C语言实现(不同阶数的)矩阵求逆（已用350个2-8阶的矩阵测试）

1、生成测试文件的代码

测试文件：

fp = fopen("Array_Test_Document.txt","r");

文件名为Array_Test_Document.txt  ，如果想要更换自己测试数据，仅需要在同一个目录下生成一个名为Array_Test_Document.txt 的文件，在文件中写入矩阵数据，每行为一个矩阵，每个元素之间用空格隔开。

#include
#include
#include
#include//该代码是创建了一个文件，文件的内容是2-8阶的可逆矩阵，每个阶数的矩阵各50个。
//文件的每一行都是一个矩阵，每个矩阵的元素之间用空格分开。void Write_to_file(FILE *fp);
float HlsCalculate(float **x,const int row,const int column);
int main(){FILE *fp;int i,j,k;//设置随机数srand((unsigned)time(NULL));fp = fopen("Array_Test_Document.txt","w");if (fp != NULL){Write_to_file(fp);}else{printf("文件打开失败：\n");}fclose(fp);return 0;
}//求行列式
float HlsCalculate(float **x,const int row,const int column){float hls = 0;float **c;int i,j,k;//动态分配二维数组c = (float **)malloc(sizeof(float *) * row);//分配列数for(j = 0;j < row;j++){c[j] = (float *)malloc(sizeof(float) * column);}//1阶2阶行列式计算if(row == 1){return x[0][0];}if(row == 2){float z = x[0][0]*x[1][1] - x[0][1]*x[1][0];//printf("2dimention hls= %f\n",k);return z;}//3阶以上求行列式for(j = 0;j < row ;j++){for(i = 0 ; i < column - 1;i++){for(k = 0 ; k < row - 1;k++){if(k=j)c[i][k] = (float)x[i+1][k+1];}}hls += pow(-1,j)*x[0][j]*HlsCalculate(c,row-1,column-1);}//printf("原矩阵的行列式 = %f\n",hls);return hls;
}//将行列式不为0的矩阵写入文件
void Write_to_file(FILE *fp){int i,j,k;i = 0;//矩阵的阶数int matrix_size;//接受随机数值的临时变量int  a;//count 用于记录每个维度的矩阵写入文件的个数int count;count = 0;do{//int matrix_size;//设置生成矩阵的维度matrix_size = 2;matrix_size += count / 50;if(matrix_size == 9){break;}//动态分配一个二维数组float **p1;//分配行数p1 = (float **)malloc(sizeof(float *) * matrix_size);//分配列数for(j = 0;j < matrix_size;j++){p1[j] = (float *)malloc(sizeof(float) * matrix_size);}//给数组中放入随机值for(j = 0;j < matrix_size;j++){for(k = 0;k < matrix_size;k++){//rand()%10 是设置数组中元素的值为0-10之间a = rand()%10;p1[j][k] = a;}}//求矩阵的行列式，如果行列式的绝对值在1 - pow(10,matrix_size)之间则将该数据写入文件//determinant 用于接受矩阵的行列式值float determinant;determinant = HlsCalculate(p1,matrix_size,matrix_size);if((determinant >= -pow(10,matrix_size) && determinant <= -1) ||(determinant <= pow(10,matrix_size) && determinant >= 1)){count ++;for(j = 0;j < matrix_size;j++){for(k = 0 ; k < matrix_size;k++){fprintf(fp,"%.2f",p1[j][k]);fprintf(fp," ");}}fputc('\n',fp);}free(p1);// matrix_size < 9 是指写入的可逆矩阵维度在2-8之间}while(matrix_size  < 9);  }

