matlab矩阵对角最大化实现

前言及实现

本文说的对角最大化不是传统意义上的"对角占优"!更像是一级一级分解下的对角最大化。多说无益,描述一个例子即可明白:

有这样一个矩阵:

\left( \begin{matrix} 10 & -1 & 2 & 0 \\ -1 & 3 & -1 & 11 \\ 10 & -1 & 2 & -1 \\ 0 & 3 & 8 & -1 \end{matrix} \right)

都一步:找出所有元素中绝对值最大的,是11,它在(2,4)的位置。把11换到a_{11}的位置:第1行与第2行交换,第1列与第4列交换。得到:

\left( \begin{matrix} \color{red}{11} & 3 & -1 & -1 \\ 0 & -1 & 2 & 10 \\ -1 & -1 & 2 & 10 \\ -1 & 3 & 8 & 0 \end{matrix} \right)

第二步:第一对角元素最大化搞定后,不再看第1行和第1列(从视线上划去),从剩下第2行第2列及以后看起。重复第一步操作:找到绝对值最大的是10(有重复就选最后一个),它在(3,4)。把10换到a_{22}的位置:第2行与第3行换,第2列与第4列换。得到:

\left( \begin{matrix} \color{red}{11} & -1 & -1 & 3 \\ -1 & \color{red}{10}& 2 & -1 \\ 0 & 10 & 2 & -1 \\ -1 & 0 & 8 & 3 \end{matrix} \right)

第三步:同理,从第3行第3列及以后看起。绝对值最大的是8,它在(4,3)。把8换到a_{33}的位置:第3行与第4行换,第3列与第3列换(只是为了保持操作一致而已,好编程)。得到:

\left( \begin{matrix} \color{red}{11} & -1 & -1 & 3 \\ -1 & \color{red}{10}& 2 & -1 \\ -1 & 0 & \color{red}{8} & 3 \\ 0 & 10 & 2 & -1 \end{matrix} \right)

还剩最后一个,就不动了。示例的操作就此结束。下面用matlab编程实现一下:

A = [10 -1 2 0;-1 3 -1 11;10 -1 2 -1;0 3 8 -1];

% 获取系数矩阵的尺寸
[row,col] = size(A);

flag = 1;
while 1
    Atmp = abs(A);  % 对Atmp的搜索范围随着flag增大而减小
    [maxrow,maxcol] = find( Atmp == max(max(Atmp(flag:row,flag:col))) ); % 绝对值最大值坐标
    maxrow = maxrow(end);
    maxcol = maxcol(end);  % 会有多个相同最大值的情况, 统一取最后一个
    % 换行:  
    A([flag maxrow],:) = A([maxrow flag],:)
    % 换列: 
    A(:,[flag maxcol]) = A(:,[maxcol,flag])
    
    flag = flag + 1;
    if flag > row-1
        break;
    end
end

A

效果:

A =

   11    -1    -1     3
   -1    10     2    -1
   -1     0     8     3
    0    10     2    -1

有2点需要注意:

  • 最终结果不一定对角占优的:因为每次划去(不看)的行和列中有可能比考察范围内元素绝对值都大的情况!如例子最终的第4行:10 > -1

  • 最终结果不一定对角都是非0元素:很好想象!举一个例子:

\left( \begin{matrix} 11 & 0 & 3 \\ 5 & 8 & -4 \\ 2 & 7 & \color{red}{0} \end{matrix} \right)

这个矩阵调完之后还是它本身,所以最后面那个对角元素还是0!但是:如果原矩阵不是稀疏矩阵,那对角0元素最多出现1个,也就是最后那个对角元素。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 204,189评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,577评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 150,857评论 0 337
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,703评论 1 276
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,705评论 5 366
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,620评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,995评论 3 396
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,656评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,898评论 1 298
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,639评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,720评论 1 330
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,395评论 4 319
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,982评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,953评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,195评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 44,907评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,472评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容