レポート

レポート課題

レポート課題１） N×Nの正方行列A(Nと行列の要素はmain関数内で規定してよい)をLU分解し， N×1のベクトルb（その要素はmain関数内で規定してよい）を用意し，Ax=bを解くプログラムを作成してください．この時，LU分解用のモジュール(lu.h,lu.c）と以下に示すような main.c を別ファイルで作成してください． main.c、lu.h及びlu.c のファイルリストをレポートに記載してください．（プログラム中に詳細にコメントを記入してください）

main.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "array1d.h"
#include "array2d.h"
#include "lu.h"

int
main(void) {
    int N; /* 行列のサイズ */
    double det; /* 行列式 */
    matrix A; /* 元の行列 */
    vector b; /* 右辺ベクトル */

    N = 4; /* 行列サイズの指定 */

    /* 元の行列の初期化 */
    A = ARRAY2D_new(N, N);
    A[0][0] = 8;
    A[0][1] = 16;
    A[0][2] = 24;
    A[0][3] = 32;
    A[1][0] = 2;
    A[1][1] = 7;
    A[1][2] = 12;
    A[1][3] = 17;
    A[2][0] = 6;
    A[2][1] = 17;
    A[2][2] = 32;
    A[2][3] = 59;
    A[3][0] = 7;
    A[3][1] = 22;
    A[3][2] = 46;
    A[3][3] = 105;

    /* 右辺ベクトルの初期化 */
    b = ARRAY1D_new(N);
    b[0] = 160;
    b[1] = 70;
    b[2] = 198;
    b[3] = 291;

    /* ベクトル・行列の表示*/   
    printf("元の行列A = \n");
    ARRAY2D_print(A, N, N, "%f");
    printf("右辺ベクトルb = \n");
    ARRAY1D_print(b, N, "%f");

    printf("\nAx=bを解く\n");

    /* LU分解実行 */
    /* ここでLU分解を行う関数を呼び出す */

    /* LU分解後の行列を用いて連立方程式を解く */
    /* ここでLU分解後の行列を用いて連立方程式を解く関数を呼び出す */

    /* 解ベクトル表示 */
    printf("解ベクトル\n");
    ARRAY1D_print(b, N, "%f");

    return (EXIT_SUCCESS);
}

レポート課題２）レポート課題１で作成したプログラムを用いて以下の2つの連立方程式を解き，その解をレポートに記載してください．もし，解が求まらない場合は，その原因を究明して，対策方針を示してください．

オプション課題

オプション課題１）レポート課題1で作成したLU分解を用いた連立方程式を解くモジュールを，ピボット選択を用いて改良してください．改良したプログラムリストをレポートに記載（コメントを詳細に書く）し，ピボット選択を行うメリットについて，考察してください．

オプション課題２）以下のモジュール群はビルドが通りません． student.h, student.c, classroom.h, classroom.c を適切に修正してビルドして実行してください（main.cの修正は不可）．修正した根拠を明確に4つのファイルのプログラムリストにコメントとして加えて，それらのプログラムリスト(main.cは不要)を記載してください．更に，出力結果を記載してください．

main.c

#include "student.h"
#include "classroom.h"

#define MAX_STUDENT_NUM 10 // 生徒情報データの最大登録可能数
// 現在の登録生徒数
int student_num;

int
main(void){
	classroom cls;
	student st[MAX_STUDENT_NUM];
	// 登録生徒数の初期化
	student_num = 0;
	// 新規で生徒情報を追加する
	set_student_data(&st[student_num],10,"鈴木",70,40,50);
	set_student_data(&st[student_num],21,"田中",60,50,40);
	set_student_data(&st[student_num],15,"吉田",60,70,80);
	
