Текст подпрограммы и версий afg6r_p.zip , afg6e_p.zip , afg6c_p.zip , afg6z_p.zip |
Тексты тестовых примеров tafg6r_p.zip , tafg6e_p.zip , tafg6c_p.zip , tafg6z_p.zip |
Приведение вещественной матрицы к верхней форме Хессенберга элементарными неортогональными преобразованиями подобия.
Подпрограмма АFG6R осуществляет приведение вещественной матрицы А порядка N к верхней форме Хессенберга Н.
Подпрограмма АFG6R требует задания чисел LОW и IGН, удовлетворяющих условию
ai j = 0 , ecли i > j и ecли 1 ≤ j < LOW или IGH < i ≤ N ,
которое означает, что первые (LОW - 1) столбцов и последние (N - IGН) строк матрицы А имеют верхнюю треугольную форму.
Тогда достаточно будет привести к верхней форме Хессенберга только подматрицу матрицы А, расположенную в строках и столбцах с номерами от LОW до IGН.
Приведение к форме Хессенберга осуществляется с помощью последовательности элементарных устойчивых преобразований подобия
Aj = Nj-1 Ij j ' Aj -1 Ij j ' Nj , j = LOW+1, LOW+2, ... , IGH-1 , где АLОW = А , Ij j ' - элементарная матрица перестановок , Nj - элементарная матрица с элементами { Nj }i j = ni j , i = j +1, j +2, ... , IGH , { Nj }i k = δi k в остальных позициях .
Информация о выполненных преобразованиях запоминается и может быть использована потом для восстановления собственных векторов исходной матрицы.
Уилкинсон, Райнш. "Справочник алгоритмов на языке АЛГОЛ. Линейная алгебра." М.: Машиностроение, 1976.
procedure AFG6R(NM :Integer; N :Integer; LOW :Integer; IGH :Integer; var A :Array of Real; var INT :Array of Integer);
Параметры
NM - | число строк двумерного массива А, указанное при описании этого массива в вызывающей подпрограмме (тип: целый); |
N - | порядок исходной матрицы, N ≤ NМ (тип: целый); |
LOW - IGH |
заданные граничные индексы строк и столбцов
подматрицы исходной матрицы, которую
требуется привести к форме Хессенберга (тип: целый); если матрица масштабировалась, то LОW, IGН - выходные параметры подпрограммы AMB1R , в общем случае можно взять LОW = 1, IGН = N; |
A - | вещественный двумерный массив размерности NM * N, содержащий в своих первых N строках исходную матрицу; в результате работы подпрограммы массив А содержит вычисленную матирцу Хессенберга, а в остальной части массива А в столбцах с номерами j = LОW, LОW + 1, ..., IGН - 2 запоминается информация об использованных элементарных преобразованиях, причем элементы ni j, i = j + 1, j + 2, ..., IGН, определяющие матрицу Nj, запоминаются в ( j - 1) - ом столбце; |
INT - | целочисленный вектор длины IGН, в котором запоминается информация о выполненных перестановках строк и столбцов, причем элемент вектора INТ ( j ), j = LОW + 1, LОW + 2, ..., IGН - 1 содержит номер строки, переставленной с j - ой строкой текущей матрицы на j - ом шаге преобразования. |
Версии
AFG6E - | приведение к верхней форме Хессенберга элементарными неортогональными (неунитарными) преобразованиями вещественной матрицы, заданной с расширенной (Extended) точностью. |
AFG6C - | приведение к верхней форме Хессенберга элементарными неортогональными (неунитарными) преобразованиями комплексной матрицы (см. замечания по использованию). |
AFG6Z - | приведение к верхней форме Хессенберга элементарными неортогональными (неунитарными) преобразованиями комплексной матрицы, заданной с расширенной (Extended) точностью (см. замечения по использованию). |
Вызываемые подпрограммы: нет
Замечания по использованию
1. |
В подпрограмме АFG6E параметр А имеет тип Extended. | |
2. |
В подпрограмме АFG6С исходная комплексная матрица
порядка N задается в двух вещественных массивах АR и
АI размеров NМ * N, содержащих в своих первых N
строках ее вещественную и мнимую части соответственно. procedure AFG6C(NM :Integer; N :Integer; LOW :Integer; IGH :Integer; var AR :Array of Real; var AI :Array of Real; var INT :Array of Integer); | |
3. | Подпрограмма АFG6Р имеет такие же параметры, как и подпрограмма АFG6С, только при этом АR и АI имеют тип Extended. |
Unit tafg6r_p; interface uses SysUtils, Math, { Delphi } Lstruct, Lfunc, UtRes_p, AFG6R_p; function tafg6r: String; implementation function tafg6r: String; var J,I,_i :Integer; INT :Array [0..3] of Integer; const A :Array [0..15] of Real = ( 8.0,16.0,64.0,32.0,-4.0,12.0,16.0,16.0,1.0,21.0, 28.0,20.0,16.0,48.0,64.0,64.0 ); begin Result := ''; { результат функции } INT[0] := 0; INT[3] := 0; AFG6R(4,4,1,4,A,INT); Result := Result + #$0D#$0A; for I:=1 to 4 do begin for J:=1 to 4 do begin Result := Result + Format(' A= + #$0D#$0A%20.16f ', [A[(I-1)+(J-1)*4]]) + #$0D#$0A; end; end; Result := Result + #$0D#$0A; Result := Result + Format('%s',[' INT=']); Result := Result + #$0D#$0A; for _i:=0 to 3 do begin Result := Result + Format('%10d ',[INT[_i]]); if ( ((_i+1) mod 4)=0 ) then Result := Result + #$0D#$0A; end; Result := Result + #$0D#$0A; UtRes('tafg6r',Result); { вывод результатов в файл tafg6r.res } exit; end; end. Результаты: | 8.00 8.00 8. 16. | | 64.00 64.00 64. 64. | A = | 0.25 32.00 32. 32. | , | 0.50 0.75 8. 8. | INT = (0, 3, 3, 0)T . Это означает, что H = N3- 1 I3, 3 N2- 1 I2, 3 A I2, 3 N2 I3, 3 N3 = | 8. 8. 8. 16 | | 64. 64. 64. 64. | = | 0. 32. 32 32. | , | 0. 0. 8. 8. | при этом | 1 0 0 0 | | 0 1 0 0 | N2 = | 0 0.25 1 0 | , | 0 0.5 0 1 | | 1 0 0 0 | | 0 1 0 0 | N3 = | 0 0 1 0 | . | 0 0 0.75 1 |