Gauss-Seidel迭代算法的Python实现详解

yipeiwu_com6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

Python开发WebService系列教程之REST,web.py,eurasia,Django

在Bioinformatics(生物信息学)领域,WebService是很重要的一种数据交换技术,未来必将更加重要。目前EBI所提供的WebService就分别有SOAP和REST两种方...

python中文乱码不着急,先看懂字节和字符

Python2.x使用过程中,中文乱码解决最耳熟能详的方法就是在代码前加上#-*- coding:utf-8 –*- 那么为什么需要这么做呢?什么又是字节和字符?下面我们了解下。 我来讲...

Python获取统计自己的qq群成员信息的方法

Python获取统计自己的qq群成员信息的方法

首先说明一下需要使用的工具以及技术:python3 + selenium selenium安装方法:pip install selenium 前提:获取自己的qq群成员信息,自己必须是群...

Django自定义模板过滤器和标签的实现方法

Django自定义模板过滤器和标签的实现方法

现在我们已经很熟悉Django的MTV模式了。模板(template)负责如何去展示数据,而视图(view)负责筛选出正确的数据。因此通常来说逻辑都是放到视图中的,但模板也需要一些 和表...

Python实现统计英文文章词频的方法分析

本文实例讲述了Python实现统计英文文章词频的方法。分享给大家供大家参考,具体如下: 应用介绍: 统计英文文章词频是很常见的需求,本文利用python实现。 思路分析: 1、把英文文章...