Gauss-Seidel迭代算法的Python实现详解

yipeiwu_com5年前Python基础
import numpy as np
import time

1.1 Gauss-Seidel迭代算法

def GaussSeidel_tensor_V2(A,b,Delta,m,n,M):
start=time.perf_counter()
find=0
X=np.ones(n)
d=np.ones(n)
m1=m-1
m2=2-m
for i in range(M):
print('X',X)
x=np.copy(X)
#迭代更新
for j in range(n):
a=np.copy(A)
for k in range(m-2):
a=np.dot(a,x)
for k in range(n):
d[k]=a[k,k]
a[k,k]=m2*a[k,k] 
x[j]=(b[j]-np.dot(a[j],x))/(m1*d[j])
#判断是否满足精度要求
if np.max(np.fabs(X-x))<Delta:
find=1
break 
X=np.copy(x)
end=time.perf_counter()
print('时间:',end-start)
print('迭代',i)
return X,find,i,end-start

1.2张量A的生成函数和向量b的生成函数:

def Creat_A(m,n):#生成张量A
size=np.full(m, n)
X=np.ones(n)
while 1:
#随机生成给定形状的张量A
A=np.random.randint(-49,50,size=size)
#判断Dx**(m-2)是否非奇异,如果是,则满足要求,跳出循环
D=np.copy(A)
for i1 in range(n):
for i2 in range(n):
if i1!=i2:
D[i1,i2]=0
for i in range(m-2):
D=np.dot(D,X)
det=np.linalg.det(D)
if det!=0:
break
#将A的对角面张量扩大十倍,使对角面占优
for i1 in range(n):
for i2 in range(n):
if i1==i2:
A[i1,i2]=A[i1,i2]*10
print('A:')
print(A)
return A
#由A和给定的X根据Ax**(m-1)=b生成向量b
def Creat_b(A,X,m):
a=np.copy(A)
for i in range(m-1):
a=np.dot(a,X)
print('b:')
print(a)
return a

1.3 对称张量S的生成函数:

def Creat_S(m,n):#生成对称张量B
size=np.full(m, n)
S=np.zeros(size)
print('S',S)
for i in range(4):
#生成n为向量a
a=np.random.random(n)*np.random.randint(-5,6)
b=np.copy(a)
#对a进行m-1次外积,得到秩1对称张量b
for j in range(m-1):
b=outer(b,a)
#将不同的b叠加得到低秩对称张量S
S=S+b
print('S:')
print(S)
return S
def outer(a,b):
c=[]
for i in b:
c.append(i*a)
return np.array(c)
return a

1.4 实验二

def test_2():
Delta=0.01#精度
m=3#A的阶数
n=3#A的维数
M=200#最大迭代步数
X_real=np.array( [2,3,4])
A=Creat_A(m,n) 
b=Creat_b(A,X_real,m)
GaussSeidel_tensor_V2(A,b,Delta,m,n)

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持【听图阁-专注于Python设计】。

相关文章

Django框架文件上传与自定义图片上传路径、上传文件名操作分析

本文实例讲述了Django框架文件上传与自定义图片上传路径、上传文件名操作。分享给大家供大家参考,具体如下: 文件上传 1、创建上传文件夹 在static文件夹下创建uploads用于存...

Python中的__SLOTS__属性使用示例

看python社区大妈组织的内容里边有一篇讲python内存优化的,用到了__slots__。然后查了一下,总结一下。感觉非常有用 python类在进行实例化的时候,会有一个__dict...

Python中安装easy_install的方法

Python中安装easy_install的方法

easy_install是一个python的扩展包,主要是用来简化python安装第三方安装包,在安装了easy_install之后,安装python第三方安装包就只需要在命令行中输入:...

python tkinter基本属性详解

python tkinter基本属性详解

1.外形尺寸 尺寸单位:只用默认的像素或者其他字符类的值!,不要用英寸毫米之类的内容。 btn = tkinter.Button(root,text = '按钮') # 设置按钮尺寸...

Python-Seaborn热图绘制的实现方法

Python-Seaborn热图绘制的实现方法

制图环境: pycharm python-3.6 Seaborn-0.8 热图 import numpy as np import seaborn as sns import...