[658] | 1 | // $Id: matrix.cc,v 1.1.1.1 1999-11-26 16:37:11 ansari Exp $
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---|
| 2 |
|
---|
| 3 | #include "machdefs.h"
|
---|
| 4 | #include <string.h>
|
---|
| 5 | #include <iostream.h>
|
---|
| 6 | #include <iomanip.h>
|
---|
| 7 | #include <values.h>
|
---|
| 8 | #include "peida.h"
|
---|
| 9 | #include "matrix.h"
|
---|
| 10 | #include "cvector.h"
|
---|
| 11 | #include "generalfit.h"
|
---|
| 12 | #include "tmatrix.h"
|
---|
| 13 |
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---|
| 14 | // Sous Linux, LN_MAXDOUBLE LN_MINDOUBLE ne semblent pas etre definies
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| 15 | // Reza 11/02/99
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| 16 | #ifndef M_LN2
|
---|
| 17 | #define M_LN2 0.69314718055994530942
|
---|
| 18 | #endif
|
---|
| 19 | #ifndef LN_MINDOUBLE
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| 20 | #define LN_MINDOUBLE (M_LN2 * (DMINEXP - 1))
|
---|
| 21 | #endif
|
---|
| 22 | #ifndef LN_MAXDOUBLE
|
---|
| 23 | #define LN_MAXDOUBLE (M_LN2 * DMAXEXP)
|
---|
| 24 | #endif
|
---|
| 25 |
|
---|
| 26 |
|
---|
| 27 | //++
|
---|
| 28 | // Class OMatrix
|
---|
| 29 | // Lib Outils++
|
---|
| 30 | // include matrix.h
|
---|
| 31 | //
|
---|
| 32 | // Classe générale de matrice, calculs matriciels et algèbre linéaire.
|
---|
| 33 | //--
|
---|
| 34 |
|
---|
| 35 | //++
|
---|
| 36 | // Titre Constructeurs
|
---|
| 37 | //--
|
---|
| 38 |
|
---|
| 39 | //++
|
---|
| 40 | OMatrix::OMatrix()
|
---|
| 41 | //
|
---|
| 42 | // Construit une matrice 1x1 (pour ppersist).
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---|
| 43 | //--
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---|
| 44 | : nr(1), nc(1), ndata(1), nalloc(1), data(new double[1]), FromTmatrix(false)
|
---|
| 45 | {
|
---|
| 46 | // if (r<=0 || c<=0) THROW(rangeCheckErr);
|
---|
| 47 | memset(data, 0, nalloc*sizeof(double));
|
---|
| 48 | END_CONSTRUCTOR
|
---|
| 49 | }
|
---|
| 50 |
|
---|
| 51 | //++
|
---|
| 52 | OMatrix::OMatrix(int r, int c)
|
---|
| 53 | //
|
---|
| 54 | // Construit une matrice de r lignes et c colonnes.
|
---|
| 55 | //--
|
---|
| 56 | : nr(r), nc(c), ndata(r*c), nalloc(r*c), data(new double[r*c]), FromTmatrix(false)
|
---|
| 57 | {
|
---|
| 58 | // if (r<=0 || c<=0) THROW(rangeCheckErr);
|
---|
| 59 | memset(data, 0, nalloc*sizeof(double));
|
---|
| 60 | END_CONSTRUCTOR
|
---|
| 61 | }
|
---|
| 62 |
|
---|
| 63 | //++
|
---|
| 64 | OMatrix::OMatrix(int r, int c, double* values)
|
---|
| 65 | //
|
---|
| 66 | // Construit une matrice de r lignes et c colonnes. On fournit
|
---|
| 67 | // le tableau des valeurs : pas d'allocation.
|
---|
| 68 | //--
|
---|
| 69 | : nr(r), nc(c), ndata(r*c), nalloc(0), data(values), FromTmatrix(false)
|
---|
| 70 | {
|
---|
| 71 | END_CONSTRUCTOR
|
---|
| 72 | }
|
---|
| 73 |
|
---|
| 74 | //++
|
---|
| 75 | OMatrix::OMatrix(const OMatrix& a)
|
---|
| 76 | //
|
---|
| 77 | // Constructeur par copie.
