[数据结构与算法]运筹学 黄金分割法 JAVA实现

import java.util.*;

public class Goldstein {
    public static void main(String[]args) {
        //f(x)＝1*x^3-2*x^1+1*x^0
        double[][]f=new double[][] {{1,3},{-2,1},{1,0}};//矩阵f最后映射为函数，每个f[i][0]表示系数，f[i][1]表示次方数
        int a=0,b=2;//初始范围

        GsMain gm=new GsMain(f,a,b);//根据函数，初始范围创建

        gm.t=0.618;//可以修改分割比例
        gm.e=0.2;//可以修改精度

        double ans=gm.main();//计算，并返回最终结果

        gm.visit();//展示计算过程

        System.out.println("最终结果："+ans);
    }
}
class GsMain {
    double[][]f;//是个n*2矩阵，每列第一个元素是系数，第二个元素是次方
    final double T=(-1+Math.pow(5,1.0/2))/2;//默认分割比例
    double t;//可以设置比例，例如0.618
    double a,b,a0,b0;//a0,b0记录第i次起始结果，a,b记录变化后的结果
    double fa,fb;//f(a),f(b)
    double e;//精度
    final double E=0.2;//默认精度
    List<String> list=new ArrayList<>();//存储每次运行结果
    public GsMain(double[][]f,double a,double b) {
        this.f=f;
        this.t=T;
        this.a=a;
        this.b=b;
        a0=a;
        b0=b;
        e=E;
    }

    public double main() {
        int count=0;
        String s=String.format("%4s"+"%6s%6s%6s%6s%14s%6s","次数","a","b","f(a)","f(b)","[a,b]","|b-a|");
        list.add(s);
        while(true) {
            if(++count>20) {
                break;
            }
            a=a0+(1-t)*(b0-a0);
            b=a0+t*(b0-a0);
            setFab();//设置f(a)，f(b)

            if(fa<=fb) {
                //删除右区间
                //以下两行用于记录每轮数据，可忽略
                s=String.format("%4d"+"%6.3f%6.3f%6.3f%6.3f[%6.3f,%6.3f]%6.3f",count,a,b,fa,fb,a0,b,b-a0);
                list.add(s);

                a=a0;//左边界重置
                b0=b;//右边界修改
            } else {
                //删除左区间
                //以下两行用于记录每轮数据，可忽略
                s=String.format("%4d"+"%6.3f%6.3f%6.3f%6.3f[%6.3f,%6.3f]%6.3f",count,a,b,fa,fb,a,b0,b0-a);
                list.add(s);

                b=b0;
                a0=a;
            }

            if(Math.abs(b-a)<e) {
                break ;
            }
        }
        return (a+b)/2;
    }
    //根据a，b的值设置fa，fb
    void setFab() {
        //系数
        fa=0;
        fb=0;
        for(double[]fi:f) {
            //次方
            fa+=fi[0]*Math.pow(a,fi[1]);
            fb+=fi[0]*Math.pow(b,fi[1]);
        }
    }
    void visit() {
        for(String s:list) {
            System.out.println(s);
        }
    }
}