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C++ source code to solve simultaneous equations with Gauss-Jorden(pivot) method.
/*********************************************
* 連立方程式の解法 ( ガウス・ジョルダン法(ピボット選択法) )
*********************************************/
#include <iostream> // for cout
#include <math.h> // for fabs()
#include <stdio.h> // for printf()
#include <stdlib.h> // for exit()
// 元の数定義
#define N 3 // 4
using namespace std;
/*
* 計算クラス
*/
class Calc
{
double a[N][N + 1]; // 係数用配列
// 各種変数
double p, d; // ピボット係数、ピボット行x係数
double max, dummy; // 最大絶対値、入れ替え時ダミー
int i, j, k; // LOOP インデックス
int s; // 入替行
public:
// 連立方程式を解く(ガウス・ジョルダン法(ピボット選択法))
void calcGaussJordenPivot();
};
/*
* 連立方程式を解く(ガウス・ジョルダン法(ピボット選択法))
*/
void Calc::calcGaussJordenPivot()
{
// 係数
static double a[N][N + 1] = {
{ 2.0, -3.0, 1.0, 5.0},
{ 1.0, 1.0, -1.0, 2.0},
{ 3.0, 5.0, -7.0, 0.0}
//{ 1.0, -2.0, 3.0, -4.0, 5.0},
//{-2.0, 5.0, 8.0, -3.0, 9.0},
//{ 5.0, 4.0, 7.0, 1.0, -1.0},
//{ 9.0, 7.0, 3.0, 5.0, 4.0}
};
// 元の連立方程式をコンソール出力
for (i = 0; i < N; i++) {
for (j = 0; j < N; j++)
printf("%+fx%d ", a[i][j], j + 1);
printf("= %+f\n", a[i][N]);
}
for (k = 0; k < N; k++) {
// 行入れ替え
max = 0; s = k;
for (j = k; j < N; j++) {
if (fabs(a[j][k]) > max) {
max = fabs(a[j][k]);
s = j;
}
}
if (max == 0) {
printf("解けない!");
exit(1);
}
for (j = 0; j <= N; j++) {
dummy = a[k][j];
a[k][j] = a[s][j];
a[s][j] = dummy;
}
// ピボット係数
p = a[k][k];
// ピボット行を p で除算
for (j = k; j < N + 1; j++)
a[k][j] /= p;
// ピボット列の掃き出し
for (i = 0; i < N; i++) {
if (i != k) {
d = a[i][k];
for (j = k; j < N + 1; j++)
a[i][j] -= d * a[k][j];
}
}
}
// 結果出力
for (k = 0; k < N; k++)
printf("x%d = %f\n", k + 1, a[k][N]);
}
/*
* メイン処理
*/
int main()
{
try
{
// 計算クラスインスタンス化
Calc objCalc;
// 連立方程式を解く(ガウス・ジョルダン法(ピボット選択法))
objCalc.calcGaussJordenPivot();
}
catch (...) {
cout << "例外発生!" << endl;
return -1;
}
// 正常終了
return 0;
}
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