Bill Hsu

/* ==================================
 *
 *  Copyright (C) Bill Hsu 
 *    http://hi.baidu.com/probill
 *  2009-12-11
 ********************************** */
#include   < iostream >
#include   < vector >
#include   < math.h >
using     namespace   std;

typedef vector   < float >   s_line;  //  用来表示一行
s_line line;

typedef vector   < s_line >   s_matrix;  //  用来表示一个矩阵
s_matrix matrix;
s_matrix mat;
int   nSize;  //  矩阵维数
int   nSign;  //  标记行列式正负
void   outprint(s_matrix  &   _mat);
void   printstep(s_matrix  &   _mat);
int   step  =   0  ;
void   line_add(s_matrix  &   _mat,  int   a,  int   b,  float   k  =   1.0f  )  //  第b行乘k加到第a行
{
int   size  =  _mat[  0  ].size();

for  (  int   i  =   0  ;i  <  size;  ++  i)
{
_mat[a][i]  +=  _mat[b][i]  *  k;

}  //  end for
}



void   work1(s_matrix  &   _mat)  //  主计算函数
{

for  (  int   i  =   1  ;i  <  nSize;  ++  i)
{

if  (fabs(_mat[i  -   1  ][i  -   1  ])  <   0.000001 )
{
int   mm;
for  (mm  =  i;mm  <  nSize;  ++  mm)
{
if  (fabs(_mat[mm  -   1  ][i  -   1  ])  >   0.000001  )   break  ;
}  //  end for
line_add(_mat,i  -   1  ,mm  -   1  );
}  //  end if

for  (  int   j  =  i;j  <  nSize;  ++  j)
{
line_add(_mat,j,i  -   1  ,  -  _mat[j][i  -   1  ]  /  _mat[i  -   1  ][i  -   1  ]);

}  //  end for j
printstep(_mat);
}  //  end for i

}


void   work2(s_matrix  &   _mat)  //  第二部计算
{
for  (  int   i  =  nSize  -   2  ;i  >=   0  ;  --  i)
{
for  (  int   j  =  i;j  >=   0  ;  --  j)
{
line_add(_mat,j,i  +   1  ,  -  _mat[j][i  +   1  ]  /  _mat[i  +   1  ][i  +   1  ]);
}
printstep(_mat);
}

}


void   makeunit(s_matrix  &   _mat)  //  单位化
{

mat.clear();

for  (  int   i  =   0  ;i  <  nSize;  ++  i)
{
line.clear();
for  (  int   j  =   0  ;j  <  nSize  *   2  ;  ++  j)
{
float   tmp  =  _mat[i][j]  /  _mat[i][i];
if  (fabs(tmp)  <   0.000001  ) tmp  =   0  ;
line.push_back(tmp);
}
mat.push_back(line);
//  cout<<endl;
}
_mat  =  mat;
}

void   printstep(s_matrix  &   _mat)  //  显示求的过程
{
cout  <<   "  第   "   <<++  step  <<   "  步  "   <<  endl;
for  (  int   i  =   0  ;i  <  nSize;  ++  i)
{

for   (  int   j  =   0  ;j  <   2   *  nSize;  ++  j)
{
if  (fabs(_mat[i][j])  <   0.000001 ) _mat[i][j]  =   0  ;
cout  <<  _mat[i][j]  <<   "     "  ;
if  (j  ==  nSize  -   1  )cout   <<   "   |   "  ;
}
cout  <<  endl;
}
cout  <<  endl;

}

void   outprint(s_matrix  &   _mat)  //  输出函数
{
for  (  int   i  =   0  ;i  <  nSize;  ++  i)
{

for   (  int   j  =  nSize;j  <   2   *  nSize;  ++  j)
{
cout  <<  _mat[i][j]  <<   "     "  ;
}
cout  <<  endl;
}


}

int   main()
{
step  =   0  ;
matrix.clear();
line.clear();
cout  <<   "  *********矩阵 求逆*********  "   <<  endl;
cout  <<   "  *********Bill  Hsu*********  "   <<  endl;
cout  <<   "  http://hi.baidu.com/probill  "   <<  endl  <<  endl;

cout  <<   "  请输入矩阵维数(输入0退出)：  "  ; 
cin  >>  nSize;
if  (nSize  <=   0  )   return     0  ;
for  (  int   i  =   0  ;i  <  nSize;  ++  i)
{
line.clear(); 
cout  <<   "  输入第  "   <<  i  +   1   <<   "   行:   "   <<  endl;
for   (  int   j  =   0  ;j  <  nSize;  ++  j) 
{
float   tmp;
cin  >>  tmp;
line.push_back(tmp);   //  压入一个数到某行
}

for   (  int   j  =   0  ;j  <  nSize;  ++  j) 
{
if  (i  ==  j) line.push_back(  1.0f  );
else   line.push_back(  0.0f  );
}


matrix.push_back(line);   //  压入一行到矩阵
}

cout   <<  endl;
work1(matrix);
work2(matrix);
makeunit(matrix);
cout  <<  endl  <<   "  ########################  "   <<  endl
<<   "  求逆结果：  "   <<  endl;
outprint(matrix);
cout  <<   "  ########################  "   <<  endl;

main();


return     0  ;    
}