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📄 svdcmp.c

📁 由c语言编写的解非线性方程
💻 C
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#include"stdlib.h"
#include"math.h"
int muav(double a[],int m,int n,double u[],double v[],double eps,int ka)
{
	int i,j,k,l,it,ll,kk,ix,iy,mm,nn,iz,m1,ks;
	double d,dd,t,sm,sm1,em1,sk,ek,b,c,shh,fg[2],cs[2];
	double *s,*e,*w;
	void   ppp();
	void   sss();
	s = malloc(ka*sizeof(double));
	e = malloc(ka*sizeof(double));
	w = malloc(ka*sizeof(double));
	it=60 ;k=n;
	if(m-1<n) k=m-1;
	l=m;
	if(n-2<m) l=n-2;
	if(l<0)   l=0;
	ll=k;
	if(l>k)   ll=l;
	if(ll>=1)
	{
		for(kk=1;kk<=ll;kk++)
		{
			if(kk<=k)
			{
				d=0.0;
				for(i=kk;i<=m;i++)
				{
					ix=(i-1)*n+kk-1;d=d+a[ix]*a[ix];
				}
				s[kk-1]=sqrt(d);
				if(s[kk-1] != 0.0)
				{
					ix=(kk-1)*n+kk-1;
					if(a[ix] != 0.0)
					{
						s[kk-1] = fabs(s[kk-1]);
						if(a[ix]<0.0) s[kk-1]=-s[kk-1];
					}
					for(i=kk;i<=m;i++)
					{
						iy=(i-1)*n+kk-1;
						a[iy]=a[iy]/s[kk-1];
					}
					a[ix] = 1.0+a[ix];
				}
				s[kk-1]=-s[kk-1];
			}                                               

			if(n>=kk+1)
			{
				for(j=kk+1;j<=n;j++)
				{
					if((kk<=k)&&(s[kk-1]!=0.0))
					{
						d=0.0;
						for(i=kk;i<=m;i++)
						{
							ix=(i-1)*n+kk-1;
							iy=(i-1)*n+j-1;
							d=d+a[ix]*a[iy];
						}
						d = -d/a[(kk-1)*n+kk-1];
						for(i=kk;i<=m;i++)
						{
							ix=(i-1)*n+j-1;
							iy=(i-1)*n+kk-1;
							a[ix]=a[ix]+d*a[iy];
						}
					}
					e[j-1]=a[(kk-1)*n+j-1];
				}
			}

			if(kk<=k)
			{
				for(i=kk;i<=m;i++)
				{
					ix=(i-1)*m+kk-1;
					iy=(i-1)*n+kk-1;
					u[ix]=a[iy];
				}
			}

			if(kk<=l)
			{
				d=0.0;
				for(i=kk+1;i<=n;i++)
					d=d+e[i-1]*e[i-1];
				e[kk-1]=sqrt(d);
				if(e[kk-1] != 0.0)
				{
					if(e[kk] != 0.0)
					{
						e[kk-1]=fabs(e[kk-1]);
						if(e[kk]<0.0) e[kk-1]=-e[kk-1];
					}
					for(i=kk+1;i<=n;i++)
						e[i-1]=e[i-1]/e[kk-1];
					e[kk]=1.0+e[kk];
				}
                            e[kk-1]=-e[kk-1];
				if((kk+1<=m)&&(e[kk-1]!= 0.0))
				{
					for(i=kk+1;i<=m;i++) w[i-1]=0.0;
					for(j=kk+1;j<=n;j++)
						for(i=kk+1;i<=m;i++)
							w[i-1]=w[i-1]+e[j-1]*a[(i-1)*n+j-1];
					for(j=kk+1;j<=n;j++)
						for(i=kk+1;i<=m;i++)
						{
							ix=(i-1)*n+j-1;
							a[ix]=a[ix]-w[i-1]*e[j-1]/e[kk];
						}
				}       
				for(i=kk+1;i<=n;i++)
                              v[(i-1)*n+kk-1]=e[i-1];
			}
		}
	}
//paragraph 1

