Q&A
引数を画面に出力して値を確認しているのにうまくいっていない、というのであれば、構造体DATAにちゃんと値が入っているか、計算結果がどこでおかしくなっているか、順番に表示させていけば簡単に問題が追及できると思います。その過程で単純なミスに気づくこともありますので、まずは順番に値を表示させた結果を追記してみてください。
お世話になっております。C++初学者です。
ガウス・ジョルダンの消去法を用いて3つの連立方程式を解くプログラムを書きました。
他の関数内から値を渡して連立方程式を解くプログラムです。
・問題点
計算に使う値を他の関数内から参照渡しした場合は計算結果がすべてnanと表示されてしまいます。この場合、計算する前にどのような値を受け渡しているのか表示して確認出来ています。しかし同じ値を手入力出来るプログラムを書いた場合はきちんと計算値が表示出来ているようでどこに問題があるのか分かりません。どこに問題がありますでしょうか。
関数バージョン
void keisan(int &j,double &B1x,double &B2x, double &B3x, double &B4x,double &B1y,double &B2y,double &B3y,double &B4y,double &B1z,double &B2z,double &B3z,double &B4z,double &r1x,double &r2x,double &r3x,double &r4x,double &r1y,double &r2y,double &r3y,double &r4y,double &r1z,double &r2z,double &r3z,double &r4z){ struct DATA r1,r2,r3,r4,rg,dr1,dr2,dr3,dr4,B1,B2,B3,B4,Bg,dB1,dB2,dB3,dB4; **//計算に使う値を表示して確認 ** cout<<r1x<<" "<<r1y<<" "<<r1z<<" "<<B1x<<" "<<B1y<<" "<<B1z<<endl; cout<<r2x<<" "<<r2y<<" "<<r2z<<" "<<B2x<<" "<<B2y<<" "<<B2z<<endl; cout<<r3x<<" "<<r3y<<" "<<r3z<<" "<<B3x<<" "<<B3y<<" "<<B3z<<endl; cout<<r4x<<" "<<r4y<<" "<<r4z<<" "<<B4x<<" "<<B4y<<" "<<B4z<<endl; r1.x=r1x; r1.y=r1y; r1.z=r1z; r2.x=r2x; r2.y=r2y; r2.z=r2z; r3.x=r3x; r3.y=r3y; r3.z=r3z; r4.x=r4x; r4.y=r4y; r4.z=r4z; B1.x=B1x; B1.y=B1y; B1.z=B1z; B2.x=B2x; B2.y=B2y; B2.z=B2z; B3.x=B3x; B3.y=B3y; B3.z=B3z; B4.x=B4x; B4.y=B4y; B4.z=B4z; rg.x=(r1.x+r2.x+r3.x+r4.x)/4; rg.y=(r1.y+r2.y+r3.y+r4.y)/4; rg.z=(r1.z+r2.z+r3.z+r4.z)/4; Bg.x=(B1.x+B2.x+B3.x+B4.x)/(sqrt(B1.x*B1.x)+sqrt(B2.x*B2.x)+sqrt(B3.x*B3.x)+sqrt(B4.x*B4.x)); Bg.y=(B1.y+B2.y+B3.y+B4.y)/(sqrt(B1.y*B1.y)+sqrt(B2.y*B2.y)+sqrt(B3.y*B3.y)+sqrt(B4.y*B4.y)); Bg.z=(B1.z+B2.z+B3.z+B4.z)/(sqrt(B1.z*B1.z)+sqrt(B2.z*B2.z)+sqrt(B3.z*B3.z)+sqrt(B4.z*B4.z)); //δrを計算 dr1.x=r1.x-rg.x; dr1.y=r1.y-rg.y; dr1.z=r1.z-rg.z; dr2.x=r2.x-rg.x; dr2.y=r2.y-rg.y; dr2.z=r2.z-rg.z; dr3.x=r3.x-rg.x; dr3.y=r3.y-rg.y; dr3.z=r3.z-rg.z; dr4.x=r4.x-rg.x; dr4.y=r4.y-rg.y; dr4.z=r4.z-rg.z; //δBを計算 dB1.x=B1.x-Bg.x; dB1.y=B1.x-Bg.y; dB1.z=B1.x-Bg.z; dB2.x=B2.x-Bg.x; dB2.y=B2.x-Bg.y; dB2.z=B2.x-Bg.z; dB3.x=B3.x-Bg.x; dB3.y=B3.x-Bg.y; dB3.z=B3.x-Bg.z; dB4.x=B4.x-Bg.x; dB4.y=B4.x-Bg.y; dB4.z=B4.x-Bg.z; //二次元配列に値を入力 static double array1[N][N + 1] = { { dr1.x, dr1.y, dr1.z, dB1.x}, { dr2.x, dr2.y, dr2.z, dB2.x}, { dr3.x, dr3.y, dr3.z, dB3.x} }; static double array2[N][N + 1] = { { dr1.x, dr1.y, dr1.z, dB1.x}, { dr2.x, dr2.y, dr2.z, dB2.x}, { dr3.x, dr3.y, dr3.z, dB3.x} }; static double array3[N][N + 1] = { { dr1.x, dr1.y, dr1.z, dB1.x}, { dr2.x, dr2.y, dr2.z, dB2.x}, { dr3.x, dr3.y, dr3.z, dB3.x} }; double a,b,c,d,e,f,g,h,i; // 計算クラスインスタンス化 Calc objCalc1; // 連立方程式を解く（ガウスの消去法） auto