Форум программистов, компьютерный форум, киберфорум
C# для начинающих
Войти
Регистрация
Восстановить пароль
Блоги Сообщество Поиск Заказать работу  
 
Рейтинг 4.89/18: Рейтинг темы: голосов - 18, средняя оценка - 4.89
1 / 1 / 1
Регистрация: 22.02.2015
Сообщений: 21
.NET 4.x

Ускорение/оптимизация метода. Решение СЛАУ методом Гаусса

22.05.2017, 18:31. Показов 3956. Ответов 7

Студворк — интернет-сервис помощи студентам
Здравствуйте. Имеется готовый рабочий алгоритм решения СЛАУ методом прямого(приведение к треугольной матрице) и обратного хода Гаусса. Но вычисления производятся достаточно долго для систем уравнений с количеством неизвестных n > 300. В рамках программы необходимо решать СЛАУ многократно
0
IT_Exp
Эксперт
34794 / 4073 / 2104
Регистрация: 17.06.2006
Сообщений: 32,602
Блог
22.05.2017, 18:31
Ответы с готовыми решениями:

Решение СЛАУ методом ГАУССА
По роду деятельности зачастую необходимо решать СЛАУ вида A*x=b A x b До недавних пор использовал библиотеку ALGLIB для .NET ...

Решение СЛАУ методом Гаусса
Привет всем! уже сбился с ног в поисках работающего кода для решения СЛАУ методом Гаусса, буду очень благодарен если кто подкинет пример...

Програмное решение СЛАУ методом гаусса
ребята прошу очень помощи с кодом))) за ранее спасибочки)))))))

7
Эксперт .NET
6691 / 4102 / 1607
Регистрация: 09.05.2015
Сообщений: 9,574
22.05.2017, 18:34
Как можно оптимизировать то, чего даже не видел? Вы бы хоть код показали...
0
1 / 1 / 1
Регистрация: 22.02.2015
Сообщений: 21
22.05.2017, 18:50  [ТС]
Извините, криво тему написал, вот полный вариант.
Здравствуйте. Имеется готовый рабочий алгоритм решения СЛАУ методом прямого(приведение к треугольной матрице) и обратного хода Гаусса. Можете пожалуйста ускорить вычисления, прислать код?
Вычисления производятся достаточно долго для систем уравнений с количеством неизвестных n > 300. В рамках программы необходимо решать СЛАУ многократно (физически и конструктивно нелинейная задача с использованием МКЭ, расчёт СЛАУ ведётся около 80 раз)
Знаю, что есть unsafe, fixed, но не умею ими пользоваться. Обязательно научусь со временем.
C#
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
/// <summary>
        /// Решение слау методом прямого и обратного хода Гаусса
        /// </summary>
        /// <param name="matrix">augment(Глобальная матрица жёсткости, Глобальный грузовой вектор)</param>
        /// <param name="n">кол-во неизвестных</param>
        /// <param name="x">Вектор неизвестных</param>
        /// <param name="solutions">Пустая строка, покажет результат решения(0,1 или бесконечноть)</param>
        /// <returns></returns>
        public static int SolveSLAE5(double[,] matrix, int n, out double[] x, out string solutions)
        {
            //Объявляем переменные:
            int i;//Переменная, номер строки.
            int j;//Переменная, номер столбца.
            int m;//Размерность системы (учитываем вектор-расширение матрицы).
 
            m = n + 1;
 
            int k;
            int nl;//Переменная номер строки с ведущим элементом.
            double o = 0;//Перемнная для поиска самого большого по модулю элемента в матрице. 
            double p = 0;//Перемнная для поиска самого большого по модулю элемента в матрице.
            double tmp = 0;//Временная перемнная для прямого хода метода Гаусса.
 
            for (k = 0; k < n; k++)
            {
                //Поиск ведущего элемента:
                p = 0;
                nl = k;
                for (i = k; i < n; i++)
                {
                    o = Math.Abs(matrix[i,k]);
                    if (Math.Abs(o) > Math.Abs(p))
                    {
                        p = Math.Abs(o);//Нашли значение самого большого элемента.
                        nl = i;//Нашли номер строки с самым большим по модулю элементом (ведущим элементом).
                    }
                }
 
                //Перестановка строк:
                if (nl != k)
                {
                    for (i = k; i < n + 1; i++)
                    {
                        double tmp_line = 0;//Временная переменная для перестановки строк местами.
                        tmp_line = matrix[nl,i];
                        matrix[nl,i] = matrix[k,i];
                        matrix[k,i] = tmp_line;
                    }
                }
 
                //Прямой ход, приведение к верхнетреугольному виду:
 
                tmp = matrix[k,k];//Первый элемент в текущей матрице.
 
