C#实现将一个矩阵分解为对称矩阵与反称矩阵之和的方法

 更新时间:2015年08月12日 16:27:18   作者:北风其凉  
这篇文章主要介绍了C#实现将一个矩阵分解为对称矩阵与反称矩阵之和的方法,较为详细的分析了矩阵分解运算的原理与C#实现技巧,需要的朋友可以参考下

本文实例讲述了C#实现将一个矩阵分解为对称矩阵与反称矩阵之和的方法。分享给大家供大家参考。具体如下:

1.理论依据

对任意n阶方阵A,有 A=(A+T(A))/2+(A-T(A))/2,其中T(A)是A的转置,(A+T(A))/2是一个对称矩阵,(A-T(A))/2是一个反称矩阵。

2.求出对称矩阵部分的函数

/// <summary>
/// 把矩阵分解为对称矩阵与反称矩阵之和:对称矩阵
/// </summary>
/// <param name="matrix">矩阵</param>
/// <returns></returns>
private static double[][] SymmetricPart(double[][] matrix)
{
 //合法性校验:矩阵必须为方阵
 if ( MatrixCR(matrix)[0] != MatrixCR(matrix)[1])
 {
  throw new Exception("matrix 不是一个方阵");
 }
 //矩阵中没有元素的情况
 if (matrix.Length == 0)
 {
  return new double[][] { };
 }
 //生成一个与matrix同型的空矩阵
 double[][] result = new double[matrix.Length][];
 for (int i = 0; i < result.Length; i++)
 {
  result[i] = new double[matrix[i].Length];
 }
 //对称矩阵为 (A+T(A))/2 其中A为原矩阵,T(A)为A的转置矩阵
 for (int i = 0; i < result.Length; i++)
 {
  for (int j = 0; j < result.Length; j++)
  {
   result[i][j] = (matrix[i][j] + matrix[j][i]) / 2.0;
  }
 }
 return result;
}

3.求出反称矩阵部分的函数

/// <summary>
/// 把矩阵分解为对称矩阵与反称矩阵之和:反称矩阵
/// </summary>
/// <param name="matrix">矩阵</param>
/// <returns></returns>
private static double[][] SkewSymmetricPart(double[][] matrix)
{
 //合法性校验:矩阵必须为方阵
 if (MatrixCR(matrix)[0] != MatrixCR(matrix)[1])
 {
  throw new Exception("matrix 不是一个方阵");
 }
 //矩阵中没有元素的情况
 if (matrix.Length == 0)
 {
  return new double[][] { };
 }
 //生成一个与matrix同型的空矩阵
 double[][] result = new double[matrix.Length][];
 for (int i = 0; i < result.Length; i++)
 {
  result[i] = new double[matrix[i].Length];
 }
 //反称矩阵为 (A-T(A))/2 其中A为原矩阵,T(A)为A的转置矩阵
 for (int i = 0; i < result.Length; i++)
 {
  for (int j = 0; j < result.Length; j++)
  {
   result[i][j] = (matrix[i][j] - matrix[j][i]) / 2.0;
  }
 }
 return result;
}

4.其他函数

/// <summary>
/// 判断一个二维数组是否为矩阵
/// </summary>
/// <param name="matrix">二维数组</param>
/// <returns>true:是矩阵 false:不是矩阵</returns>
private static bool isMatrix(double[][] matrix)
{
 //空矩阵是矩阵
 if (matrix.Length < 1) return true;
 //不同行列数如果不相等,则不是矩阵
 int count = matrix[0].Length;
 for (int i = 1; i < matrix.Length; i++)
 {
  if (matrix[i].Length != count)
  {
   return false;
  }
 }
 //各行列数相等,则是矩阵
 return true;
}
/// <summary>
/// 计算一个矩阵的行数和列数
/// </summary>
/// <param name="matrix">矩阵</param>
/// <returns>数组:行数、列数</returns>
private static int[] MatrixCR(double[][] matrix)
{
 //接收到的参数不是矩阵则报异常
 if (!isMatrix(matrix))
 {
  throw new Exception("接收到的参数不是矩阵");
 }
 //空矩阵行数列数都为0
 if (!isMatrix(matrix) || matrix.Length == 0)
 {
  return new int[2] { 0, 0 };
 }
 return new int[2] { matrix.Length, matrix[0].Length };
}
/// <summary>
/// 打印矩阵
/// </summary>
/// <param name="matrix">待打印矩阵</param>
private static void PrintMatrix(double[][] matrix)
{
 for (int i = 0; i < matrix.Length; i++)
 {
  for (int j = 0; j < matrix[i].Length; j++)
  {
   Console.Write(matrix[i][j] + "\t");
   //注意不能写为:Console.Write(matrix[i][j] + '\t');
  }
  Console.WriteLine();
 }
}