result1=objCalc1.gaussCalc(array1); // 計算クラスインスタンス化 Calc objCalc2; //連立方程式を解く(2回目) auto result2=objCalc2.gaussCalc(array2); // 計算クラスインスタンス化 Calc objCalc3; //連立方程式を解く(3回目) auto result3=objCalc3.gaussCalc(array3); //∇BGの要素を表示 cout<<j*timeinterval<<"s"<<endl; cout<<"∇BG="<<endl; cout<<result1.return1<<result1.return2<<result1.return3<<endl; cout<<result2.return1<<result2.return2<<result2.return3<<endl; cout<<result3.return1<<result3.return2<<result3.return3<<endl; cout<<" "<<endl; } 別の関数{ keisan(j,B1x,B2x,B3x,B4x,B1y,B2y,B3y,B4y,B1z,B2z,B3z,B4z,r1x,r2x,r3x,r4x,r1y,r2y,r3y,r4y,r1z,r2z,r3z,r4z); }
計算結果(計算に使った値を表示している)
1.24557 0.5 2.23205 -0.50394 0.53184 -0.38844 1.24557 0.4 0.442265 0.041703 0.55299 0.03279 1.24557 0.6 0.442265 0.041703 0.55299 0.03279 1.40887 0.5 0.5 0.041703 0.55299 0.03279 1s ∇BG= -nan-nan-nan -nan-nan-nan -nan-nan-nan
手入力バージョン（文字数の都合で同じ部分は省略してます）
int main() { struct DATA r1,r2,r3,r4,rg,dr1,dr2,dr3,dr4,B1,B2,B3,B4,Bg,dB1,dB2,dB3,dB4; cout <<"r1.xを入力して下さい" << endl; cin >> r1.x; cout <<"r1.yを入力して下さい" << endl; cin >> r1.y; cout <<"r1.zを入力して下さい" << endl; cin >> r1.z; cout <<"r2.xを入力して下さい" << endl; cin >> r2.x; cout <<"r2.yを入力して下さい" << endl; cin >> r2.y; cout <<"r2.zを入力して下さい" << endl; cin >> r2.z; cout <<"r3.xを入力して下さい" << endl; cin >> r3.x; cout <<"r3.yを入力して下さい" << endl; cin >> r3.y; cout <<"r3.zを入力して下さい" << endl; cin >> r3.z; cout <<"r4.xを入力して下さい" << endl; cin >> r4.x; cout <<"r4.yを入力して下さい" << endl; cin >> r4.y; cout <<"r4.zを入力して下さい" << endl; cin >> r4.z; cout <<"B1.xを入力して下さい" << endl; cin >> B1.x; cout <<"B1.yを入力して下さい" << endl; cin >> B1.y; cout <<"B1.zを入力して下さい" << endl; cin >> B1.z; cout <<"B2.xを入力して下さい" << endl; cin >> B2.x; cout <<"B2.yを入力して下さい" << endl; cin >> B2.y; cout <<"B2.zを入力して下さい" << endl; cin >> B2.z; cout <<"B3.xを入力して下さい" << endl; cin >> B3.x; cout <<"B3.yを入力して下さい" << endl; cin >> B3.y; cout <<"B3.zを入力して下さい" << endl; cin >> B3.z; cout <<"B4.xを入力して下さい" << endl; cin >> B4.x; cout <<"B4.yを入力して下さい" << endl; cin >> B4.y; cout <<"B4.zを入力して下さい" << endl; cin >> B4.z; rg.x=(r1.x+r2.x+r3.x+r4.x)/4; rg.y=(r1.y+r2.y+r3.y+r4.y)/4; rg.z=(r1.z+r2.z+r3.z+r4.z)/4; Bg.x=(B1.x+B2.x+B3.x+B4.x)/(sqrt(B1.x*B1.x)+sqrt(B2.x*B2.x)+sqrt(B3.x*B3.x)+sqrt(B4.x*B4.x)); Bg.y=(B1.y+B2.y+B3.y+B4.y)/(sqrt(B1.y*B1.y)+sqrt(B2.y*B2.y)+sqrt(B3.y*B3.y)+sqrt(B4.y*B4.y)); Bg.z=(B1.z+B2.z+B3.z+B4.z)/(sqrt(B1.z*B1.z)+sqrt(B2.z*B2.z)+sqrt(B3.z*B3.z)+sqrt(B4.z*B4.z)); //δrを計算 dr1.x=r1.x-rg.x; dr1.y=r1.y-rg.y; dr1.z=r1.z-rg.z; dr2.x=r2.x-rg.x; dr2.y=r2.y-rg.y; dr2.z=r2.z-rg.z; dr3.x=r3.x-rg.x; dr3.y=r3.y-rg.y; dr3.z=r3.z-rg.z; dr4.x=r4.x-rg.x; dr4.y=r4.y-rg.y; dr4.z=r4.z-rg.z; //δBを計算 