|
---|
| 78 | //--
|
---|
| 79 | : nr(a.nr), nc(a.nc), ndata(a.nr*a.nc), nalloc(a.nr*a.nc),
|
---|
| 80 | data(new double[a.nr*a.nc]), FromTmatrix(false)
|
---|
| 81 | {
|
---|
| 82 | memcpy(data, a.data, nalloc * sizeof(double));
|
---|
| 83 | END_CONSTRUCTOR
|
---|
| 84 | }
|
---|
| 85 |
|
---|
| 86 | //++
|
---|
| 87 | OMatrix::OMatrix(const TMatrix<r_8>& a)
|
---|
| 88 | //
|
---|
| 89 | // Constructeur par copie a partir d'une TMatrix<r_8>.
|
---|
| 90 | // Attention, les donnees sont partagees.
|
---|
| 91 | //--
|
---|
| 92 | : nr(a.NRows()), nc(a.NCols()), ndata(a.NRows()*a.NCols())
|
---|
| 93 | , nalloc(a.NRows()*a.NCols())
|
---|
| 94 | , data(const_cast<r_8 *>(a.Data()))
|
---|
| 95 | , FromTmatrix(true)
|
---|
| 96 | {
|
---|
| 97 | END_CONSTRUCTOR
|
---|
| 98 | }
|
---|
| 99 |
|
---|
| 100 |
|
---|
| 101 | OMatrix::~OMatrix()
|
---|
| 102 | {
|
---|
| 103 | DBASSERT(ndata == nr*nc);
|
---|
| 104 | if (nalloc && !FromTmatrix) delete[] data;
|
---|
| 105 | }
|
---|
| 106 |
|
---|
| 107 | //++
|
---|
| 108 | // Titre Méthodes
|
---|
| 109 | //--
|
---|
| 110 |
|
---|
| 111 |
|
---|
| 112 | //++
|
---|
| 113 | void OMatrix::Zero()
|
---|
| 114 | //
|
---|
| 115 | // Remise à zero de tous les éléments
|
---|
| 116 | //--
|
---|
| 117 | {
|
---|
| 118 | DBASSERT(ndata == nr*nc);
|
---|
| 119 | for (int i=0; i<ndata; i++) data[i] = 0;
|
---|
| 120 | }
|
---|
| 121 |
|
---|
| 122 | //++
|
---|
| 123 | void OMatrix::Realloc(int r, int c, bool force)
|
---|
| 124 | //
|
---|
| 125 | // Change la taille de la matrice. Réallocation physique seulement si
|
---|
| 126 | // pas assez de place, ou forcée si force=true.
|
---|
| 127 | //--
|
---|
| 128 | {
|
---|
| 129 | DBASSERT(ndata == nr*nc);
|
---|
| 130 | if (!nalloc) THROW(allocationErr);
|
---|
| 131 | int ncop = ndata; // ancien elements
|
---|
| 132 | ndata = r*c;
|
---|
| 133 | if (ndata < ncop) ncop = ndata;
|
---|
| 134 | nr = r;
|
---|
| 135 | nc = c;
|
---|
| 136 | if (nalloc < ndata || force) {
|
---|
| 137 | double* p = new double[ndata];
|
---|
| 138 | memcpy(p,data,ncop * sizeof(double));
|
---|
| 139 | delete[] data;
|
---|
| 140 | data = p;
|
---|
| 141 | nalloc = ndata;
|
---|
| 142 | } else if (nalloc != ndata) // Sans doute facultatif, mais plus
|
---|
| 143 | memset(data+ndata, 0, (nalloc-ndata)*sizeof(double)); //propre
|
---|
| 144 | }
|
---|
| 145 |
|
---|
| 146 | //++
|
---|
| 147 | OMatrix& OMatrix::operator = (const OMatrix& a)
|
---|
| 148 | //
|
---|
| 149 | // Opérateur d'affectation.