2、部分测试文件截图

3、C代码实现矩阵求逆，用生成的测试文件测试代码

#include
#include
#includevoid inverseArr(float **inverse,float **result,int N);
float HlsCalculate(float **x,const int row,const int column);void mulMatrix(float **a,float **b,const int row);int main(){int i,j,k,count;	//打开文件FILE *fp;fp = fopen("Array_Test_Document.txt","r");if(fp == NULL){printf("文件打开失败：");return -1;}count =0;while(++count <= 350){int row = 2 + (count-1)/50;int column = 2 + (count-1)/50;int i,j,k;//(0000000)动态分配一个二维数组,增广矩阵float **inverse;//分配行inverse = (float **)malloc(sizeof(float *) * row); //分配列数                 for(j = 0;j < row;j++){inverse[j] = (float *)malloc(sizeof(float)* column * 2);}//(1111111)动态分配一个二维数组,用于保存计算得到的逆矩阵float **ni_matrix;//分配行ni_matrix = (float **)malloc(sizeof(float *) * row); //分配列数                 for(j = 0;j < row;j++){ ni_matrix[j] = (float *)malloc(sizeof(float)* column );}//(2222222)动态分配一个二维数组,用于保存测试文件中的矩阵元素float **a;//分配行a = (float **)malloc(sizeof(float *) * row); //分配列数                 for(j = 0;j < row;j++){ a[j] = (float *)malloc(sizeof(float)* column );}//读取文件中的数据for(i = 0 ; i < row;i++){for(j = 0;j < column; j++){fscanf(fp,"%f",&a[i][j]);}}//打印原矩阵printf("第 %d 个矩阵\n",count);printf("==========原矩阵==========\n");for( i = 0; i < row ;i++){for(j = 0 ; j < column ; j++){printf("%6.2f ",a[i][j]);}printf("\n");}//求原矩阵的行列式,判断是否可逆//if行列式==0 则不可逆float  hls;hls = HlsCalculate(a,row,column);//printf("&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&7&&&&行列式 = %.2f\n",hls);if(hls == 0){printf("该方阵的行列式==0，不可逆\n");continue;}//初始化增广矩阵//float inverse[N][2*N] = {0};for(i = 0 ; i < row;i++){for(j = 0 ; j < 2 * column;j++){if(i < row && j < row){inverse[i][j] = a[i][j];}else if(i + row== j){inverse[i][j] = 1.00;}else {inverse[i][j] = 0.00;}}}//求逆矩阵，并打印inverseArr(inverse,ni_matrix,row);//打印printf("==========逆矩阵==========\n");for( i = 0; i < row ;i++){for(j = 0 ; j < row ; j++){printf("%6.2f ",ni_matrix[i][j]);}printf("\n");}//原矩阵与逆矩阵的乘法运算,并输出结果矩阵mulMatrix(a,ni_matrix,row);free(a);free(inverse);free(ni_matrix);}}//矩阵乘法void mulMatrix(float **a,float **b,const int row){int k ,i,j,p;k = row;int len = 0;//value1 用于保存矩阵的某一行和一列元素的相乘积的和float value1 = 0;//动态分配一个二维数组,用于保存矩阵乘法的结果float **c;//分配行c = (float **)malloc(sizeof(float *) * row); //分配列数                 for(j = 0;j < row;j++){ c[j] = (float *)malloc(sizeof(float)* row );}
/*for(i = 0 ; i < k ;i++){for(j = 0 ;j < k ;j++){c[i][j] = 0;}}*/for( i = 0; i < k;i++){for( j = 0;j < k ;j++){for( p = 0 ; p < k;p++){value1 += a[i][p] * b[p][j];}c[i][len++] = value1;value1 = 0;if(len == k){len =0;} }	}	//打印矩阵乘法的结果printf("====================原矩阵与逆矩阵的乘积================\n");for(int i = 0; i < k;i++){for(int j = 0;j < k ;j++){printf("%6.2f ",c[i][j]);} printf("\n");}free(c);
}//求行列式
float HlsCalculate(float **x,const int row,const int column){float hls = 0;int i ,j , k ;//动态分配一个二维数组float **c;c = (float **)malloc(sizeof(float *) * row); for(j = 0;j < row;j++){c[j] = (float *)malloc(sizeof(float)* column);}if(row == 1){return x[0][0];}if(row == 2){float k = x[0][0]*x[1][1] - x[0][1]*x[1][0];//printf("2dimention hls= %f\n",k);return k;}//求行列式for(j = 0;j < row ;j++){for(i = 0 ; i < column - 1;i++){for(k = 0 ; k < row - 1;k++){if(k=j)c[i][k] = x[i+1][k+1];}}hls += pow(-1,j)*x[0][j]*HlsCalculate(c,row-1,column-1);}//printf("原矩阵的行列式 = %f\n",hls);free(c);return hls;
}//求逆
void inverseArr(float **inverse,float **result,int N){int i , j ,k;//float temp[2*N] ={0};for(i = 0 ;i < N ;i++){if(inverse[i][i] == 0){for(j = i + 1 ;j < N ;j++){if(inverse[j][i] != 0){break;}}for(k = 0; k < 2*N;k++){inverse[i][k] += inverse[j][k]; }}float tmp = inverse[i][i];//if(inverse[i][i] != 1){for(k = 0;k<2*N;k++){inverse[i][k] /= tmp;}}//化为上三角矩阵for(j=i+1;j=0 ; i--){for(j = N - 1;j>i;j--){	if(inverse[i][j] == 0){continue;}float tmp = inverse[i][j];for(k = j;k< 2*N;k++){inverse[i][k] -= inverse[j][k]*tmp;}}}//保存在结果数组中for( i = 0; i < N ;i++){for(j = 0 ; j < N ; j++){result[i][j] = inverse[i][j+N];}}} 

4、代码环境Linux

5、部分实验结果截图

 gitee路径：

C语言: 0-1，C语言学习路程 - Gitee.com

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