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実行列のLU分解

C言語によるサンプルソースコード
使用関数名:nag_dgetrf (f07adc)

Keyword: 実行列, LU分解

概要

本サンプルは実行列のLU分解を行うC言語によるサンプルプログラムです。 本サンプルは以下に示される行列AのLU分解を行いその結果を出力します。

実行列のデータ 

※本サンプルはNAG Cライブラリに含まれる関数 nag_dgetrf() のExampleコードです。本サンプル及び関数の詳細情報は nag_dgetrf のマニュアルページをご参照ください。
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入力データ

(本関数の詳細はnag_dgetrf のマニュアルページを参照)

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nag_dgetrf (f07adc) Example Program Data
  4  4                        :Values of M and N
  1.80   2.88   2.05  -0.89
  5.25  -2.95  -0.95  -3.80
  1.58  -2.69  -2.90  -1.04
 -1.11  -0.66  -0.59   0.80   :End of matrix A

  • 1行目はタイトル行で読み飛ばされます。
  • 2行目に行列Aの行数(m)と列数(n)を指定しています。
  • 3〜6行目に行列Aの要素を指定しています。

出力結果

(本関数の詳細はnag_dgetrf のマニュアルページを参照)

この出力例をダウンロード
nag_dgetrf (f07adc) Example Program Results

 Details of factorization
            1          2          3          4
 1      5.2500    -2.9500    -0.9500    -3.8000
 2      0.3429     3.8914     2.3757     0.4129
 3      0.3010    -0.4631    -1.5139     0.2948
 4     -0.2114    -0.3299     0.0047     0.1314

ipiv
     2      2      3      4 

  • 5〜9行目にLU分解の結果が出力されています。
  • 12行目にピボット指数が出力されています。

ソースコード

(本関数の詳細はnag_dgetrf のマニュアルページを参照)

※本サンプルソースコードはNAG数値計算ライブラリ(Windows, Linux, MAC等に対応)の関数を呼び出します。
サンプルのコンパイル及び実行方法


このソースコードをダウンロード
/* nag_dgetrf (f07adc) Example Program.
 *
 * CLL6I261D/CLL6I261DL Version.
 *
 * Copyright 2017 Numerical Algorithms Group.
 *
 * Mark 26.1, 2017.
 */

#include <stdio.h>
#include <nag.h>
#include <nag_stdlib.h>
#include <nagf07.h>
#include <nagx04.h>

int main(void)
{

  /* Scalars */
  Integer i, ipiv_len, j, m, n, pda;
  Integer exit_status = 0;
  NagError fail;
  Nag_OrderType order;

  /* Arrays */
  double *a = 0;
  Integer *ipiv = 0;
#ifdef NAG_LOAD_FP
  /* The following line is needed to force the Microsoft linker
     to load floating point support */
  float force_loading_of_ms_float_support = 0;
#endif /* NAG_LOAD_FP */

#ifdef NAG_COLUMN_MAJOR
#define A(I, J) a[(J-1)*pda + I - 1]
  order = Nag_ColMajor;
#else
#define A(I, J) a[(I-1)*pda + J - 1]
  order = Nag_RowMajor;
#endif

  INIT_FAIL(fail);

  printf("nag_dgetrf (f07adc) Example Program Results\n\n");

  /* Skip heading in data file */
  scanf("%*[^\n] ");

  scanf("%ld%ld%*[^\n] ", &m, &n);
  ipiv_len = MIN(m, n);
#ifdef NAG_COLUMN_MAJOR
  pda = m;
#else
  pda = n;
#endif

  /* Allocate memory */
  if (!(a = NAG_ALLOC(m * n, double)) ||
      !(ipiv = NAG_ALLOC(ipiv_len, Integer)))
  {
    printf("Allocation failure\n");
    exit_status = -1;
    goto END;
  }

  /* Read A from data file */
  for (i = 1; i <= m; ++i) {
    for (j = 1; j <= n; ++j)
      scanf("%lf", &A(i, j));
  }
  scanf("%*[^\n] ");

  /* Factorize A */
  /* nag_dgetrf (f07adc).
   * LU factorization of real m by n matrix
   */
  nag_dgetrf(order, m, n, a, pda, ipiv, &fail);
  if (fail.code != NE_NOERROR) {
    printf("Error from nag_dgetrf (f07adc).\n%s\n", fail.message);
    exit_status = 1;
    goto END;
  }
  /* Print details of factorization */
  /* nag_gen_real_mat_print (x04cac).
   * Print real general matrix (easy-to-use)
   */
  fflush(stdout);
  nag_gen_real_mat_print(order, Nag_GeneralMatrix, Nag_NonUnitDiag, m, n, a,
                         pda, "Details of factorization", 0, &fail);
  if (fail.code != NE_NOERROR) {
    printf("Error from nag_gen_real_mat_print (x04cac).\n%s\n", fail.message);
    exit_status = 1;
    goto END;
  }

  /* Print pivot indices */
  printf("\nipiv\n");
  for (i = 1; i <= MIN(m, n); ++i)
    printf("%6ld%s", ipiv[i - 1], i % 7 == 0 ? "\n" : " ");
  printf("\n");

END:
  NAG_FREE(a);
  NAG_FREE(ipiv);
  return exit_status;
}


Results matter. Trust NAG.

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