
【计】 inverse iteration
in reverse; on the contrary; turn over
【医】 contra-; re-; trans-
【计】 iterate; iteration
在计算数学领域,“反迭代”(Inverse Iteration)是一种求解矩阵特征值问题的数值方法,尤其用于计算给定近似特征值对应的特征向量,或求取最小模特征值及其特征向量。以下是其详细解释:
一、术语定义与核心概念
“反迭代”是迭代法的一种变体,其核心在于对矩阵的逆进行迭代操作。若目标矩阵为 ( A ),待求特征值为 ( lambda ),则算法通过迭代公式:
$$ mathbf{x}^{(k+1)} = frac{(A - sigma I)^{-1} mathbf{x}^{(k)}}{| (A - sigma I)^{-1} mathbf{x}^{(k)} |} $$
逼近特征向量。其中 (sigma) 是特征值 (lambda) 的近似值,( I ) 为单位矩阵。迭代收敛后,(mathbf{x}^{(k)}) 趋近于对应 (sigma) 的特征向量,而瑞利商可进一步优化特征值估计。
二、数学原理与计算步骤
选取接近目标特征值的移位参数 (sigma),构造矩阵 ( A - sigma I ) 。
每步迭代需求解 ((A - sigma I) mathbf{y} = mathbf{x}^{(k)}),实际通过LU分解等数值方法实现 。
更新向量 (mathbf{x}^{(k+1)} = mathbf{y} / |mathbf{y}|),直至特征向量变化量小于设定阈值。
三、典型应用场景
权威参考资料
Johns Hopkins University Press(经典数值代数教材,第7章详述反迭代)
迭代法专题(多篇论文讨论移位反迭代的收敛性优化)
F12: Eigenvalue Problem Routines(工业级反迭代算法实现)
注:实际应用中需结合预处理技术(如不完全LU分解)加速线性方程组求解,并警惕 (sigma) 与真实特征值过于接近导致的数值不稳定问题。
"反迭代"在编程语境中通常指"反向迭代器"(Reverse Iterator),是C++标准库中的一种迭代器类型。以下是详细解释:
核心定义
反向迭代器是一种适配器模式,通过重新定义自增(++)和自减(--)操作符实现容器的反向遍历。它从最后一个元素开始,移动到第一个元素。例如对vector
容器,常规迭代器从begin到end,而反向迭代器从rbegin到rend。
行为特性
++
操作指向容器前一个元素,--
操作指向后一个元素operator--()
实现反向迭代器的operator++()
与正向迭代器的对比 | 特性 | 正向迭代器| 反向迭代器 | |--------------|------------------|----------------------| | 遍历方向 | begin → end| rbegin(end-1)→ rend(begin前)| | ++操作效果 | 指向后一个元素| 指向前一个元素 | | 典型应用场景 | 常规顺序遍历| 逆序处理数据 |
代码实现原理 反向迭代器类模板包含一个正向迭代器成员变量,重载操作符时会调用正向迭代器的反向操作。例如:
template<class Iterator>
class ReverseIterator {
public:
Iterator _it; // 底层正向迭代器
ReverseIterator& operator++() {
--_it;// 反向迭代器的++调用正向迭代器的--
return *this;
}
};
(实现逻辑参考)
应用场景
std::sort
逆序排列时)如需具体代码示例,可参考中的vector遍历案例或中的实现原理。
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