问题分析
正如摘要所述,本文将探讨在使用Cramer法则解决线性方程组时,getDeterminant() 方法持续返回0的问题。 原始代码创建了三个独立的 CramersRule 实例,分别用于设置每个线性方程。 这种方法是错误的,因为 Cramer 法则需要所有方程的系数都在 同一个 矩阵中才能正确计算行列式和解。
解决方案
正确的做法是创建一个 CramersRule 类的 单个 实例,并将所有三个线性方程的系数设置到 同一个 实例中。 这样,getDeterminant() 方法才能基于正确的矩阵计算行列式。
修正后的代码
以下是修正后的 MyProgram 类代码:
import java.util.Scanner; public class MyProgram { public static void main(String[] args) { Scanner input = new Scanner(System.in); CramersRule CR = new CramersRule(); // 创建单个 CramersRule 实例 System.out.print("Enter 4 numbers for the first equation (ie. 1 2 3 4): "); CR.setLinearEquation1(input.nextDouble(), input.nextDouble(), input.nextDouble(), input.nextDouble()); System.out.print("Enter 4 numbers for the second equation (ie. 1 2 3 4): "); CR.setLinearEquation2(input.nextDouble(), input.nextDouble(), input.nextDouble(), input.nextDouble()); System.out.print("Enter 4 numbers for the third equation (ie. 1 2 3 4): "); CR.setLinearEquation3(input.nextDouble(), input.nextDouble(), input.nextDouble(), input.nextDouble()); System.out.println("The answer of the 3x3 Determinant is " + CR.getDeterminant()); if (CR.getDeterminant() == 0) { System.out.println("Cramers Rule does not apply."); } else { double x = CR.getDx() / CR.getDeterminant(); double y = CR.getDy() / CR.getDeterminant(); double z = CR.getDz() / CR.getDeterminant(); System.out.println("The solution set is (" + x + ", " + y + ", " + z + ")"); } } }
关键修改:
- 只创建了一个 CramersRule 对象 CR。
- 所有三个方程的系数都设置到同一个 CR 对象中。
- 修正了x, y, z的计算公式, 分子分母调换。
代码解释
修正后的代码首先创建了一个 Scanner 对象,用于从控制台读取用户输入。 然后,创建了一个 CramersRule 类的实例 CR。 接下来,程序提示用户输入三个线性方程的系数,并使用 setLinearEquation1、setLinearEquation2 和 setLinearEquation3 方法将这些系数设置到 CR 对象中。 最后,程序调用 getDeterminant() 方法计算行列式,并根据行列式的值输出结果。如果行列式为零,则 Cramer 法则不适用。 否则,程序使用 Cramer 法则计算 x、y 和 z 的值,并输出解集。
注意事项
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浮点数精度: 在进行浮点数比较时(例如 CR.getDeterminant() == 0),应考虑到浮点数的精度问题。 直接比较两个浮点数是否相等可能不准确。 可以使用一个很小的容差值(例如 0.00001)来判断两个浮点数是否足够接近。
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Cramer法则的局限性: Cramer 法则只适用于系数矩阵的行列式不为零的情况。 如果行列式为零,则方程组要么无解,要么有无穷多个解。
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代码健壮性: 可以添加输入验证,以确保用户输入的是有效的数值。
总结
通过使用单个 CramersRule 实例,并确保从该实例中提取所有必要的系数,我们可以正确地使用 Cramer 法则求解线性方程组。 同时,需要注意浮点数精度问题以及 Cramer 法则本身的局限性,以确保代码的正确性和健壮性。