|
---|
| 150 | //--
|
---|
| 151 | {
|
---|
| 152 | if (this == &a) return *this;
|
---|
| 153 | Realloc(a.nr, a.nc);
|
---|
| 154 | memcpy(data, a.data, ndata * sizeof(double));
|
---|
| 155 | return *this;
|
---|
| 156 | }
|
---|
| 157 |
|
---|
| 158 |
|
---|
| 159 | //++
|
---|
| 160 | OMatrix& OMatrix::operator = (double x)
|
---|
| 161 | //
|
---|
| 162 | // Opérateur d'affectation depuis scalaire : identité * scalaire.
|
---|
| 163 | //--
|
---|
| 164 | {
|
---|
| 165 | if (nr != nc) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
| 166 | for (int r=0; r<nr; r++)
|
---|
| 167 | for (int c=0; c<nc; c++)
|
---|
| 168 | (*this)(r,c) = (r==c) ? x : 0.0;
|
---|
| 169 | return *this;
|
---|
| 170 | }
|
---|
| 171 |
|
---|
| 172 | //++
|
---|
| 173 | // r_8& [const] operator()(int r, int c) [const]
|
---|
| 174 | // Accès aux éléments
|
---|
| 175 | //--
|
---|
| 176 |
|
---|
| 177 | //++
|
---|
| 178 | ostream& operator << (ostream& s, const OMatrix& a)
|
---|
| 179 | //
|
---|
| 180 | // Impression
|
---|
| 181 | //--
|
---|
| 182 | {
|
---|
| 183 | for (int r=0; r<a.nr; r++) {
|
---|
| 184 | s << "| ";
|
---|
| 185 | for (int c=0; c<a.nc; c++)
|
---|
| 186 | s << setw(6) << a(r,c) << " ";
|
---|
| 187 | s << "|\n";
|
---|
| 188 | }
|
---|
| 189 | return s;
|
---|
| 190 | }
|
---|
| 191 |
|
---|
| 192 | // ****************** MATRIX / SCALAR ******************************
|
---|
| 193 |
|
---|
| 194 |
|
---|
| 195 | //++
|
---|
| 196 | OMatrix& OMatrix::operator *= (double b)
|
---|
| 197 | //
|
---|
| 198 | //--
|
---|
| 199 | {
|
---|
| 200 | double* p = data;
|
---|
| 201 | double* pEnd = data + ndata;
|
---|
| 202 |
|
---|
| 203 | while (p < pEnd)
|
---|
| 204 | *p++ *= b;
|
---|
| 205 |
|
---|
| 206 | return *this;
|
---|
| 207 | }
|
---|
| 208 |
|
---|
| 209 | //++
|
---|
| 210 | OMatrix& OMatrix::operator += (double b)
|
---|
| 211 | //
|
---|
| 212 | //--
|
---|
| 213 | {
|
---|
| 214 | double* p = data;
|
---|
| 215 | double* pEnd = data + ndata;
|
---|
| 216 |
|
---|
| 217 | while (p < pEnd)
|
---|
| 218 | *p++ += b;
|
---|
| 219 |
|
---|
| 220 | return *this;
|
---|
| 221 | }
|
---|
| 222 |
|
---|
| 223 | //++
|
---|
| 224 | OMatrix& OMatrix::operator -= (double b)
|
---|
| 225 | //
|
---|
| 226 | //--
|
---|
| 227 | {
|
---|
| 228 | double* p = data;
|
---|
| 229 | double* pEnd = data + ndata;
|
---|
| 230 |
|
---|
| 231 | while (p < pEnd)
|
---|
| 232 | *p++ -= b;
|
---|
| 233 |
|
---|
| 234 | return *this;
|
---|
| 235 | }
|
---|
| 236 |
|
---|
| 237 | //++
|
---|
| 238 | OMatrix& OMatrix::operator /= (double b)
|
---|
| 239 | //
|
---|
| 240 | //--
|
---|
| 241 | {
|
---|
| 242 | ASSERT( b != 0. );
|
---|
| 243 | double* p = data;
|
---|
| 244 | double* pEnd = data + ndata;
|
---|
| 245 |
|
---|
| 246 | while (p < pEnd)
