Linear-Systems/sislin.c at main · gabdepa/Linear-Systems · GitHub

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

#include "utils.h"
#include "sislin.h"

// Alocaçao de matriz em memória.
SistLinear_t *alocaSisLin(unsigned int n)
{
  SistLinear_t *SL = (SistLinear_t *)malloc(sizeof(SistLinear_t));

  if (SL)
  {

    SL->n = n;
    SL->A = (real_t **)malloc(n * sizeof(real_t *));
    SL->b = (real_t *)malloc(n * sizeof(real_t));

    if (!(SL->A) || !(SL->b))
    {
      liberaSisLin(SL);
      return NULL;
    }

    // Matriz como vetor de N ponteiros para um único vetor com N*N elementos
    SL->A[0] = (real_t *)malloc(n * n * sizeof(real_t));
    if (!(SL->A[0]))
    {
      liberaSisLin(SL);
      return NULL;
    }

    for (int i = 1; i < n; ++i)
    {
      SL->A[i] = SL->A[i - 1] + n;
    }
  }

  return (SL);
}

// Liberacao de memória
void liberaSisLin(SistLinear_t *SL)
{
  if (SL)
  {
    if (SL->A)
    {
      if (SL->A[0])
        free(SL->A[0]);
      free(SL->A);
    }

    if (SL->b)
      free(SL->b);

    free(SL);
  }
}

/*!
  \brief Cria coeficientes e termos independentes do SL
  *
  \param SL Ponteiro para o sistema linear
  \param tipo Tipo de sistema linear a ser criado. Pode ser:
     comSolucao, eqNula, eqProporcional, eqCombLinear, hilbert
  \param coef_max Maior valor para coeficientes e termos independentes
*/
void iniSisLin(SistLinear_t *SL, tipoSistLinear_t tipo, real_t coef_max)
{
  unsigned int n = SL->n;
  // para gerar valores no intervalo [0,coef_max]
  real_t invRandMax = ((real_t)coef_max / (real_t)RAND_MAX);

  // inicializa vetor b
  for (unsigned int i = 0; i < n; ++i)
  {
    SL->b[i] = (real_t)rand() * invRandMax;
  }

  if (tipo == hilbert)
  {
    for (unsigned int i = 0; i < n; ++i)
    {
      for (unsigned int j = 0; j < n; ++j)
      {
        SL->A[i][j] = 1.0 / (real_t)(i + j + 1);
      }
    }
  }
  else
  { // inicializa sistema normal e depois altera
    // inicializa a matriz A
    for (unsigned int i = 0; i < n; ++i)
    {
      for (unsigned int j = 0; j < n; ++j)
      {
        SL->A[i][j] = (real_t)rand() * invRandMax;
      }
    }
    if (tipo == diagDominante)
    {
      // aumenta o valor dos termos da diagonal principal
      for (unsigned int i = 0; i < n; ++i)
      {
        real_t soma = 0.0;
        for (unsigned int j = 0; j < i; ++j)
          soma += SL->A[i][j];
        for (unsigned int j = i + 1; j < n; ++j)
          soma += SL->A[i][j];
        SL->A[i][i] += soma;
      }
    }
  }
}

SistLinear_t *lerSisLin()
{
  unsigned int n;
  SistLinear_t *SL;

  scanf("%d", &n);

  SL = alocaSisLin(n);

  for (int i = 0; i < n; ++i)
    for (int j = 0; j < n; ++j)
      scanf("%lg", &SL->A[i][j]);

  for (int i = 0; i < n; ++i)
    scanf("%lg", &SL->b[i]);

  return SL;
}

void prnSisLin(SistLinear_t *SL)
{
  int n = SL->n;

  for (int i = 0; i < n; ++i)
  {
    printf("\n  ");
    for (int j = 0; j < n; ++j)
      printf("%10g", SL->A[i][j]);
    printf("   |   %g", SL->b[i]);
  }
  printf("\n\n");
}

void prnVetor(real_t *v, unsigned int n)
{
  int i;

  printf("\n");
  for (i = 0; i < n; ++i)
    printf("%10g ", v[i]);
  printf("\n\n");
}