	mm=n;
	if(m+1<n) mm=m+1;
	if(k<n)   s[k]=a[k*n+k];
	if(m<mm)  s[mm-1]=0.0;
	if(l+1<mm) e[l]=a[l*n+mm-1];
	e[mm-1] = 0.0;
	nn=m;
	if(m>n) nn=n;
	if(nn>=k+1)
	{
		for(j=k+1;j<=nn;j++)
		{
			for(i=1;i<=m;i++)
				u[(i-1)*m+j-1]=0.0;
			u[(j-1)*m+j-1]=1.0;
		}
	}
//paragraph 2
	if(k>=1)
	{
		for(ll=1;ll<=k;ll++)
		{
			kk=k-ll+1;
			iz=(kk-1)*m+kk-1;
			if(s[kk-1]!=0.0)
			{
				if(nn>=kk+1)
					for(j=kk+1;j<=nn;j++)
					{
						d=0.0;
						for(i=kk;i<=m;i++)
						{
							ix=(i-1)*m+kk-1;
							iy=(i-1)*m+j-1;
							d=d+u[ix]*u[iy]/u[iz];
						}
						d=-d;
						for(i=kk;i<=m;i++)
						{
							ix=(i-1)*m+j-1;
							iy=(i-1)*m+kk-1;
							u[ix]=u[ix]+d*u[iy];
						}
					}
					for(i=kk;i<=m;i++)
					{
						ix=(i-1)*m+kk-1;
						u[ix]=-u[ix];
					}
						u[iz]=1.0+u[iz];
						if(kk-1>=1) 
						{
							for(i=1;i<=kk-1;i++)
								u[(i-1)*m+kk-1]=0.0;
						}
			}
			else
			{
				for(i=1;i<=m;i++)
					u[(i-1)*m+kk-1]=0.0;
				u[(kk-1)*m+kk-1]=1.0;
			}
		}
	}
//paragraph 3
	for(ll=1;ll<=n;ll++)
	{
		kk=n-ll+1;iz=kk*n+kk-1;
		if((kk<=l)&&(e[kk-1]!=0.0))
		{
			for(j=kk+1;j<=n;j++)
			{
				d=0.0;
				for(i=kk+1;i<=n;i++)
				{
					ix=(i-1)*n+kk-1;iy=(i-1)*n+j-1;
                               
					d=d+v[ix]*v[iy]/v[iz];
				}
				d=-d;
				for(i=kk+1;i<=n;i++)
				{
					ix=(i-1)*n+j-1;iy=(i-1)*n+kk-1;
					v[ix]=v[ix]+d*v[iy];
				}
			}
		}
		for(i=1;i<=n;i++)
			v[(i-1)*n+kk-1]=0.0;
		v[iz-n]=1.0;
	}