|
---|
| 247 | *p++ /= b;
|
---|
| 248 |
|
---|
| 249 | return *this;
|
---|
| 250 | }
|
---|
| 251 |
|
---|
| 252 | //++
|
---|
| 253 | OMatrix operator * (const OMatrix& a, double b)
|
---|
| 254 | //
|
---|
| 255 | //--
|
---|
| 256 | {
|
---|
| 257 | OMatrix result(a);
|
---|
| 258 | return (result *= b);
|
---|
| 259 | }
|
---|
| 260 |
|
---|
| 261 | //++
|
---|
| 262 | OMatrix operator * (double b, const OMatrix& a)
|
---|
| 263 | //
|
---|
| 264 | //--
|
---|
| 265 | {
|
---|
| 266 | OMatrix result(a);
|
---|
| 267 | return (result *= b);
|
---|
| 268 | }
|
---|
| 269 |
|
---|
| 270 | //++
|
---|
| 271 | OMatrix operator + (const OMatrix& a, double b)
|
---|
| 272 | //
|
---|
| 273 | //--
|
---|
| 274 | {
|
---|
| 275 | OMatrix result(a);
|
---|
| 276 | return (result += b);
|
---|
| 277 | }
|
---|
| 278 |
|
---|
| 279 | //++
|
---|
| 280 | OMatrix operator + (double b, const OMatrix& a)
|
---|
| 281 | //
|
---|
| 282 | //--
|
---|
| 283 | {
|
---|
| 284 | OMatrix result(a);
|
---|
| 285 | return (result += b);
|
---|
| 286 | }
|
---|
| 287 |
|
---|
| 288 | //++
|
---|
| 289 | OMatrix operator - (const OMatrix& a, double b)
|
---|
| 290 | //
|
---|
| 291 | //--
|
---|
| 292 | {
|
---|
| 293 | OMatrix result(a);
|
---|
| 294 | return (result -= b);
|
---|
| 295 | }
|
---|
| 296 |
|
---|
| 297 | //++
|
---|
| 298 | OMatrix operator - (double b, const OMatrix& a)
|
---|
| 299 | //
|
---|
| 300 | //--
|
---|
| 301 | {
|
---|
| 302 | OMatrix result(a);
|
---|
| 303 | result *= -1;
|
---|
| 304 | return (result += b);
|
---|
| 305 | }
|
---|
| 306 |
|
---|
| 307 | //++
|
---|
| 308 | OMatrix operator / (const OMatrix& a, double b)
|
---|
| 309 | //
|
---|
| 310 | //--
|
---|
| 311 | {
|
---|
| 312 | OMatrix result(a);
|
---|
| 313 | return (result /= b);
|
---|
| 314 | }
|
---|
| 315 |
|
---|
| 316 | //++
|
---|
| 317 | OMatrix operator * (const OMatrix& a, int b)
|
---|
| 318 | //
|
---|
| 319 | //--
|
---|
| 320 | {
|
---|
| 321 | OMatrix result(a);
|
---|
| 322 | return (result *= b);
|
---|
| 323 | }
|
---|
| 324 |
|
---|
| 325 | //++
|
---|
| 326 | OMatrix operator * (int b, const OMatrix& a)
|
---|
| 327 | //
|
---|
| 328 | //--
|
---|
| 329 | {
|
---|
| 330 | OMatrix result(a);
|
---|
| 331 | return (result *= b);
|
---|
| 332 | }
|
---|
| 333 |
|
---|
| 334 | //++
|
---|
| 335 | OMatrix operator + (const OMatrix& a, int b)
|
---|
| 336 | //
|
---|
| 337 | //--
|
---|
| 338 | {
|
---|
| 339 | OMatrix result(a);
|
---|
| 340 | return (result += b);
|
---|
| 341 | }
|
---|
| 342 |
|
---|
| 343 | //++
|
---|
| 344 | OMatrix operator + (int b, const OMatrix& a)
|
---|
| 345 | //
|
---|
| 346 | //--
|
---|
| 347 | {
|
---|
| 348 | OMatrix result(a);
|
---|
| 349 | return (result += b);
|
---|
| 350 | }
|
---|
| 351 |
|
---|
| 352 | //++
