/** * Gaussian elimination * @param array a matrix * @return array x solution vector */ export function gauss(a: number[][]): number[] { const row = a.length; const col = a[0].length; const m = row; // 方程的个数 const n = col - 1; // 变量的个数(最后一列是常量) /** * 先对 a 进行排序,排序规则为: * - 第 i 列对应从 i 行到最后一行的最大值,放到当前行 */ for (let i = 0; i < n; i++) { // 1. 找到这一列的最大值、已经行索引 let max = Number.MIN_SAFE_INTEGER; let maxRow; // 找到这一列的最大值、已经行索引 for (let j = i; j < m; j++) { if (Math.abs(a[j][i]) > max) { max = Math.abs(a[j][i]); maxRow = j; } } // 2. 找到这一列的最大值之后,交换行 const tmp = a[maxRow]; a[maxRow] = a[i]; a[i] = tmp; // 3. 这一行下面,在这一列上的数据全部为 0 for (let j = i + 1; j < m; j++) { // 配平系数 const c = -a[j][i] / a[i][i]; // 这一行的元素全部处理 for (let k = i; k < n + 1; k++) { a[j][k] += c * a[i][k]; } } } /** * 反向迭代,计算变量值 */ const b = new Array(n).fill(0); // 只有 n 个变量(n 后的方程直接忽略) for (let i = n - 1; i >= 0; i--) { b[i] = a[i][n] / a[i][i]; // 向上带入归零 for (let j = i - 1; j >= 0; j--) { const c = -a[j][i] / a[i][i]; a[j][i] += a[i][i] * c; a[j][n] += a[i][n] * c; } } return b; } /** * 乘法 * @param v */ export function multiply(v: number[]) { return v.reduce((r, c) => r * c, 1); }