java实现N阶行列式求解

import java.text.DecimalFormat;

/***
 * N阶行列式求解
 * @author imlilu
 *
 */
public class Test {

	public static void main(String[] args) {
//		double[][] test = {{2,1,-1},{4,-1,1},{201,102,-99}}; 			结果为-18
//		double[][] test = {{1,1,-1,3},{-1,-1,2,1},{2,5,2,4},{1,2,3,2}};  结果为33
//		double[][] test = {{1,0,-1,2},{-2,1,3,1},{0,1,0,-1},{1,3,4,-2}}; 结果为31
		//结果为12
		double[][] test = {{1,-1,2,-3,1},{-3,3,-7,9,-5},{2,0,4,-2,1},{3,-5,7,-14,6},{4,-4,10,-10,2}};
		double result;
		try {
			result = mathDeterminantCalculation(test);
			System.out.println(result);
		} catch (Exception e) {
			System.out.println("不是正确的行列式！！");
		}
	}
	
	/***
	 * 求行列式的算法
	 * @param value 需要算的行列式
	 * @return 计算的结果
	 */
	public static double mathDeterminantCalculation(double[][] value) throws Exception{
		if (value.length == 1) {
			//当行列式为1阶的时候就直接返回本身
			return value[0][0];
		}else if (value.length == 2) {
			//如果行列式为二阶的时候直接进行计算
			return value[0][0]*value[1][1]-value[0][1]*value[1][0];
		}
		//当行列式的阶数大于2时
		double result = 1;
		for (int i = 0; i < value.length; i++) {       
			//检查数组对角线位置的数值是否是0，如果是零则对该数组进行调换，查找到一行不为0的进行调换
			if (value[i][i] == 0) {
				value = changeDeterminantNoZero(value,i,i);
				result*=-1;
			}
			for (int j = 0; j <i; j++) {
				//让开始处理的行的首位为0处理为三角形式
				//如果要处理的列为0则和自己调换一下位置，这样就省去了计算
				if (value[i][j] == 0) {
					continue;
				}
				//如果要是要处理的行是0则和上面的一行进行调换
				if (value[j][j]==0) {
					double[] temp = value[i];
					value[i] = value[i-1];
					value[i-1] = temp;
					result*=-1;
					continue;
				}
				double  ratio = -(value[i][j]/value[j][j]);
				value[i] = addValue(value[i],value[j],ratio);
			}
		}
		DecimalFormat df = new DecimalFormat(".##");
		return Double.parseDouble(df.format(mathValue(value,result)));
	}
	
	/**
	 * 计算行列式的结果
	 * @param value
	 * @return
	 */
	public static double mathValue(double[][] value,double result) throws Exception{
		for (int i = 0; i < value.length; i++) {
			//如果对角线上有一个值为0则全部为0，直接返回结果
			if (value[i][i]==0) {
				return 0;
			}
			result *= value[i][i];
		}
		return result;
	}
	
	/***
	 * 将i行之前的每一行乘以一个系数，使得从i行的第i列之前的数字置换为0
	 * @param currentRow 当前要处理的行
	 * @param frontRow i行之前的遍历的行
	 * @param ratio 要乘以的系数
	 * @return 将i行i列之前数字置换为0后的新的行
	 */
	public static double[] addValue(double[] currentRow,double[] frontRow, double ratio)throws Exception{
		for (int i = 0; i < currentRow.length; i++) {
			currentRow[i] += frontRow[i]*ratio;
		}
		return currentRow;
	}
	
	/**
	 * 指定列的位置是否为0，查找第一个不为0的位置的行进行位置调换，如果没有则返回原来的值
	 * @param determinant 需要处理的行列式
	 * @param line 要调换的行
	 * @param row 要判断的列
	 */
	public static double[][] changeDeterminantNoZero(double[][] determinant,int line,int row)throws Exception{
		for (int j = line; j < determinant.length; j++) {
			//进行行调换
			if (determinant[j][row] != 0) {
				double[] temp = determinant[line];
				determinant[line] = determinant[j];
				determinant[j] = temp;
				return determinant;
			}
		}
		return determinant;
	}
}