|
---|
| 353 | OMatrix operator - (const OMatrix& a, int b)
|
---|
| 354 | //
|
---|
| 355 | //--
|
---|
| 356 | {
|
---|
| 357 | OMatrix result(a);
|
---|
| 358 | return (result -= b);
|
---|
| 359 | }
|
---|
| 360 |
|
---|
| 361 | //++
|
---|
| 362 | OMatrix operator - (int b, const OMatrix& a)
|
---|
| 363 | //
|
---|
| 364 | //--
|
---|
| 365 | {
|
---|
| 366 | OMatrix result(a);
|
---|
| 367 | result *= -1;
|
---|
| 368 | return (result += b);
|
---|
| 369 | }
|
---|
| 370 |
|
---|
| 371 | //++
|
---|
| 372 | OMatrix operator / (const OMatrix& a, int b)
|
---|
| 373 | //
|
---|
| 374 | //--
|
---|
| 375 | {
|
---|
| 376 | OMatrix result(a);
|
---|
| 377 | return (result /= b);
|
---|
| 378 | }
|
---|
| 379 |
|
---|
| 380 |
|
---|
| 381 | // **************** MATRIX / MATRIX ***********************88
|
---|
| 382 |
|
---|
| 383 | //++
|
---|
| 384 | OMatrix& OMatrix::operator += (const OMatrix& a)
|
---|
| 385 | //
|
---|
| 386 | //--
|
---|
| 387 | {
|
---|
| 388 | if (nc!=a.nc || nr!=a.nr) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
| 389 |
|
---|
| 390 | double* p = data;
|
---|
| 391 | double* pEnd = data + ndata;
|
---|
| 392 | double* q = a.data;
|
---|
| 393 |
|
---|
| 394 | while (p < pEnd)
|
---|
| 395 | *p++ += *q++;
|
---|
| 396 |
|
---|
| 397 | return *this;
|
---|
| 398 | }
|
---|
| 399 |
|
---|
| 400 | //++
|
---|
| 401 | OMatrix& OMatrix::operator -= (const OMatrix& a)
|
---|
| 402 | //
|
---|
| 403 | //--
|
---|
| 404 | {
|
---|
| 405 | if (nc!=a.nc || nr!=a.nr) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
| 406 |
|
---|
| 407 | double* p = data;
|
---|
| 408 | double* pEnd = data + ndata;
|
---|
| 409 | double* q = a.data;
|
---|
| 410 |
|
---|
| 411 | while (p < pEnd)
|
---|
| 412 | *p++ -= *q++;
|
---|
| 413 |
|
---|
| 414 | return *this;
|
---|
| 415 | }
|
---|
| 416 |
|
---|
| 417 |
|
---|
| 418 | //++
|
---|
| 419 | OMatrix& OMatrix::operator *= (const OMatrix& a)
|
---|
| 420 | //
|
---|
| 421 | //--
|
---|
| 422 | {
|
---|
| 423 | if (nc != a.nc || nr != a.nr || nc != nr) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
| 424 |
|
---|
| 425 | double* oldRow = new double[nr];
|
---|
| 426 | double* orEnd = oldRow + nc;
|
---|
| 427 | double* orp;
|
---|
| 428 | double* trp;
|
---|
| 429 |
|
---|
| 430 | for (double* tr = data; tr < data+ndata; tr += nc) {
|
---|
| 431 | for (orp = oldRow, trp = tr;
|
---|
| 432 | orp < orEnd;)
|
---|
| 433 | *orp++ = *trp++;
|
---|
| 434 |
|
---|
| 435 | double* ac;
|
---|
| 436 | double* acp;
|
---|
| 437 |
|
---|
| 438 | for (trp = tr, ac = a.data; ac< a.data+nr; ac++, trp++) {
|
---|
| 439 | double sum = 0;
|
---|
| 440 | for (orp = oldRow, acp = ac; acp < ac+ndata; acp += nr, orp++)
|
---|
| 441 | sum += *orp * *acp;
|
---|
| 442 | *trp = sum;
|
---|
| 443 | }
