分治法

package com.zhp.first;

/**
 * 高斯消去法和LU分解
 */
public class GSLU {
	public static final int U = 0;
	public static final int L = 1;

	public static void main(String[] args) {

		/*
		 * 解为: 
		  x = 1, y = 0, z = -1 
		 * 方程组: 
		  2x - y + z = 1 
		  4x + y - z = 5 
		  x + y + z = 0
		 * 正确结果: 
		  4.0  1.0  -1.0  5.0 
		  0.0  -1.5  1.5  -1.5 
		  0.0  0.0  2.0  -2.0
		 */

		double[][] A = new double[][] { { 2, 1, 0, 0 }, { 1, 0, 0, 1 }, { 0.5, 0.5, 1, 0 } };

		double[][] U = new double[A.length][A.length];
		U = Elimi(A, 0);
		double[][] L = new double[A.length][A.length];
		L = Elimi(A, 1);

		System.out.println("矩阵U:");
		Tools.showArray(U);
		System.out.println("矩阵L:");
		Tools.showArray(L);
	}

	/**
	 * mode = 0, U; mode = 1, L;
	 */
	public static double[][] Elimi(double[][] array, int mode) {

		// 复制一个数组作为原数组a
		double[][] a = new double[array.length][array[0].length];
		for (int i = 0; i < a.length; i++) {
			for (int j = 0; j < a[0].length; j++) {
				a[i][j] = array[i][j];
			}
		}

		int row = a.length; // 行数
		double[][] L = new double[row][row];

		// 把矩阵L的上三角赋值为0
		for (int i = 0; i < row; i++) {
			for (int j = i + 1; j < row; j++) {
				L[i][j] = 0;
			}
		}
		// 把矩阵L的对角线赋值为1
		for (int i = 0; i < row; i++) {
			L[i][i] = 1;
		}

		for (int i = 0; i < row; i++) {
			int pivotrow = i;

			// 找出当前列绝对值最大的数在哪一行(设为M)。 这是 “最大选主元法”
			for (int j = i + 1; j < row; j++) {
				if (Math.abs(a[j][i]) > Math.abs(a[pivotrow][i])) {
					pivotrow = j;
				}
			}

			// 把刚才找到的最大行(M),和当前行对调
			for (int k = i; k < a[i].length; k++) {
				double temp = a[i][k];
				a[i][k] = a[pivotrow][k];
				a[pivotrow][k] = temp;
			}

			for (int j = i + 1; j < row; j++) {
				double scale = a[j][i] / a[i][i]; // 前面的步骤已经保证比值肯定小于1
				L[j][i] = scale;
				for (int k = i; k < a[i].length; k++) {
					/*
					 * 该行第一个变为零,右侧元素按比例缩放 当前元素 = 当前元素-最大值*比例
					 */
					a[j][k] = a[j][k] - a[i][k] * scale;
				}
			}
		}

		if (mode == 0) {
			return a;
		} else {
			return L;
		}

	}

}


package com.zhp.first;

/**
 * 这是一个工具类
 */
public class Tools {

	public static void main(String[] args) {
		double[][] M = { { 1, 0, 0 }, { 2, 1, 0 }, { 0.5, 0.5, 1 } };
		double[] b = { 1, 5, 0 };
		double[] a = getA(M, b);
		System.out.println("解为:");
		showArray2(a);

	}

	/**
	 * 得到一个上三角矩阵的线性方程组的解 U is the up-triangle matrix
	 */
	public static double[] getAnswer(double[][] U) {
		int row = U.length;
		int col = U[0].length;

		// 保存答案的数组
		double[] a = new double[row];

		// 获得最后一个答案
		a[row - 1] = U[row - 1][col - 1] / U[row - 1][col - 2];

		// 获得其他所有答案
		for (int i = row - 2; i >= 0; i--) {
			int start = i + 1;
			int end = col - 2;
			double sum = 0;
			for (int j = start; j <= end; j++) {
				sum += a[j] * U[i][j];
			}
			a[i] = (U[i][col - 1] - sum) / U[i][i];
		}
		return a;
	}

	/**
	 * [M][a] = [b] M 为一个行列式 a 是一个列向量 b 是一个列向量 求 a; 方法返回a;
	 */
	public static double[] getA(double[][] M, double[] b) {
		double[] a = new double[b.length];
		if (M.length != b.length) {
			System.out.println("getA() 参数异常,M的行必须和b的行数相同");
			return a;
		}

		double[][] tem = new double[M.length][M.length + 1];
		for (int i = 0; i < M.length; i++) {
			for (int j = 0; j < M[0].length; j++) {
				tem[i][j] = M[i][j];
			}
		}
		for (int i = 0; i < b.length; i++) {
			tem[i][tem[i].length - 1] = b[i];
		}

		double[][] U = GSLU.Elimi(tem, GSLU.U);

		a = getAnswer(U);

		return a;
	}

	/** 输出一个二维数组 */
	public static void showArray(double[][] a) {
		for (int i = 0; i < a.length; i++) {
			for (double tem : a[i]) {
				System.out.print(tem + "\t");
			}
			System.out.println();
		}
	}

	/** 输出一个一位数组 */
	public static void showArray2(double[] a) {
		for (double tem : a) {
			System.out.print(tem + "\t");
		}
	}

