hoge4.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>


double get_x(int h,int n,double *x,double *a){ //x_hを返す関数
    double m=0;
    m+=a[(n+1)*h+n];
    for(int i=1;i<n;i++){
        m-=a[(n+1)*h+(h+i)%n]*x[(h+i)%n];
    }
    m/=a[(n+2)*h];
    return m;
}

//n個の要素全てがほぼ一致したときに1を返す関数
//使いまわしにつきあまり綺麗でない
int compe(double *a,double *b,int n){ 
    for(int i=0;i<n;i++){
        if((a[i]-b[i]<0.000000000001&&a[i]-b[i]>0)||(b[i]-a[i]<0.000000000001&&b[i]-a[i]>0)){
            
        }else{
            return 0;
        }
    }
    return 1;
}


int main(){
    //======init=======
    double *x,*A,*tmp;
    int n,count,clr=1;

    //=====================input=====================
    printf("このプログラムは連立方程式をガウスザイデル法で解きます\n次のメッセージに続き数値を入力してください\n行列の大きさ(n|1<n<10)を入力してください:");
    scanf("%d",&n);
    while(n<2||n>9){  
        printf("2以上9以下の数直してください:");
        scanf("%d",&n);
    }
    //callocで任意の長さの配列を取る
    A = (double *)calloc(n*(n+1),sizeof(double));
    x = (double *)calloc(n,sizeof(double));
    tmp = (double *)calloc(n,sizeof(double));
    //===行列のイメージ表示===
    for(int i=1;i<n+1;i++){
        printf("|");
        for(int j=1;j<n+1;j++){
            printf(" a[%d][%d]",i,j);
        }
        printf(" |");
        if(i==(n+1)/2){
            printf("=");
        }else{
            printf(" ");
        }
        printf("| x%d |\n",i);
    }
    //各パラメータを入力
    printf("左辺を入力してくださいa[1][1],a[1][2],~,a[%d][%d]:",n,n);
    for(int i=0;i<n;i++){
        for(int j=0;j<n;j++){
            scanf("%lf",&A[(n+1)*i+j]);
        }
    }
    printf("右辺を入力してくださいx1~x%d:",n);
    for(int i=0;i<n;i++){
        scanf("%lf",&A[(n+1)*i+3]);
    }
    printf("xの初期値を入力してください:");
    scanf("%lf",&x[0]);
    for(int i=1;i<n;i++){
        x[i]=x[0];
    }
    printf("繰り返し回数を入力してください(目安：20):");
    scanf("%d",&count);

    //======================calculate======================
    for(int i=0;i<count;i++){
        
        for(int j=0;j<n;j++){
            x[j]=get_x(j,n,x,A);  //xを更新
        }
        
        if(compe(x,tmp,n)){  //xとtmpの中身が全部一致したらプログラム終了
            puts("\x1b[31m\nCongratulations!\nFinish\n");  //赤色に変更
            break;
        }
        for(int i=0;i<n;i++){  //前回のxを保存
            tmp[i]=x[i];
        }
        
        if(clr){  //行が見やすいように色分け(環境ごとに色が違うらしい)
            printf("\x1b[38;5;44m");clr=0;
        }else{
            printf("\x1b[38;5;74m");clr=1;
        }

        if(i<9){ //出力の幅を揃える一手間
            printf("%d  :",i+1);
        }else{
            printf("%d :",i+1);
        }
        for(int j=0;j<n;j++){ //要素をプリント
            if(x[j]>0){
                printf(" x%d= %.10lf",j+1,x[j]);
            }else{
                printf(" x%d=%.10lf",j+1,x[j]);
            }
        }puts("");
    }

    //callocを使ったのでfree,=NULLはフェイルセーフ
    free(x);x=NULL;
    free(A);A=NULL;
    free(tmp);tmp=NULL;

    return 0;
}