází z hledání nejmenšího společného násobku (pomocí Eulerovy metody hledání největšího společného dělitele). Algoritmus by bylo vhodné dále doplnit o přehazování řádku, například srovnat podle počtu nul v řádku a dále například přehodit sloupce tak, aby byly nuly převážně v pravé straně matice. Budete-li mít vytvořeny nějaké zajímavé úpravy, určitě se o ně podělte. Opět bych je publikoval na tomto serveru a kdo ví, časem si třeba vytvoříme pěkný SW balík :).

Přikládám kompletní zdrojový kód tak, aby si kdokoliv, kdo by měl nějakou připomínku, mohl zdrojový kód upravit. Projekt je vytvořen ve Visual Studiu 2008 (CS Express). Prosím nepište, že uvedený zdrojový kód je k ničemu, i když si to třeba myslet můžete. Začátečníkům se může hodit. Podaří-li se vám zdrojový kód nějak zajímavě upravit, případně přidat nějakou další transformaci, určitě si to nenechte pro sebe a pošlete zdrojový kód.

Zdrojový kód hlavní části:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace ConsoleApplication1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            string command;
            int[,] MATRIX=null;
            
            Console.Clear();
            Console.WriteLine("Program pro úpravu matic");
            Console.WriteLine("Autor: Čtenáři serveru Programujte.com \n\n");
            do
            {
                Console.Write(">> ");
                command = Console.ReadLine();                

                command = command.ToLower();
                // pokud příkaz začíná slovem NEW, pak zřejmě půjde o zadání nové matice
                if (command.StartsWith("new"))
                {
                    MATRIX = ParseNewMatrix(command);
                    continue;
                }
                // výpočet matice s nulami pod hlavní diagonálou
                if (command == "diagonal")
                {
                    MATRIX = Diagonal(MATRIX);
                    continue;
                }
                // smaže obrazovku
                if (command == "cls")
                {
                    Console.Clear();
                    continue;
                }
                Console.WriteLine();
            }
            while (command != "exit");
        }

        // zpracuje příkaz NEW pro vložení nové matice
        static int[,] ParseNewMatrix(string cmd)
        {
            char[] col_separator = { ' ', ',' };
            StringSplitOptions col_split_opt = StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries;

            // najde začátek matice
            int zacatek_matice = cmd.IndexOf('[');
            int konec_matice = cmd.IndexOf(']');
            // uloží si matici do samostatného řetězce
            string matrix = cmd.Substring(zacatek_matice+1, konec_matice - zacatek_matice -1);
            // rozloží matici do řádků
            string[] radky = matrix.Split(';');
            // zjistí počet řádků
            int pocet_radku = radky.Count();
            // zjistí maximální počet prvků v řádku
            int pocet_prvku = 0;
            for (int i = 0; i < pocet_radku; i++)
            {
                string[] prvky = radky[i].Split(col_separator, col_split_opt);
                if (pocet_prvku < prvky.Count()) pocet_prvku = prvky.Count();
            }
            // vytvoří matici pro uložení výsledků
            int[,] LOCAL_MATRIX = new int[pocet_radku, pocet_prvku];
            // projde všechny řádky
            for (int y = 0; y < pocet_radku; y++)
            {
                // v každém řádku rozdělí položky na jednotlivé buňky
                string[] prvky = radky[y].Split(col_separator, col_split_opt);
                // každou buňku parsuje...
                for (int x = 0; x < pocet_prvku; x++)
                {
                    // pokud byla buňka zadána, vloží ji do matice
                    if (x < prvky.Count())
                    {
                        // pokud je prvek parsovatelný, zapíše se, pokud není, pak se zapíše nula
                        if (!int.TryParse(prvky[x], out LOCAL_MATRIX[y, x]))
                            LOCAL_MATRIX[y, x] = 0;
                    }
                    // pokud nebyla, nahradí ji nulou
                    else
                        LOCAL_MATRIX[y, x] = 0;
                }
            }
            // zobrazí zadanou matici
            ShowMatrix(LOCAL_MATRIX);
            return LOCAL_MATRIX;
        }
        
        // zobrazí matici
        static void ShowMatrix(int[,] LOCAL_MATRIX)
        {
            // zjistí rozměry matic
            int y_max = LOCAL_MATRIX.GetLength(0);
            int x_max = LOCAL_MATRIX.GetLength(1);
            // vypíše matici
            Console.WriteLine("Matice:");
            for (int y = 0; y < y_max; y++)
            {
                for (int x = 0; x < x_max; x++)
                    Console.Write("{0,8:D}",LOCAL_MATRIX[y,x]);
                Console.WriteLine();
            }
            Console.WriteLine();
        }        

        // přetransformuje matici na matici s prvky na hlavní diagonále
        static int[,] Diagonal(int[,] LOCAL_MATRIX)
        {
            // pokud není co zpracovávat, vyhodí chybové hlášení a vyskočí
            if (LOCAL_MATRIX == null)
            {
                Console.WriteLine("Matice je prázdná!!!\n");
                return null;
            }
            // zjistí rozměry matic
            int y_max = LOCAL_MATRIX.GetLength(0);
            int x_max = LOCAL_MATRIX.GetLength(1);
            int[,] TMP_MATRIX = LOCAL_MATRIX;

            int[,] nasobitele = new int[y_max,2];
            // pro celou šířku diagonály provede výpočet...
            