	// ID21の情報を表示する
	print_student_average(st,21);
	// クラス全体の平均点を表示する
	print_class_average(&cls,st);
	// 新規で生徒情報を追加する
	set_student_data(&st[student_num],34,"橋本",50,40,90);
	// ID10の情報を表示する
	print_student_average(st,10);
	// 追加後のクラス全体の平均点を表示する
	print_class_average(&cls,st);

	return 0;
}

student.h

#define _CRT_SECURE_NO_DEPRECATE // sprintf()のエラー回避
#include <stdio.h>

typedef struct _student{
	int id;        // 生徒のID番号
	char name[20]; // 生徒の名前
	int kokugo;    // 国語の点数
	int suugaku;   // 数学の点数
	int eigo;      // 英語の点数
}student;

// 現在の登録生徒数
int student_num;
// 新規の生徒のデータを登録する
void set_student_data(student* st,int id,char* name,int kokugo,int suugaku,int eigo);
// id番号から登録されている生徒の平均点を表示する
void print_student_average(student st[],int id);

student.c

#include "student.h"

void
set_student_data(student* st,int id,char* name,int kokugo,int suugaku,int eigo){
	st->id = id;
	sprintf(st->name,"%s",name);
	st->kokugo = kokugo;
	st->suugaku = suugaku;
	st->eigo    = eigo;
	student_num++;
}
void
print_student_average(student st[],int id){
	int i;
	for(i=0;i<student_num;i++) {
		if(id == st[i].id) {
			printf("ID %d の %s さんの平均点は %f 点です\n",id,st[i].name,average(st[i]));
			return;
		}
	}
	printf("ID %d は存在しません\n",id);
	return;
}
double
average(const student st){
	return ((st.kokugo+st.suugaku+st.eigo)/3.0);
}

classroom.h

#ifndef CLASSROOM_H
#define CLASSROOM_H

#include <stdio.h>
#include "student.h"

typedef struct _classroom{
	double kokugo;   // 国語のクラス平均点
	double suugaku;  // 数学のクラス平均点
	double eigo;     // 英語のクラス平均点
}classroom;

// 現在の登録生徒数
int student_num;
//　クラス全体の平均点を表示する
void print_class_average(classroom* cls, const student st[]);

#endif

classroom.c

void
print_class_average(classroom* cls,const student st[]){
	average(cls,st);
	printf("クラスの平均点\n");
	printf("国語: %f 点\n",cls->kokugo);
    printf("数学: %f 点\n",cls->suugaku);
	printf("英語: %f 点\n",cls->eigo);
}
void
average(classroom* cls, const student st[]){
	int i;
	cls->kokugo = cls->suugaku = cls->eigo = 0;
	for(i=0;i<student_num;i++){
		cls->kokugo  += st[i].kokugo;
		cls->suugaku += st[i].suugaku;
		cls->eigo    += st[i].eigo;
	}
	cls->kokugo  /= student_num;
	cls->suugaku /= student_num;
	cls->eigo    /= student_num;
}

レポート提出に関して

レポートは「レポートの書き方について」をよく読んで個人毎に作成し提出すること
レポートの提出は、電子化された文書ファイルを，レポート提出システムを用いて提出すること． (レポート提出システムの使い方をこのページで説明している)
提出方法の詳細については「プログラミング演習II ガイダンス資料」および「レポートの提出方法」を参照すること
レポートのテンプレートファイル(MS-Word形式)をここに置いておくので、活用すること
課題3におけるレポート関連のスケジュールは以下の通りである
- レポート締切　平成22年12月16日(木)　12：40
- 返却予定日　平成22年12月20日 9:00
- 書式修正版締切　平成22年12月24日 17:00

レポート

レポート課題

レポート課題２） レポート課題１で作成したプログラムを用いて以下の2つの連立方程式を解き，その解をレポートに記載してください． もし，解が求まらない場合は，その原因を究明して，対策方針を示してください．

オプション課題

レポート提出に関して

レポート課題２）レポート課題１で作成したプログラムを用いて以下の2つの連立方程式を解き，その解をレポートに記載してください．もし，解が求まらない場合は，その原因を究明して，対策方針を示してください．