}


package com.zhp.first;

/**
 * 这个类是求矩阵的逆的
 */
public class Inverse {

	public static void main(String[] args) {
		
		double[][] A = new double[][] { { 1, 0, 1 }, { 0, 1, 0 }, { 1, 0, 1 } };
		double[][] NI = getNi(A);
		Tools.showArray(NI);
	}

	/**
	 * 求矩阵的逆
	 * 该方法并没有检测矩阵是否是非退化的矩阵
	 * 使用时若传入一个没有逆矩阵的矩阵,得到的结果是有误的
	 */
	public static double[][] getNi(double[][] a) {
		int row = a.length;
		int col = a[0].length;

		if (row != col) {
			System.out.println("矩阵的行列数不相等,没有逆矩阵!");
		}

		// 复制一下a
		double[][] A = new double[row][col];
		for (int i = 0; i < a.length; i++) {
			for (int j = 0; j < a[0].length; j++) {
				A[i][j] = a[i][j];
			}
		}

		// 这里保存的是逆矩阵
		double[][] NI = new double[col][row];

		//	获得U和L
		double[][] U = GSLU.Elimi(A, GSLU.U);
		double[][] L = GSLU.Elimi(A, GSLU.L);

		System.out.println("L:");
		Tools.showArray(L);
		System.out.println("-----------------\n");

		// [U][Bi]=[Ii]
		double[] Bi = new double[NI.length];
		double[][] B = new double[Bi.length][row];

		// LU A' = I >> LB = I
		for (int i = 0; i < NI[0].length; i++) {
			double[] b = new double[NI.length];
			b[i] = 1;
			Bi = Tools.getA(L, b);

			System.out.println("Bi:");
			Tools.showArray2(Bi);
			System.out.println("\n-----------------\n");

			System.out.println("b:");
			Tools.showArray2(b);
			System.out.println("\n----------------\n");

			for (int j = 0; j < NI.length; j++) {
				B[j][i] = Bi[j];
			}
		}

		// UA' = B
		for (int i = 0; i < B[0].length; i++) {
			double[] b = new double[B.length];
			for (int j = 0; j < b.length; j++) {
				b[j] = B[j][i];
			}

			Bi = Tools.getA(U, b);

			System.out.println("b:");
			Tools.showArray2(b);
			System.out.println("\n----------------\n");

			for (int j = 0; j < NI.length; j++) {
				NI[j][i] = Bi[j];
			}
		}

		System.out.println("逆矩阵为:");
		Tools.showArray(NI);
		System.out.println("------------------");

		return NI;
	}
}











《餐馆点餐管理系统——基于Java和MySQL的课程设计解析》 在信息技术日益发达的今天,餐饮行业的数字化管理已经成为一种趋势。本次课程设计的主题是“餐馆点餐管理系统”,它结合了编程语言Java和数据库管理系统MySQL,旨在帮助初学者理解如何构建一个实际的、具有基本功能的餐饮管理软件。下面,我们将深入探讨这个系统的实现细节及其所涉及的关键知识点。 我们要关注的是数据库设计。在“res_db.sql”文件中,我们可以看到数据库的结构,可能包括菜品表、订单表、顾客信息表等。在MySQL中,我们需要创建这些表格并定义相应的字段,如菜品ID、名称、价格、库存等。此外,还要设置主键、外键来保证数据的一致性和完整性。例如,菜品ID作为主键,确保每个菜品的唯一性;订单表中的顾客ID和菜品ID则作为外键,与顾客信息表和菜品表关联,形成数据间的联系。 接下来,我们来看Java部分。在这个系统中,Java主要负责前端界面的展示和后端逻辑的处理。使用Java Swing或JavaFX库可以创建用户友好的图形用户界面(GUI),让顾客能够方便地浏览菜单、下单。同时,Java还负责与MySQL数据库进行交互,通过JDBC(Java Database Connectivity)API实现数据的增删查改操作。在程序中,我们需要编写SQL语句,比如INSERT用于添加新的菜品信息,SELECT用于查询所有菜品,UPDATE用于更新菜品的价格,DELETE用于删除不再提供的菜品。 在系统设计中,我们还需要考虑一些关键功能的实现。例如,“新增菜品和价格”的功能,需要用户输入菜品信息,然后通过Java程序将这些信息存储到数据库中。在显示所有菜品的功能上,程序需要从数据库获取所有菜品数据,然后在界面上动态生成列表或者表格展示。同时,为了提高用户体验,可能还需要实现搜索和排序功能,允许用户根据菜品名称或价格进行筛选。 另外,安全性也是系统设计的重要一环。在连接数据库时,要避免SQL注入攻击,可以通过预编译的PreparedStatement对象来执行SQL命令。对于用户输入的数据,需要进行验证和过滤,防止非法字符和异常值。 这个“餐馆点餐管理系统”项目涵盖了Java编程、数据库设计与管理、用户界面设计等多个方面,是一个很好的学习实践平台。通过这个项目,初学者不仅可以提升编程技能,还能对数据库管理和软件工程有更深入的理解。在实际开发过程中,还会遇到调试、测试、优化等挑战,这些都是成长为专业开发者不可或缺的经验积累
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