📄 vector.cpp
字号:
j=j-1;
k=0;
while ((k<=j)&&(a[k*n+k]!=0.0))
{
k=k+1;
}
k=k-1;
for (i=0; i<=n-1; i++)
{
for (j=0; j<=m-1; j++)
{
t=i*m+j;
aa[t]=0.0;
for (l=0; l<=k; l++)
{
f=l*n+i;
p=j*m+l;
q=l*n+l;
aa[t]=aa[t]+v[f]*u[p]/a[q];
}
}
}
return(1);
} //实数矩阵的奇异值分解
//利用Householder变换及变形QR算法
//a-长度为m*n的数组,返回时其对角线依次给出奇异值,其余元素为0
//m-矩阵的行数
//n-矩阵的列数
//u-长度为m*m的数组,返回时存放奇异值分解的左奇异量U
//v-长度为n*n的数组,返回时存放奇异值分解的左奇异量V
//eps-精度要求
//ka-整型变量,其值为max(n,m)+1
//调用函数:dluav(),ppp(),sss()
static void ppp(double a[],double e[],double s[],double v[],int m,int n);
static void sss(double fg[2],double cs[2]);
int dluav(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;
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];
}
}
}
}
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;
}
}
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;
}
}
}
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;
}
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<=mm; 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);
}
static 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;
}
static 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;
}
}
//复数矩阵相乘
//计算矩阵A(m*n)和B(n*k)的乘积,结果保存在C(m*k)中
//ar-长度为m*n的数组,存放A的实部
//ai-长度为m*n的数组,存放A的虚部
//br-长度为n*k的数组,存放B的实部
//bi-长度为n*k的数组,存放B的虚部
//cr-长度为m*k的数组,存放结果C的实部
//ci-长度为m*k的数组,存放结果C的虚部
void dbcmul(double ar[],double ai[],double br[],double bi[],int m,int n,int k,double cr[],double ci[])
{ int i,j,l,u,v,w;
double p,q,s;
for (i=0; i<=m-1; i++)
{
for (j=0; j<=k-1; j++)
{
u=i*k+j;
cr[u]=0.0;
ci[u]=0.0;
for (l=0; l<=n-1; l++)
{
v=i*n+l; w=l*k+j;
p=ar[v]*br[w];
q=ai[v]*bi[w];
s=(ar[v]+ai[v])*(br[w]+bi[w]);
cr[u]=cr[u]+p-q;
ci[u]=ci[u]+s-p-q;
}
}
}
return;
} //复数矩阵求逆
//ar-长度为n*n的数组, n*n矩阵的实部
//ai-长度为n*n的数组, n*n矩阵的虚部
//n 矩阵的维数
int ddcinv(double ar[],double ai[],int n)
{
int *is,*js,i,j,k,l,u,v,w;
double p,q,s,t,d,b;
is=malloc(n*sizeof(int));
js=malloc(n*sizeof(int));
for (k=0; k<=n-1; k++)
{
d=0.0;
for (i=k; i<=n-1; i++)
{
for (j=k; j<=n-1; j++)
{
u=i*n+j;
p=ar[u]*ar[u]+ai[u]*ai[u];
if (p>d)
{
d=p;
is[k]=i;
js[k]=j;
}
}
}
if (d+1.0==1.0)
{
free(is);
free(js);
printf("err**not inv\n");
return(0);
}
if (is[k]!=k)
{
for (j=0; j<=n-1; j++)
{
u=k*n+j;
v=is[k]*n+j;
t=ar[u]; ar[u]=ar[v]; ar[v]=t;
t=ai[u]; ai[u]=ai[v]; ai[v]=t;
}
}
if (js[k]!=k)
{
for (i=0; i<=n-1; i++)
{
u=i*n+k;
v=i*n+js[k];
t=ar[u]; ar[u]=ar[v]; ar[v]=t;
t=ai[u]; ai[u]=ai[v]; ai[v]=t;
}
}
l=k*n+k;
ar[l]=ar[l]/d;
ai[l]=-ai[l]/d;
for (j=0; j<=n-1; j++)
{
if (j!=k)
{
u=k*n+j;
p=ar[u]*ar[l];
q=ai[u]*ai[l];
s=(ar[u]+ai[u])*(ar[l]+ai[l]);
ar[u]=p-q;
ai[u]=s-p-q;
}
}
for (i=0; i<=n-1; i++)
{
if (i!=k)
{
v=i*n+k;
for (j=0; j<=n-1; j++)
{
if (j!=k)
{
u=k*n+j;
w=i*n+j;
p=ar[u]*ar[v];
q=ai[u]*ai[v];
s=(ar[u]+ai[u])*(ar[v]+ai[v]);
t=p-q;
b=s-p-q;
ar[w]=ar[w]-t;
ai[w]=ai[w]-b;
}
}
}
}
for (i=0; i<=n-1; i++)
{
if (i!=k)
{
u=i*n+k;
p=ar[u]*ar[l];
q=ai[u]*ai[l];
s=(ar[u]+ai[u])*(ar[l]+ai[l]);
ar[u]=q-p;
ai[u]=p+q-s;
}
}
}
for (k=n-1; k>=0; k--)
{
if (js[k]!=k)
{
for (j=0; j<=n-1; j++)
{
u=k*n+j;
v=js[k]*n+j;
t=ar[u]; ar[u]=ar[v]; ar[v]=t;
t=ai[u]; ai[u]=ai[v]; ai[v]=t;
}
}
if (is[k]!=k)
{
for (i=0; i<=n-1; i++)
{
u=i*n+k;
v=i*n+is[k];
t=ar[u]; ar[u]=ar[v]; ar[v]=t;
t=ai[u]; ai[u]=ai[v]; ai[v]=t;
}
}
}
free(is);
free(js);
return(1);
}
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