|
---|
| 444 | }
|
---|
| 445 | delete[] oldRow;
|
---|
| 446 | return *this;
|
---|
| 447 | }
|
---|
| 448 |
|
---|
| 449 | //++
|
---|
| 450 | OMatrix operator + (const OMatrix& a, const OMatrix& b)
|
---|
| 451 | //
|
---|
| 452 | //--
|
---|
| 453 | {
|
---|
| 454 | if (b.nc != a.nc || b.nr != a.nr) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
| 455 |
|
---|
| 456 | OMatrix c(a);
|
---|
| 457 | return (c += b);
|
---|
| 458 | }
|
---|
| 459 |
|
---|
| 460 | //++
|
---|
| 461 | OMatrix operator - (const OMatrix& a, const OMatrix& b)
|
---|
| 462 | //
|
---|
| 463 | //--
|
---|
| 464 | {
|
---|
| 465 | if (b.nc != a.nc || b.nr != a.nr) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
| 466 |
|
---|
| 467 | OMatrix c(a);
|
---|
| 468 | return (c -= b);
|
---|
| 469 | }
|
---|
| 470 |
|
---|
| 471 | #if 0
|
---|
| 472 |
|
---|
| 473 | OMatrix operator * (const OMatrix& a, const OMatrix& b)
|
---|
| 474 | {
|
---|
| 475 | if (a.nc != b.nr) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
| 476 |
|
---|
| 477 | OMatrix c(a.nr, b.nc);
|
---|
| 478 |
|
---|
| 479 | double* pc = c.data;
|
---|
| 480 |
|
---|
| 481 | double* pa = a.data;
|
---|
| 482 |
|
---|
| 483 | double* pb = b.data;
|
---|
| 484 |
|
---|
| 485 | for (int rc = 0; rc < c.nr; rc++) {
|
---|
| 486 | for (int cc = 0; cc < c.nc; cc++) { // boucle sur c
|
---|
| 487 | double sum = 0;
|
---|
| 488 | for (int ca = 0; ca < a.nc; ca++) { // boucle sur a & b
|
---|
| 489 | sum += *pa * *pb;
|
---|
| 490 | pa++;
|
---|
| 491 | pb += b.nc;
|
---|
| 492 | }
|
---|
| 493 | *pc++ = sum;
|
---|
| 494 | pa -= a.nc; // retour meme ligne
|
---|
| 495 | pb -= b.ndata - 1; // haut de la colonne suiv
|
---|
| 496 | }
|
---|
| 497 | // ligne suivante c
|
---|
| 498 | pb = b.data; // en revient en b(1,1)
|
---|
| 499 | pa += a.nc; // debut ligne suivante
|
---|
| 500 | }
|
---|
| 501 |
|
---|
| 502 | return c;
|
---|
| 503 | }
|
---|
| 504 | #endif
|
---|
| 505 |
|
---|
| 506 | //++
|
---|
| 507 | OMatrix operator * (const OMatrix& a, const OMatrix& b)
|
---|
| 508 | //
|
---|
| 509 | //--
|
---|
| 510 | {
|
---|
| 511 | if (a.nc != b.nr) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
| 512 |
|
---|
| 513 | OMatrix c(a.nr, b.nc);
|
---|
| 514 |
|
---|
| 515 | for (int rc = 0; rc < c.nr; rc++)
|
---|
| 516 | for (int cc = 0; cc < c.nc; cc++) { // boucle sur c
|
---|
| 517 | double sum = 0;
|
---|
| 518 | for (int ca = 0; ca < a.nc; ca++) // boucle sur a & b
|
---|
| 519 | sum += a(rc,ca) * b(ca,cc);
|
---|
| 520 | c(rc,cc) = sum;
|
---|
| 521 | }
|
---|
| 522 |
|
---|
| 523 | return c;
|
---|
| 524 |
|
---|
| 525 | }
|
---|
| 526 |
|
---|
| 527 |
|
---|
| 528 | //++
|
---|
| 529 | OMatrix OMatrix::Transpose() const
|
---|
| 530 | //
|
---|
| 531 | // Retourne la transposée.
