C++中矩阵的行列式?


矩阵的行列式只能针对方阵计算,方法是将第一行余子式乘以相应余子式的行列式,并用交替的正负号将它们加起来,得到最终结果。

$$A = \begin{bmatrix}a & b & c \\ d & e & f \\ g & h & i \end{bmatrix} |A| = a(ei-fh)-b(di-gf)+c(dh-eg)$$

首先,我们有 `determinantOfMatrix(int mat[N][N], int dimension)` 函数,它接受矩阵和矩阵的维数作为参数。如果矩阵只有一维,则返回 `[0][0]` 的矩阵值。此条件也用作基本条件,因为我们通过递归调用在每次递归调用中减少维数来递归迭代矩阵。

int determinantOfMatrix(int mat[N][N], int dimension){
   int Det = 0;
   if (dimension == 1)
      return mat[0][0];

然后,我们声明 `cofactorMat[N][N]`,它将传递给 `cofactor(int mat[N][N], int temp[N][N], int p, int q, int n)` 函数,直到 `firstRow` 小于维数。矩阵的行列式存储在 `Det` 变量中,符号在每次 for 循环迭代时交替。然后将此 `det` 返回到主函数,在主函数中打印它。

int cofactorMat[N][N];
int sign = 1;
for (int firstRow = 0; firstRow < dimension; firstRow++){
   cofactor(mat, cofactorMat, 0, firstRow, dimension);
   Det += sign * mat[0][firstRow] * determinantOfMatrix(cofactorMat, dimension - 1);
   sign = -sign;
}
   return Det;
}

`cofactor(int mat[N][N], int temp[N][N], int p,int q, int n)` 函数以矩阵、余子式矩阵、0、`firstRow` 值和矩阵的维数作为参数值。然后,嵌套的 for 循环帮助我们遍历矩阵,当 p & q 值分别不等于行和列值时,这些值将存储在 temp 矩阵中。

void cofactor(int mat[N][N], int temp[N][N], int p,int q, int n){
   int i = 0, j = 0;
for (int row = 0; row < n; row++){
   for (int column = 0; column < n; column++){
      if (row != p && column != q){
         temp[i][j++] = mat[row][column];

一旦行填满,我们就增加行索引并重置列索引。

if (j == n - 1){
   j = 0;
   i++;
}

最后,我们有 `display(int mat[N][N], int row, int col)` 函数,它接受矩阵以及行数和列数,并以二维数组的形式迭代矩阵,并在每一行和每一列打印这些值。

void display(int mat[N][N], int row, int col){
   for (int i = 0; i < row; i++){
      for (int j = 0; j < col; j++)
         cout<<mat[i][j]<<" ";
         cout<<endl;
   }
   cout<<endl;
}

示例

让我们看看以下实现来查找矩阵的行列式。

在线演示

#include <iostream>
using namespace std;
const int N = 3;
void cofactor(int mat[N][N], int temp[N][N], int p,int q, int n){
   int i = 0, j = 0;
   for (int row = 0; row < n; row++){
      for (int column = 0; column < n; column++){
         if (row != p && column != q){
            temp[i][j++] = mat[row][column];
            if (j == n - 1){
                  j = 0;
                  i++;
            }
         }
      }
   }
}
int determinantOfMatrix(int mat[N][N], int dimension){
   int Det = 0;
   if (dimension == 1)
      return mat[0][0];
   int cofactorMat[N][N];
   int sign = 1;
   for (int firstRow = 0; firstRow < dimension; firstRow++){
      cofactor(mat, cofactorMat, 0, firstRow, dimension);
      Det += sign * mat[0][firstRow] * determinantOfMatrix(cofactorMat, dimension - 1);
      sign = -sign;
   }
   return Det;
}
void display(int mat[N][N], int row, int col){
   for (int i = 0; i < row; i++){
      for (int j = 0; j < col; j++)
         cout<<mat[i][j]<<" ";
         cout<<endl;
   }
   cout<<endl;
}
int main(){
   int mat[3][3] = {
      { 1, 0, 2},
      { 3, 0, 0},
      { 2, 1, 4}};
   cout<<"The matrix is "<<endl;
   display(mat,3,3);
   cout<<"Determinant of the matrix is "<<determinantOfMatrix(mat, N);
   return 0;
}

输出

以上代码将产生以下输出:

The matrix is
1 0 2
3 0 0
2 1 4

Determinant of the matrix is 6

更新于:2021年1月16日

1K+ 次浏览

开启你的职业生涯

完成课程获得认证

开始学习
广告