Muy buen día a todos!
Les comento que he encontrado un código en internet para solucionar sistemas de ecuaciones lineales en C++ utilizacion la factorización LU pero hay una parte que no entiendo. Les muestro dicho fragmento (el original):
for(i=0;i<n;i++)
{
for(j=0;j<n;j++)
{
sum=0;
if(i<=j)
{
for(k=0;k<n;k++)
if(k!=i)
sum=sum+l[i][k]*u[k][j];
u[i][j]=a[i][j]-sum;
}
else
{
for(k=0;k<n;k++)
if(k!=j)
sum=sum+l[i][k]*u[k][j];
l[i][j]=(a[i][j]-sum)/u[j][j];
}
}
}
Y ahora les muestro el que yo edité:
for(i=0;i<n;i++){
for(j=0;j<n;j++){
sum=0;
if(i<=j){ //Es decir, solo se llenan los elementos de la diagonal y encima de ella para U
for(k=0;k<n;k++){
if(k!=i){
sum=sum+L[i][k]*U[k][j];
}else {
U[i][j]=A[i][j]-sum; //Llenado de elementos restantes de U
}
}
} else{ //Es decir, solo se llenan los elementos debajo de la diagonal para L
for(k=0;k<n;k++){
if(k!=j){
sum=sum+L[i][k]*U[k][j];
}else {
L[i][j]=(A[i][j]-sum)/U[j][j]; //Llenado de elementos restantes de L
}
}
}
}
}
Preguntas:
Ambos códigos funcionan correctamente pero mi pregunta es, por qué? Ya que el que yo edité tiene un par de 'else' más y no entiendo porque el original corre sin ellos.
Allí se usa una variable de iteración k. En el segundo if indica que el código dentro de éste sólo se ejecutará si k es diferente de i. ¿Por qué es esto? Por qué k no puede ser igual a i? Y cómo se llena el elemento en el caso de que i sea igual a k?
Ahora muestro el código completo:
#include<iostream>
#include<stdio.h>
int main(){
int i=0,j=0,k=0,n=0;
std::cout << "\t\tDESCOMPOSICION LU";
std::cout << std::endl;
std::cout << std::endl;
std::cout << "El orden de la matriz debe ser mayor o igual que 2 y entero." << std::endl;
std::cout << "Ingresa el orden de la matriz: ";
std::cin >> n;
//Comprobacion de ingreso de un valor correcto para el orden de la matriz
if(n<=1){
std::cout << std::endl;
std::cout << "No ha ingresado un valor correcto. Cerrando el programa...";
std::cout << std::endl;
return 0;
} else {
float A[n][n]={0}, B[n]={0}, X[n]={0}, L[n][n]={0}, Y[n]={0}, U[n][n]={0},sum=0;
std::cout << "La matriz es de " << n << "x" << n <<".";
std::cout << std::endl << std::endl;
//Obtencion de los elementos de la matriz A de coeficientes
std::cout<<"Ingrese los coeficientes de la matriz A de coeficientes: ";
std::cout << std::endl;
for(i=0;i<n;i++){
for(j=0;j<n;j++){
std::cout << "Ingrese el elemento A["<<i+1<<"]["<<j+1<<"]: ";
std::cin >> A[i][j];
}
}
std::cout << std::endl;
//Obtencion de los elementos de la matriz B
std::cout << "Ingrese la matriz B:" << std::endl;
for(i=0;i<n;i++){
std::cout << "Ingrese el elemento B["<<i+1<<"]: ";
std::cin >> B[i];
}
//Descomposicion LU
//Llenado de ceros y unos en posiciones conocidas
for(i=0;i<n;i++){
for(j=0;j<n;j++)
if(i>j){
U[i][j]=0; //Ceros debajo de la diagonal para la matriz U
}
else if(i==j){
L[i][j]=1; //Unos en la diagonal de L
} else{
L[i][j]=0; //Ceros encima de la diagonal para la matriz L
}
}
for(i=0;i<n;i++){
for(j=0;j<n;j++){
sum=0;
if(i<=j){ //Es decir, solo se llenan los elementos de la diagonal y encima de ella para U
for(k=0;k<n;k++){
if(k!=i){
sum=sum+L[i][k]*U[k][j];
}else {
U[i][j]=A[i][j]-sum; //Llenado de elementos restantes de U
}
}
} else{ //Es decir, solo se llenan los elementos debajo de la diagonal para L
for(k=0;k<n;k++){
if(k!=j){
sum=sum+L[i][k]*U[k][j];
}else {
L[i][j]=(A[i][j]-sum)/U[j][j]; //Llenado de elementos restantes de L
}
}
}
}
}
printf("\n\n L =");
for(i=0;i<n;i++)
{
for(j=0;j<n;j++)
printf ("%10.2f",L[i][j]);
printf("\n ");
}
printf("\n\n U =");
for(i=0;i<n;i++)
{
for(j=0;j<n;j++)
printf ("%10.2f",U[i][j]);
printf("\n ");
}
Y[0]=B[0]/L[0][0];
for(i=1;i<n;i++)
{
sum=0;
for(j=0;j<i;j++)
{
sum=sum+Y[j]*L[i][j];
}
Y[i]=B[i]-sum;
}
printf("\n\n Y =");
for(i=0;i<n;i++)
{
printf ("%10.2f",Y[i]);
printf("\n ");
}
X[n-1]=Y[n-1]/U[n-1][n-1];
for(i=n-2;i>=0;i--){
sum=0;
for(j=n-1;j>i;j--)
sum=sum+X[j]*U[i][j];
X[i]=(Y[i]-sum)/U[i][i];
}
printf("\nLa solucion es :\n");
for(i=0;i<n;i++)
printf("\n x[%d] = %.2f ",i+1,X[i]);
printf("\n\n");
}
}
Tal vez se estén preguntando por el uso de cout y printf en el mismo código. Sucede que, como ya mencioné, el código lo encontré en internet y lo he ido cambiando a medida que voy entendiendo línea por línea. Como no he comprendido el fragmento en cuestión, aún no he editado las líneas siguientes a éste.
Muchas gracias por su ayuda!