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numerical

筑波大学情報学群情報メディア創成学類の授業「情報数学C」の 受講生向け説明ページ(HTML)，サンプルコードのためのGitリポジトリです．

This is a git repository for the lecture "Mathematics for Informatics C" at the University of Tsukuba, School of Informatics, College of Media Arts, Science and Technology. It includes the explanation pages (HTML) and sample code written in C++.

各フォルダについて

  • docs : 説明ページのHTMLが入っています．Webページとしてみる場合は https://fujis.github.io/numerical/ にアクセスしてください．
  • bin : glviewerの実行用フォルダ
  • shared : サンプルプログラムを動かす際の共有ヘッダなどが入っています．VisualStudio以外でコンパイルする際はshared/incをインクルードフォルダとして追加するか，shared/inc内の*.hファイルをcppファイルのあるところにコピーするようにしてください．なお，shared/inc/GL,GLFW,glmとshared/libはglviewerを動かすときだけ必要です．
  • src : サンプルソースです．それぞれの授業に対応するフォルダについては以下参照．

    • src/error : 第1回【数値計算の基礎】数の表現,数値誤差,桁落ち

    • src/linearsystem : 第2回【線形連立方程式の直接解法】ガウスの消去法,ピボット選択付きガウス消去法,LU分解,コレスキー分解 ＆ 第3回【線形連立方程式の反復解法】ヤコビ法,ガウス・ザイデル法,SOR法,共役勾配法

    • src/rootfinding : 第4回【非線形方程式の求根問題】 2分法,ニュートン法,初期値と収束性,DKA法

    • src/optimization : 第5回【最適化問題】 黄金分割探索,シンプレックス法,最急降下法,準ニュートン法

    • src/interpolation : 第6回【補間法と回帰分析】 ラグランジュ補間,スプライン補間,最小2乗法

    • src/integration : 第7回【数値積分】 区分求積法,台形公式,シンプソン公式,ガウス型求積公式

    • src/differential : 第8回【常微分方程式の数値解法】 前進/後退オイラー法,ルンゲ・クッタ法,予測子修正子法

    • src/pde : 第9回【偏微分方程式の数値解法】 放物型方程式,楕円型方程式,双曲型方程式

    • src/eigen : 第10回【行列の固有値計算】 べき乗法,ハウスホルダー変換,QR法

    • src/glviewer_fw : 偏微分方程式を数値計算出といた結果を見るためのOpenGL&glfw&imguiで書かれたビューワ．同梱のlib,dllはWindowsのVisual Studio 2022(x64)用なので，これを使いたい場合は自分の環境に合わせたlib,dllをとってくるか，自身でライブラリビルドしてください．結果の可視化のためだけのプログラムなので，Excelなど他のプログラムで結果を可視化するならば特に必要なしです．

トラブルシューティング

  • Visual Studioはgithub連携機能がありますが，このリポジトリには複数のVisual Studioソリューションとソースコード以外のファイルが多く含まれているのでうまくいかない可能性があります．別途リポジトリをクローンするかDownload ZIPで全体をダウンロード・解凍後，srcフォルダの各フォルダ内に含まれる*.slnファイルをVisual Studioで開くようにしてください．

  • Visual Studioで「error MSB8036: Windows SDK バージョン 10.0.xxxxxx.0 が見つかりませんでした。」というエラーが出てビルドできない．
    　⇒ 「プロジェクト」メニューから「プロジェクトの再ターゲット」で「Windows SDK バージョン:」 のところにその環境で対応するバージョンが出るので，問題なければそのまま「OK」をクリック

  • Visual Studioで実行しても特定のプロジェクトしか実行されない場合は，「プロジェクト」メニューから「スタートアップ プロジェクトの構成」で「現在の選択」にチェックしてください．

  • Mac環境下でエラーが出る場合は，以下のコマンドを試してみてください(error.cppや-o errorのところは適宜変えてください)．
    　g++ error.cpp -O3 -std=c++11 -I../../shared/inc -o error
    　ヘッダの中で一部C++11の機能を使っています(foreachとか). 上記はインクルードフォルダ(../../shared/inc)も設定しています．

  • 自身のPC環境(Windows)で動かしたい人向けにdocs/textフォルダに「Visual Studio Community インストール方法」というPDFを用意してあるので参考にしてください．