C语言实现常见的矩阵运算函数
程序员文章站
2022-08-04 15:34:33
1.矩阵转置函数
void matrix_t(double **a_matrix, const double **b_matrix, int krow, int kline)
////////...
1.矩阵转置函数
void matrix_t(double **a_matrix, const double **b_matrix, int krow, int kline) //////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // a_matrix:转置后的矩阵 // b_matrix:转置前的矩阵 // krow :行数 // kline :列数 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////// { int k, k2; for (k = 0; k < krow; k++) { for(k2 = 0; k2 < kline; k2++) { a_matrix[k2][k] = b_matrix[k][k2]; } } }2.矩阵加(减)法函数
void matrix_a(double **a_matrix, const double **b_matrix, const double **c_matrix, int krow, int kline, int ktrl) //////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // a_matrix=b_matrix+c_matrix // krow :行数 // kline :列数 // ktrl :大于0: 加法 不大于0:减法 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////// { int k, k2; for (k = 0; k < krow; k++) { for(k2 = 0; k2 < kline; k2++) { a_matrix[k][k2] = b_matrix[k][k2] + ((ktrl > 0) ? c_matrix[k][k2] : -c_matrix[k][k2]); } } }3.矩阵乘法函数
void matrix_m(double **a_matrix, const double **b_matrix, const double **c_matrix, int krow, int kline, int kmiddle, int ktrl) //////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // a_matrix=b_matrix*c_matrix // krow :行数 // kline :列数 // ktrl : 大于0:两个正数矩阵相乘 不大于0:正数矩阵乘以负数矩阵 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////// { int k, k2, k4; double stmp; for (k = 0; k < krow; k++) { for (k2 = 0; k2 < kline; k2++) { stmp = 0.0; for (k4 = 0; k4 < kmiddle; k4++) { stmp += b_matrix[k][k4] * c_matrix[k4][k2]; } a_matrix[k][k2] = stmp; } } if (ktrl <= 0) { for (k = 0; k < krow; k++) { for (k2 = 0; k2 < kline; k2++) { a_matrix[k][k2] = -a_matrix[k][k2]; } } } }4.矩阵求逆函数
int matrix_inv(double **a_matrix, int ndimen) //////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // a_matrix:矩阵 // ndimen :维数 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////// { double tmp, tmp2, b_tmp[20], c_tmp[20]; int k, k1, k2, k3, j, i, j2, i2, kme[20], kmf[20]; i2 = j2 = 0; for (k = 0; k < ndimen; k++) { tmp2 = 0.0; for (i = k; i < ndimen; i++) { for (j = k; j < ndimen; j++) { if (fabs(a_matrix[i][j] ) <= fabs(tmp2)) continue; tmp2 = a_matrix[i][j]; i2 = i; j2 = j; } } if (i2 != k) { for (j = 0; j < ndimen; j++) { tmp = a_matrix[i2][j]; a_matrix[i2][j] = a_matrix[k][j]; a_matrix[k][j] = tmp; } } if (j2 != k) { for (i = 0; i < ndimen; i++) { tmp = a_matrix[i][j2]; a_matrix[i][j2] = a_matrix[i][k]; a_matrix[i][k] = tmp; } } kme[k] = i2; kmf[k] = j2; for (j = 0; j < ndimen; j++) { if (j == k) { b_tmp[j] = 1.0 / tmp2; c_tmp[j] = 1.0; } else { b_tmp[j] = -a_matrix[k][j] / tmp2; c_tmp[j] = a_matrix[j][k]; } a_matrix[k][j] = 0.0; a_matrix[j][k] = 0.0; } for (i = 0; i < ndimen; i++) { for (j = 0; j < ndimen; j++) { a_matrix[i][j] = a_matrix[i][j] + c_tmp[i] * b_tmp[j]; } } } for (k3 = 0; k3 < ndimen; k3++) { k = ndimen - k3 - 1; k1 = kme[k]; k2 = kmf[k]; if (k1 != k) { for (i = 0; i < ndimen; i++) { tmp = a_matrix[i][k1]; a_matrix[i][k1] = a_matrix[i][k]; a_matrix[i][k] = tmp; } } if (k2 != k) { for(j = 0; j < ndimen; j++) { tmp = a_matrix[k2][j]; a_matrix[k2][j] = a_matrix[k][j]; a_matrix[k][j] = tmp; } } } return (0); }5.矩阵乔里斯基分解函数
void chol(double **a_matrix, const double **b_matrix, int ndimen) //////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // 输入参数: // b_matrix: 对称正定方阵 ndimen: 矩阵维数 // 返回值: // a_matrix: 下三角矩阵 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////// { int i, j, r; double m = 0; static double **c_matrix; static int flag = 0; if (flag == 0) { flag = 1; c_matrix = (double **)malloc(ndimen * sizeof(double *)); for (i = 0; i < ndimen; i++) c_matrix[i] = (double *)malloc(ndimen * sizeof(double)); } for (i = 0; i < ndimen; i++) { for (j = 0; j < ndimen; j++) c_matrix[i][j] = 0; } c_matrix[0][0] = sqrt(b_matrix[0][0]); for (i = 1; i < ndimen; i++) { if (c_matrix[0][0] != 0) c_matrix[i][0] = b_matrix[i][0] / c_matrix[0][0]; } for (i = 1; i < ndimen; i++) { for (r = 0; r < i; r++) m = m + c_matrix[i][r] * c_matrix[i][r]; c_matrix[i][i] = sqrt(b_matrix[i][i] - m); m = 0.0; for (j = i + 1; j < ndimen; j++) { for (r = 0; r < i; r++) m = m + c_matrix[i][r] * c_matrix[j][r]; c_matrix[j][i] = (b_matrix[i][j] - m) / c_matrix[i][i]; m = 0; } } for (i = 0; i < ndimen; i++) { for (j = 0; j < ndimen; j++) a_matrix[i][j] = c_matrix[i][j]; } }