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C++计算矩阵秩的代码
2023-07-02 14:45:07 深夜i     --     --
C++ 矩阵 计算 代码

矩阵秩是描述矩阵的维度的一个重要指标,可以帮助我们更好地理解和使用矩阵。在C++中,我们可以使用一些简单的代码来计算一个矩阵的秩。

要计算一个矩阵的秩,我们需要使用高斯-约旦消元法,并使用一些基本的线性代数知识。以下是我们可以使用的C++代码:


#include <iostream>

#include <cmath>

using namespace std;

const double eps = 1e-8; //设定精度

int a[105][105], n, m; //定义矩阵维度

int rank; //定义秩

void gauss() { //高斯消元算法

  int r = 0, c = 0;

  while (r < n && c < m) {

    int k = r;

    //找到下标>=r的第一个a[k][c]!=0的行

    for (int i = r + 1; i < n; i++)

      if (fabs(a[i][c]) > fabs(a[k][c])) k = i;

    if (fabs(a[k][c]) < eps) { c++; continue; }

    for (int i = c; i <= m; i++) swap(a[r][i], a[k][i]);

    for (int i = n - 1; i > r; i--)

      for (int j = m; j >= c; j--)

        a[i][j] -= a[i][c] * a[r][j] / a[r][c];

    r++, c++;

  }

  rank = r; //秩为(最后一个非零行+1)

}

int main() {

  cin >> n >> m;

  for (int i = 0; i < n; i++)

    for (int j = 0; j < m; j++)

      cin >> a[i][j];

  gauss();

  cout << rank << endl;

  return 0;

}

在我们的代码中,我们首先定义了一个精度值 `eps`,用于比较两个数是否相等。然后我们定义了矩阵的维度 `n` 和 `m`,并初始化了一个 `a` 数组,用于存储我们的矩阵。

我们接着定义了一个变量 `rank`,用于存储矩阵的秩。我们使用高斯-约旦消元法来计算矩阵的秩;具体来说,我们在 `gauss()` 函数中对矩阵进行了消元。我们从第一行开始遍历每一列,找到第一个非零元素所在的行,然后把该行交换到第一行。我们接着在下方的行中消去该元素,以使该元素所在列下方的所有元素都变为零。

矩阵经过消元后,它的最后一个非零行的下标加 1 就是该矩阵的秩。我们在主函数中输出秩即可。

综上所述,通过学习这个简单的C++代码,我们可以快速计算任意矩阵的秩。

  
  

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