1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
| #include <iostream>
#include <iomanip>
#include <fstream>
#include <vector>
#include <locale>
#include <cstdlib>
using namespace std;
class MatrixException
{
private:
int numError;
public:
MatrixException(int i);
const wchar_t* Error() const;
};
MatrixException::MatrixException(int i)
{
numError = i;
}
const wchar_t* MatrixException::Error() const
{
static const wchar_t *arrayErrors[] =
{
/* 0 */ L"Неизвестная ошибка.",
/* 1 */ L"Переполнение. Попытка доступа к несуществующему элементу.",
/* 2 */ L"Обратная матрица не рассчитана: определитель равен 0.",
/* 3 */ L"Невозможно рассчитать минор для матрицы данного размера.",
/* 4 */ L"Неверный адрес переменной.",
/* 5 */ L"Ошибка ввода размера матрицы.",
/* 6 */ L"Невозможно выделить память.",
/* 7 */ L"Пункта меню с таким номером нет.",
/* 8 */ L"Размер матрицы должен задаваться целым числом и быть больше нуля.",
/* 9 */ L"Невозможно присвоить значение элементу. Проверьте вводимое значение.",
/* 10 */ L"Невозможно открыть файл для записи.",
/* 11 */ L"Невозможно открыть файл для чтения.",
/* 12 */ L"Количество чисел в файле меньше необходимого.",
/* 13 */ L"Нет строки с таким номером.",
/* 14 */ L"Нет столбца с таким номером."
};
if (numError>=0 && numError<=15) {
return arrayErrors[numError];
}
else {
return 0;
}
}
class SquareMatrix
{
std::vector<std::vector<double>> M;
int size;
public:
SquareMatrix(int inSize = 1);
double& operator () (int row, int col);
SquareMatrix& operator *= (double f);
std::vector<double> operator * (const std::vector<double> &b) const;
double Determinant() const;
SquareMatrix Inverse() const;
SquareMatrix PreMinor(int row, int col) const;
void Print() const;
};
SquareMatrix::SquareMatrix(int inSize)
{
if (inSize <= 0) throw MatrixException(8);
size = inSize;
M.resize(size);
for(int i = 0; i < size; ++i) M[i].resize(size, 0.0);
}
double& SquareMatrix::operator()(int row, int col)
{
if (row >= size || col >= size) throw MatrixException(1);
return M[row][col];
}
SquareMatrix& SquareMatrix::operator *= (double f)
{
for (int i = 0; i < size; ++i)
for(int j = 0; j < size; ++j)
M[i][j] *= f;
return *this;
}
std::vector<double> SquareMatrix::operator * (const std::vector<double> &b) const
{
std::vector<double> r(size);
for (int i = 0; i < size; ++i)
{
double s = 0;
for (int j = 0; j < size; ++j) s += M[i][j] * b[j];
r[i] = s;
}
return r;
}
double SquareMatrix::Determinant() const
{
double determ = 0;
if (size == 1) return M[0][0];
for(int i = 0; i < size; ++i)
{
double a = M[0][i] * (i % 2 ? -1 : 1);
determ += a * PreMinor(0, i).Determinant();
}
return determ;
}
SquareMatrix SquareMatrix::Inverse() const
{
if (size - 1 <= 0) throw MatrixException(3);
SquareMatrix newMatrix(size);
for(int i = 0; i < size; ++i)
for(int j = 0; j < size; ++j)
newMatrix(j, i) = PreMinor(i, j).Determinant() * ((i + j) % 2 ? -1 : 1);
newMatrix *= (1 / Determinant());
return newMatrix;
}
SquareMatrix SquareMatrix::PreMinor(int row, int col) const
{
SquareMatrix newMatrix(size - 1);
for(int i = 0, in = 0; i < size; ++i)
if (i != row)
{
for(int j = 0, jn = 0; j < size; ++j)
if (j != col) newMatrix(in, jn++) = M[i][j];
++in;
}
return newMatrix;
}
void SquareMatrix::Print() const
{
wcout.precision(3);
wcout.setf(ios::showpoint | ios::fixed | ios::left);
for (int i = 0 ; i < size; ++i)
{
for (int j = 0; j < size; ++j)
{
wcout << L"[" << i + 1 << L"," << j + 1 << L"]" << L" ";
wcout.width(12);
wcout << M[i][j];
}
wcout << endl;
}
}
int main()
{
wcout.imbue(locale("rus_rus.866"));
SquareMatrix A(3);
A(0, 0) = 3;
A(0, 1) = 2;
A(0, 2) = -1;
A(1, 0) = 2;
A(1, 1) = -1;
A(1, 2) = 5;
A(2, 0) = 1;
A(2, 1) = 7;
A(2, 2) = -1;
std::vector<double> B(3);
B[0] = 4;
B[1] = 23;
B[2] = 5;
A.Print();
wcout << endl << A.Determinant() << endl << endl;
SquareMatrix Am1 = A.Inverse();
Am1.Print();
std::vector<double> X = Am1 * B;
wcout << endl;
for (int i = 0; i < 3; ++i) wcout << L"x" << i + 1 << L" = " << setw(12) << X[i] << endl;
wcout << endl;
system("pause");
return 0;
} |