//paragraph 4
	for(i=1;i<=m;i++)
	for(j=1;j<=n;j++)
		a[(i-1)*n+j-1]=0.0;
	m1=mm;it=60;
	while(1==1)  
	{
		if(mm==0)
		{
			ppp(a,e,s,v,m,n);
			free(s);free(e);free(w);return (1);
		}
		if(it==0)
		{
			ppp(a,e,s,v,m,n);
			free(s);free(e);free(w);return(-1);
		}
		kk=mm-1;
		while((kk!=0)&&(fabs(e[kk-1])!=0.0))
		{
			d=fabs(s[kk-1])+fabs(s[kk]);
			dd=fabs(e[kk-1]);
			if(dd>eps*d) kk=kk-1;
			else e[kk-1]=0.0;
		}
		if(kk==mm-1)
		{
			kk=kk+1;
			if(s[kk-1]<0.0)
			{
				s[kk-1]=-s[kk-1];
				for(i=1;i<=n;i++)
				{
					ix=(i-1)*n+kk-1;v[ix]=-v[ix];
				}
			}
			while((kk!=m1)&&(s[kk-1]<s[kk]))
			{
				d=s[kk-1];
				s[kk-1]=s[kk];
				s[kk]=d;
				if(kk<n)
					for(i=1;i<=n;i++)
					{
						ix=(i-1)*n+kk-1;iy=(i-1)*n+kk;
						d=v[ix];v[ix]=v[iy];v[iy]=d;
					}
				if(kk<m)
					for(i=1;i<=m;i++)
                                  {
						ix=(i-1)*m+kk-1;iy=(i-1)*m+kk;
						d=u[ix];u[ix]=u[iy];u[iy]=d;
					}
					kk=kk+1;
			}
			it=60;
			mm=mm-1;
		}
		else
		{
			ks=mm;
			while((ks>kk)&&(fabs(s[ks-1])!=0.0))
			{
				d=0.0;
				if(ks!=mm) d=d+fabs(e[ks-1]);
				if(ks!=kk+1) d=d+fabs(e[ks-2]);
				dd=fabs(s[ks-1]);
				if(dd>eps*d) ks=ks-1;
				else s[ks-1]=0.0;
			}
			if(ks==kk)
			{
				kk=kk+1;
				d=fabs(s[mm-1]);
				t=fabs(s[mm-2]);
				if(t>d) d=t;
				t=fabs(e[mm-2]);
				if(t>d) d=t;
				t=fabs(s[kk-1]);
				if(t>d) d=t;
				t=fabs(e[kk-1]);
				if(t>d) d=t;
				sm=s[mm-1]/d;sm1=s[mm-2]/d;
				em1=e[mm-2]/d;
				sk=s[kk-1]/d;ek=e[kk-1]/d;
				b=((sm1+sm)*(sm1-sm)+em1*em1)/2.0;
				c=sm*em1;c=c*c;shh=0.0;
				if((b!=0.0)||(c!=0.0))
				{
					shh=sqrt(b*b+c);
					if(b<0.0) shh=-shh;
					shh=c/(b+shh);
				}
				fg[0]=(sk+sm)*(sk-sm)-shh;
				fg[1]=sk*ek;
				for(i=kk;i<=mm-1;i++)
				{
					sss(fg,cs);
					if(i!=kk) e[i-2]=fg[0];
					fg[0]=cs[0]*s[i-1]+cs[1]*e[i-1];
					e[i-1]=cs[0]*e[i-1]-cs[1]*s[i-1];
					fg[1]=cs[1]*s[i];
					s[i]=cs[0]*s[i];
					if((cs[0]!=1.0)||(cs[1]!=0.0))
						for(j=1;j<=n;j++)
						{
							ix=(j-1)*n+i-1;
							iy=(j-1)*n+i;
							d=cs[0]*v[ix]+cs[1]*v[iy];
							v[iy]=-cs[1]*v[ix]+cs[0]*v[iy];
							v[ix]=d;
						}
						sss(fg,cs);
						s[i-1]=fg[0];
						fg[0]=cs[0]*e[i-1]+cs[1]*s[i];
						s[i]=-cs[1]*e[i-1]+cs[0]*s[i];
						fg[1]=cs[1]*e[i];
						e[i]=cs[0]*e[i];
						if(i<m)
							if((cs[0]!=1.0)||(cs[1]!=0.0))
								for(j=1;j<=m;j++)
								{
									ix=(j-1)*m+i-1;
									iy=(j-1)*m+i;
									d=cs[0]*u[ix]+cs[1]*u[iy];
									u[iy]=-cs[1]*u[ix]+cs[0]*u[iy];
									u[ix]=d;
								}
				}
				e[mm-2]=fg[0];
				it=it-1;
			}
		      else   //????
			{
			       if(ks==mm)
				{                                      
					kk=kk+1;
					fg[1]=e[mm-2];e[mm-2]=0.0;
					for(ll=kk;ll<=mm-1;ll++)
					{
						i=mm+kk-ll-1;
						fg[0]=s[i-1];
						sss(fg,cs);
						s[i-1]=fg[0];
						if(i!= kk)
						{
							fg[1]=-cs[1]*e[i-2];
							e[i-2]=cs[0]*e[i-2];
						}
						if((cs[0]!=1.0)||(cs[1]!=0.0))
							for(j=1;j<=n;j++)
							{
								ix=(j-1)*n+i-1;
								iy=(j-1)*n+mm-1;
								d=cs[0]*v[ix]+cs[1]*v[iy];
								v[iy]=-cs[1]*v[ix]+cs[0]*v[iy];
                                                       v[ix]=d;
							}
					}
				}
				else
				{ 
					kk=ks+1;
					fg[1]=e[kk-2];
					e[kk-2]=0.0;
					for(i=kk;i<=m;i++)
					{
						fg[0]=s[i-1];
						sss(fg,cs);
						s[i-1]=fg[0];
						fg[1]=-cs[1]*e[i-1];
						e[i-1]=cs[0]*e[i-1];
						if((cs[0] != 1.0)||(cs[1] != 0.0))
							for(j=1;j<=m;j++)
						     {
							  ix=(j-1)*m+i-1;
							  iy=(j-1)*m+kk-2;
							  d=cs[0]*u[ix]+cs[1]*u[iy];
							  u[iy]=-cs[1]*u[ix]+cs[0]*u[iy];
							  u[ix]=d;
							}
					}
				}
			}
		}
	}	
return(1);
}
 void ppp(double a[],double e[],double s[],double v[],int m,int n)
{
	int i,j,p,q;
	double d;
	if(m>=n) i=n;
	else     i=m;
	for(j=1;j<=i-1;j++)
	{
		a[(j-1)*n+j-1]=s[j-1];
		a[(j-1)*n+j]=e[j-1];
	}
	a[(i-1)*n+i-1]=s[i-1];
	if(m<n) a[(i-1)*n+i]=e[i-1];
    for(i=1;i<=n-1;i++)
	for(j=i+1;j<=n;j++)
	{
		p=(i-1)*n+j-1;q=(j-1)*n+i-1;
		d=v[p];v[p]=v[q];v[q]=d;
	}return;
}
 void sss(double fg[2],double cs[2])

{
	double r,d;
	if(fabs(fg[0]+fabs(fg[1]))==0.0)
	{
		cs[0]=1.0;cs[1]=0.0;d=0.0;
	}
	else
	{
		d=sqrt(fg[0]*fg[0]+fg[1]*fg[1]);
		if(fabs(fg[0])>fabs(fg[1]))
		{
			d=fabs(d);
			if(fg[0]<0.0) d=-d;
		}
		if(fabs(fg[1])>=fabs(fg[0]))
		{
            	d=fabs(d);
			if(fg[1]<0.0) d=-d;
		}
		cs[0]=fg[0]/d;cs[1]=fg[1]/d;
	}
	r=1.0;
	if(fabs(fg[0])>fabs(fg[1])) r=cs[1];
	else
		if(cs[0]!=0.0) r=1.0/cs[0];
	fg[0]=d;fg[1]=r;
	return;
}

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