            for (int iii = 0; iii < x_max-1; iii++)
            {
                bool provedena_operace = false;
                // na všech řádcích pod diagonálou
                for (int i = 1+iii; i < y_max; i++)
                {
                    // pokud je položka nulová, sama o sobě přeskočí...
                    if (LOCAL_MATRIX[i, iii] == 0) continue;
                    // vypočte násobitele řádků
                    nasobitele[i, 0] = MyMath.NejmensiSpolecnyNasobek(LOCAL_MATRIX[iii, iii], LOCAL_MATRIX[i, iii]) / LOCAL_MATRIX[iii, iii];
                    nasobitele[i, 1] = -MyMath.NejmensiSpolecnyNasobek(LOCAL_MATRIX[iii, iii], LOCAL_MATRIX[i, iii]) / LOCAL_MATRIX[i, iii];
                    // vypíše postup úprav
                    Console.WriteLine("Postup: {0:D}xřádek {1:D} + {2:D}xřádek {3:D}", nasobitele[i, 0], iii+1,nasobitele[i, 1], i + 1);
                    // propočítá všechny položky v řádku
                    for (int ii = 0; ii < x_max; ii++)
                        LOCAL_MATRIX[i, ii] = nasobitele[i, 0] * LOCAL_MATRIX[iii, ii] + nasobitele[i, 1] * LOCAL_MATRIX[i, ii];
                    provedena_operace = true;
                }
                if (provedena_operace) ShowMatrix(LOCAL_MATRIX);
            }
            return LOCAL_MATRIX;
        }
    }
}

Zdrojový kód matematické knihovny:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace ConsoleApplication1
{
    class MyMath
    {
        // spočítá největší společný dělitel celých čísel
        public static int NejvetsiSpolecnyDelitel(int a, int b)
        {
            int zbytek = 0;
            do
            {
                zbytek = a % b;
                a = b;
                if (zbytek != 0) b = zbytek;
            } while (zbytek != 0);
            return b;
        }

        // spočítá nejmenší společný násobek
        public static int NejmensiSpolecnyNasobek(int a, int b)
        {
            return (a * Math.Abs(b)) / NejvetsiSpolecnyDelitel(a, b);
        }
    }
}
Odkaz na zdrojový kód.

×Odeslání článku na tvůj Kindle

Zadej svůj Kindle e-mail a my ti pošleme článek na tvůj Kindle.
Musíš mít povolený příjem obsahu do svého Kindle z naší e-mailové adresy kindle@programujte.com.

E-mailová adresa (např. novak@kindle.com):

TIP: Pokud chceš dostávat naše články každé ráno do svého Kindle, koukni do sekce Články do Kindle.

Hlasování bylo ukončeno    
0 hlasů
Google
(fotka) Ondřej KarasAutor se věnuje vývoji řídících a komunikačních systémů a tvorbě podpůrných aplikací.
Web    

Nové články

Obrázek ke článku Nový IT hráč na českém trhu

Nový IT hráč na českém trhu

V roce 2015 otevřela v Praze na Pankráci v budově City Tower své kanceláře společnost EPAM Systems (NYSE:EPAM), jejíž centrála se nachází v USA. Společnost byla založená v roce 1993 a od té doby prošla velkým vývojem a stále roste.

Reklama
Reklama
Obrázek ke článku České Radiokomunikace opět hledají nejlepší nápady pro internet věcí

České Radiokomunikace opět hledají nejlepší nápady pro internet věcí

České Radiokomunikace (CRA) pořádají druhý ročník CRA IoT Hackathonů. Zájemci z řad vývojářů a fanoušků moderních technologií mohou změřit své síly a během jediného dne sestrojit co nejzajímavější funkční prototyp zařízení, které bude komunikovat prostřednictvím sítě LoRa. CRA IoT Hackathony se letos uskuteční ve dvou fázích, na jaře a na podzim, v různých městech České republiky. Jarní běh se odstartuje 31. března v Brně a 7. dubna v Praze.

Obrázek ke článku Cloud computing je využíván stále intenzivněji

Cloud computing je využíván stále intenzivněji

Využívání cloud computingu nabývá na intenzitě. Jen v letošním roce vzroste podle analytiků trh se službami veřejného cloudu o 18 %, přičemž o téměř 37 % vzrostou služby typu IaaS. Růst o více než pětinu pak čeká služby poskytování softwaru formou služby, tedy SaaS. Aktuálním trendům v oblasti využívání cloudu se bude věnovat konference Cloud computing v praxi, která se koná 23. března. 2017 v pražském Kongresovém centru Vavruška na Karlově náměstí 5.

Reklama autora

loadingtransparent (function() { var po = document.createElement('script'); po.type = 'text/javascript'; po.async = true; po.src = 'https://apis.google.com/js/plusone.js'; var s = document.getElementsByTagName('script')[0]; s.parentNode.insertBefore(po, s); })();
Hostujeme u Českého hostingu       ISSN 1801-1586       ⇡ Nahoru Webtea.cz logo © 20032017 Programujte.com
Zasadilo a pěstuje Webtea.cz, šéfredaktor Lukáš Churý