                if (tmp != 0)
                {
                    for (j = k; j < n + 1; j++)//Нормализация.
                    {
                        matrix[k,j] = matrix[k,j] / tmp;
                    }
                    for (i = k + 1; i < n; i++)
                    {
                        tmp = matrix[i,k];//Главный элемент.
                        for (j = k; j < n + 1; j++)//Из следующей строки вычитаем первую, умноженную на главный элемент.
                        {
                            matrix[i,j] = matrix[i,j] - tmp * matrix[k,j];
                        }
                    }
                }
            }
            //Обратный ход:
            for (k = n - 1; k >= 0; k--)
            {
                for (i = 0; i < k; i++)
                {
                    tmp = matrix[i,k];//Множитель.
                    for (j = k; j < n + 1; j++)//Из следующей строки вычитаем первую, умноженную на главный элемент.
                    {
                        matrix[i,j] = matrix[i,j] - tmp * matrix[k,j];
                    }
                }
            }
 
            bool nenulinline = false;//Переменная, которая обозначает, что в строке есть ненулевой элемент.
            bool netresh = false;//Переменная, которая обозначает, что система не имеет решений.
            bool beskresh = false;//Переменная, которая обозначает, что система имеет бесконечное множество решений.
 
            for (k = 0; k < n; k++)
            {
                if (matrix[k,k] == 0)//Если на диагонали 0, значит проверяем строку.
                {
                    nenulinline = false;//Обнуляем переменную.
                    for (j = k + 1; j < n; j++)
                    {
                        if (matrix[k,j] != 0)//Если в строке есть ненулевой элемент значит обозначим это через флаг.
                        {
                            nenulinline = true;
                        }
                    }
                    if (!nenulinline)//Если в строке все нули, то проверям свободный член.
                    {
                        if (matrix[k,n] != 0)//Если не равно нулю, то решений нет.
                        {
                            netresh = true;
                        }
                        else//А иначе данное уравнение решается всегда.
                        {
                            beskresh = true;
                        }
                    }
                }
            }
            x = new double[n];
            solutions = "one sulution";
            //Выводим решения
            if (netresh == true)
            {
                solutions = "Null solution";
            }
            else
            {
                if (beskresh == true)
                {
                    solutions = "Infinit solution.";
                }
                else
                {
                    for (i = 0; i < n; i++)
                    {
                        x[i] = matrix[i,n];
                    }
                }
            }
            return 0;
        }
Добавлено через 3 минуты
Извините за криворукость, при написании текста вместо Enter, нажал Ctrl+enter и не успел отредактировать текст за 5 минут.

Добавлено через 5 минут
Вот здесь имеется прекрасный алгоритм, который быстро работает и решает линейную часть постановки моей задачи Решение СЛАУ методом ГАУССА .Он решает СЛАУ в 3-4 раза быстрее, но в рамках программы мне необходимо изменять коэффициенты системы уравнений (матрицу жёсткости, МКЭ), и с этой изменённой матрицей алгоритм уже не справляется. Проверяю результаты в mathcad 15 используя lsolve().

Так же буду очень рад, если есть алгоритмы решения СЛАУ на C# для разряженных симметричных матриц, и/или с распараллеливанием вычислений по ядрам.
0
Эксперт .NETАвтор FAQ
 Аватар для Storm23
10427 / 5157 / 1825
Регистрация: 11.01.2015
Сообщений: 6,226
Записей в блоге: 34
22.05.2017, 20:57
RusHollow,
Компилируйте в Release, запускайте по CTRL+F5
1
Master of Orion
Эксперт .NET
 Аватар для Psilon
6102 / 4958 / 905
Регистрация: 10.07.2011
Сообщений: 14,522
Записей в блоге: 5
22.05.2017, 22:14
RusHollow, а нельзя взять одну из миллиона матлиб под это дело?
0
2642 / 1653 / 267
Регистрация: 19.02.2010
Сообщений: 4,377
22.05.2017, 22:33
RusHollow, например, не нужно при перестановке строк копировать элементы из строки в строку. Можно матрицу представить в виде набора векторов (строк) и перестановку делать простым обменом указателей.

В строках 32-35 аж 3 (ТРИ, Карл!) раза берётся модуль одного и того же числа.