5.Main函数代码及程序运行示例

static void Main(string[] args)
{
 double[][] matrix = new double[][] 
 {
  new double[] { 1, 2, 3 },
  new double[] { 4, 5, 6 },
  new double[] { 7, 8, 9 }
 };
 Console.WriteLine("原矩阵");
 PrintMatrix(matrix);
 Console.WriteLine("对称矩阵");
 PrintMatrix(SymmetricPart(matrix));
 Console.WriteLine("反称矩阵");
 PrintMatrix(SkewSymmetricPart(matrix));
 Console.ReadLine();
}

运行效果如下图所示:

希望本文所述对大家的C#程序设计有所帮助。

相关文章

  • C#中Arraylist的sort函数用法实例分析

    C#中Arraylist的sort函数用法实例分析

    这篇文章主要介绍了C#中Arraylist的sort函数用法,较为详细的分析了ArrayList的sort函数的功能、定义及具体使用技巧,具有一定参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下
    2015-10-10
  • C#计算字符串相似性的方法

    C#计算字符串相似性的方法

    这篇文章主要介绍了C#计算字符串相似性的方法,实例分析了C#计算字符串相似性的原理与算法实现技巧,具有一定参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下
    2015-07-07
  • C#文件操作、读取文件、Debug/Trace类用法

    C#文件操作、读取文件、Debug/Trace类用法

    这篇文章介绍了C#文件操作、读取文件、Debug/Trace类的用法,文中通过示例代码介绍的非常详细。对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下
    2022-03-03
  • C#数据结构之堆栈(Stack)实例详解

    C#数据结构之堆栈(Stack)实例详解

    这篇文章主要介绍了C#数据结构之堆栈(Stack),结合实例形式较为详细的分析了堆栈的原理与C#实现堆栈功能的相关技巧,具有一定参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下
    2015-11-11
  • 详解C#中检查null的语法糖

    详解C#中检查null的语法糖

    这篇文章主要为大家详细介绍了C#中检查null的语法糖,文中的示例代码讲解详细,对我们学习C#有一定帮助,感兴趣的小伙伴可以了解一下
    2022-04-04
  • Unity UGUI的VerticalLayoutGroup垂直布局组件介绍使用

    Unity UGUI的VerticalLayoutGroup垂直布局组件介绍使用

    这篇文章主要为大家介绍了Unity UGUI的VerticalLayoutGroup垂直布局组件介绍使用,有需要的朋友可以借鉴参考下,希望能够有所帮助,祝大家多多进步,早日升职加薪
    2023-07-07
  • 详解C#如何使用屏障实现多线程并发操作保持同步

    详解C#如何使用屏障实现多线程并发操作保持同步

    这篇文章主要为大家详细介绍了C#如何使用屏障实现多线程并发操作保持同步,文中的示例代码简洁易懂,具有一定的借鉴价值,有需要的小伙伴可以参考下
    2024-01-01
  • c#实现抓取高清美女妹纸图片

    c#实现抓取高清美女妹纸图片

    本文给大家分享的是一则使用c#实现抓取网络高清美女妹纸图片的代码,这么好的东西,当然不能独享,推荐给小伙伴们。
    2015-03-03
  • C#实现单例模式的6种方法小结

    C#实现单例模式的6种方法小结

    这篇文章主要介绍了C#实现单例模式的6种方法,C#中实现单例有很多种方法,本文将按顺序介绍非线程安全、完全懒汉式、线程安全和低/高性能集中版本,需要的朋友可以参考下
    2022-09-09
  • c#实现md5加密示例

    c#实现md5加密示例

    这篇文章主要介绍了md5加密,加密结果可以为32位、48位、64位,只要修改一下参数就可以实现
    2014-01-01

最新评论