dB1.x=B1.x-Bg.x; dB1.y=B1.x-Bg.y; dB1.z=B1.x-Bg.z; dB2.x=B2.x-Bg.x; dB2.y=B2.x-Bg.y; dB2.z=B2.x-Bg.z; dB3.x=B3.x-Bg.x; dB3.y=B3.x-Bg.y; dB3.z=B3.x-Bg.z; dB4.x=B4.x-Bg.x; dB4.y=B4.x-Bg.y; dB4.z=B4.x-Bg.z; //二次元配列に値を入力 static double array1[N][N + 1] = { { dr1.x, dr1.y, dr1.z, dB1.x}, { dr2.x, dr2.y, dr2.z, dB2.x}, { dr3.x, dr3.y, dr3.z, dB3.x} }; static double array2[N][N + 1] = { { dr1.x, dr1.y, dr1.z, dB1.x}, { dr2.x, dr2.y, dr2.z, dB2.x}, { dr3.x, dr3.y, dr3.z, dB3.x} }; static double array3[N][N + 1] = { { dr1.x, dr1.y, dr1.z, dB1.x}, { dr2.x, dr2.y, dr2.z, dB2.x}, { dr3.x, dr3.y, dr3.z, dB3.x} }; try { double a,b,c,d,e,f,g,h,i; // 計算クラスインスタンス化 Calc objCalc1; // 連立方程式を解く（ガウスの消去法） auto result1=objCalc1.gaussCalc(array1); // 計算クラスインスタンス化 Calc objCalc2; //連立方程式を解く(2回目) auto result2=objCalc2.gaussCalc(array2); // 計算クラスインスタンス化 Calc objCalc3; //連立方程式を解く(3回目) auto result3=objCalc3.gaussCalc(array3); //∇BGの要素を表示 cout<<"∇BG="<<endl; cout<<result1.return1<<result1.return2<<result1.return3<<endl; cout<<result2.return1<<result2.return2<<result2.return3<<endl; cout<<result3.return1<<result3.return2<<result3.return3<<endl; } catch (...) { cout << "例外発生！" << endl; return -1; } // 正常終了 return 0; }
手入力の計算結果
r1.xを入力して下さい 1.24557 r1.yを入力して下さい 0.5 r1.zを入力して下さい 2.23205 r2.xを入力して下さい 1.24557 r2.yを入力して下さい 0.4 r2.zを入力して下さい 0.442265 r3.xを入力して下さい 1.24557 r3.yを入力して下さい 0.6 r3.zを入力して下さい 0.442265 r4.xを入力して下さい 1.40887 r4.yを入力して下さい 0.5 r4.zを入力して下さい 0.5 B1.xを入力して下さい -0.50394 B1.yを入力して下さい 0.53184 B1.zを入力して下さい -0.38844 B2.xを入力して下さい 0.041703 B2.yを入力して下さい 0.55299 B2.zを入力して下さい 0.03279 B3.xを入力して下さい 0.041703 B3.yを入力して下さい 0.55299 B3.zを入力して下さい 0.03279 B4.xを入力して下さい 0.041703 B4.yを入力して下さい 0.55299 B4.zを入力して下さい 0.03279 ∇BG= -12.3238-0-0.304865 -12.3238-0-0.304865 -12.3238-0-0.304865
struct DATA、N、Calc、timeintervalの定義がわからないので、動作検証をすることができません。
質問には、そのままコピペするだけでコンパイルできるコードを貼り付けてください。
> 計算する前にどのような値を受け渡しているのか表示して確認
これを各変数に次々と適用していけばどこかで違いが出るはずで、違いが出るまで探せばよいだけではないのですか?
違いを見つけないまま省略されたソースはしばしば問題となる違いが切り捨てられてしまっているので、全くとは言いませんが参考にならないことも多いです。
ところで、sqrt(B1.x*B1.x)ってのは...?
アドバイスありがとうございます。thkana様、Koich様のおっしゃる通り、どこで結果がおかしくなっているかさらにさかのぼって確認したところ配列に上手く数値が代入出来ていないようでした。今回の問題点としては、関数化したことによって上手くいかなくなったため原因は値の受け渡しが上手くいってないことだろうと決めつけてしまっていたことでした。経験として今後に活かします。
回答1件
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自己解決
staticを使う必要のない場所(値が更新される関数内)で使っていたため配列に関数外で更新される数値が入らなくなってしまっていた。
変更前
static double array2[N][N + 1] = { { dr1.x, dr1.y, dr1.z, dB1.x}, { dr2.x, dr2.y, dr2.z, dB2.x}, { dr3.x, dr3.y, dr3.z, dB3.x} };
変更後
double array2[N][N + 1] = { { dr1.x, dr1.y, dr1.z, dB1.x}, { dr2.x, dr2.y, dr2.z, dB2.x}, { dr3.x, dr3.y, dr3.z, dB3.x} };
投稿2021/08/16 01:23
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