Дальше лень выискивать тормоза.
1
1 / 1 / 1
Регистрация: 22.02.2015
Сообщений: 21
07.06.2017, 18:15  [ТС]
Ещё помог вариант параллельных вычислений при многократном вызове метода расчёта СЛАУ. Только CPU загружен сразу на 100%, но расчёт идёт в 4 раза быстрее (4х ядерный процессор).
C#
1
2
3
4
5
6
7
Parallel.For(0, Length, i =>
            {
                X[i] = new double[Length]; //Вектор неизвестных
                MyMath.SolveSLAE(Array, Array.GetLength(0), out X[i], out sol); //Решение СЛАУ 
                                                                           //Array*X = последний столбец Array
                                                                           //Array - массив размерностью (n x n+1)
            });
0
1 / 1 / 1
Регистрация: 22.02.2015
Сообщений: 21
10.06.2017, 20:38  [ТС]
Извиняюсь за грубую ошибку в прошлом сообщении. На самом деле описанная выше задачу можно интерпретировать как решение СЛАУ R*X=F с несколькими правыми частями, т.е F имеет тип T[,] или T[][], немного подшаманив изначально мной выложенный код, мы получаем сразу решение для всех правых частей при одинаковой левой, за один заход.
0
Надоела реклама? Зарегистрируйтесь и она исчезнет полностью.
BasicMan
Эксперт
29316 / 5623 / 2384
Регистрация: 17.02.2009
Сообщений: 30,364
Блог
10.06.2017, 20:38
Помогаю со студенческими работами здесь

Решение СЛАУ(СЛАР) методом Гаусса
Можете написать программу, для решения СЛАУ методом Гаусса на c#! Вы ее писали, но с классами! реализуйте, пожалуйста ее без классов!...

Ошибка точки входа. Решение СЛАУ методом Гаусса
Добрый день! Пишу программу для решения заданной СЛАУ методом Гауссом. Отдельные части программы работают правильно. При компиляции...

Решение СЛАУ методом простой итерации, Методом Зейделя, Методом Релаксации
Всем доброго времени суток, помогите пожалуйста реализовать данные методы, а то у меня не получаеться даже понять полной сути данных...

Параллельное вычисление СЛАУ методом Гаусса
Помогите ,пожалуйста, распараллелить как нибудь,ну или у кого есть готовое решение,буду очень благодарен class GausMethod { ...

Оконный интерфейс для программы решения СЛАУ методом Гаусса
Добрый день! Мне надо сделать оконный интерфейс для решения слау методом гаусса! Помогите или посоветуйте как это сделать) Спасибо! ...


Искать еще темы с ответами

Или воспользуйтесь поиском по форуму:
8
Ответ Создать тему
Новые блоги и статьи
Символьное дифференцирование
igorrr37 13.02.2026
/ * Логарифм записывается как: (x-2)log(x^2+2) - означает логарифм (x^2+2) по основанию (x-2). Унарный минус обозначается как ! */ #include <iostream> #include <stack> #include <cctype>. . .
Камера Toupcam IUA500KMA
Eddy_Em 12.02.2026
Т. к. у всяких "хикроботов" слишком уж мелкий пиксель, для подсмотра в ESPriF они вообще плохо годятся: уже 14 величину можно рассмотреть еле-еле лишь на экспозициях под 3 секунды (а то и больше),. . .
И ясному Солнцу
zbw 12.02.2026
И ясному Солнцу, и светлой Луне. В мире покоя нет и люди не могут жить в тишине. А жить им немного лет.
«Знание-Сила»
zbw 12.02.2026
«Знание-Сила» «Время-Деньги» «Деньги -Пуля»
SDL3 для Web (WebAssembly): Подключение Box2D v3, физика и отрисовка коллайдеров
8Observer8 12.02.2026
Содержание блога Box2D - это библиотека для 2D физики для анимаций и игр. С её помощью можно определять были ли коллизии между конкретными объектами и вызывать обработчики событий столкновения. . . .
SDL3 для Web (WebAssembly): Загрузка PNG с прозрачным фоном с помощью SDL_LoadPNG (без SDL3_image)
8Observer8 11.02.2026
Содержание блога Библиотека SDL3 содержит встроенные инструменты для базовой работы с изображениями - без использования библиотеки SDL3_image. Пошагово создадим проект для загрузки изображения. . .
SDL3 для Web (WebAssembly): Загрузка PNG с прозрачным фоном с помощью SDL3_image
8Observer8 10.02.2026
Содержание блога Библиотека SDL3_image содержит инструменты для расширенной работы с изображениями. Пошагово создадим проект для загрузки изображения формата PNG с альфа-каналом (с прозрачным. . .
Установка Qt-версии Lazarus IDE в Debian Trixie Xfce
volvo 10.02.2026
В общем, достали меня глюки IDE Лазаруса, собранной с использованием набора виджетов Gtk2 (конкретно: если набирать текст в редакторе и вызвать подсказку через Ctrl+Space, то после закрытия окошка. . .
КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin
Copyright ©2000 - 2026, CyberForum.ru