|
---|
| 532 | //--
|
---|
| 533 | #if HAS_NAMED_RETURN
|
---|
| 534 | return a(nc,nr)
|
---|
| 535 | #endif
|
---|
| 536 | {
|
---|
| 537 | #if !HAS_NAMED_RETURN
|
---|
| 538 | OMatrix a(nc,nr);
|
---|
| 539 | #endif
|
---|
| 540 | for (int i=0; i<nr; i++)
|
---|
| 541 | for (int j=0; j<nc; j++)
|
---|
| 542 | a(j,i) = (*this)(i,j);
|
---|
| 543 | #if !HAS_NAMED_RETURN
|
---|
| 544 | return a;
|
---|
| 545 | #endif
|
---|
| 546 | }
|
---|
| 547 |
|
---|
| 548 |
|
---|
| 549 | //++
|
---|
| 550 | OMatrix OMatrix::Inverse() const
|
---|
| 551 | //
|
---|
| 552 | // Retourne la matrice inverse.
|
---|
| 553 | //
|
---|
| 554 | // *Exception* : singMatxErr si la matrice est singulière.
|
---|
| 555 | //--
|
---|
| 556 | #if HAS_NAMED_RETURN
|
---|
| 557 | return b(nr,nc)
|
---|
| 558 | #endif
|
---|
| 559 | {
|
---|
| 560 | #if !HAS_NAMED_RETURN
|
---|
| 561 | OMatrix b(nc,nr);
|
---|
| 562 | #endif
|
---|
| 563 | OMatrix a(*this);
|
---|
| 564 | b = 1.0;
|
---|
| 565 | if (fabs(OMatrix::GausPiv(a,b)) < 1.e-50) THROW(singMatxErr);
|
---|
| 566 | #if !HAS_NAMED_RETURN
|
---|
| 567 | return b;
|
---|
| 568 | #endif
|
---|
| 569 | }
|
---|
| 570 |
|
---|
| 571 |
|
---|
| 572 | void OMatrix::WriteSelf(POutPersist& s) const
|
---|
| 573 | {
|
---|
| 574 | ASSERT(ndata == nr*nc);
|
---|
| 575 | s << nr << nc;
|
---|
| 576 | s.PutR8s(data, ndata);
|
---|
| 577 | }
|
---|
| 578 |
|
---|
| 579 | void OMatrix::ReadSelf(PInPersist& s)
|
---|
| 580 | {
|
---|
| 581 | int_4 r,c;
|
---|
| 582 | s >> r >> c;
|
---|
| 583 | Realloc(r,c);
|
---|
| 584 | ASSERT(ndata == nr*nc);
|
---|
| 585 | s.GetR8s(data, ndata);
|
---|
| 586 | }
|
---|
| 587 |
|
---|
| 588 |
|
---|
| 589 | OMatrixRC::OMatrixRC()
|
---|
| 590 | : matrix(0), data(0), index(0), step(0)
|
---|
| 591 | {}
|
---|
| 592 |
|
---|
| 593 | OMatrixRC::OMatrixRC(OMatrix& m, RCKind rckind, int ind)
|
---|
| 594 | : matrix(&m), data(Org(m,rckind,ind)),
|
---|
| 595 | index(ind), step(Step(m,rckind)), kind(rckind)
|
---|
| 596 | {
|
---|
| 597 | if (kind == matrixDiag & m.nc != m.nr) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
| 598 | }
|
---|
| 599 |
|
---|
| 600 |
|
---|
| 601 | int OMatrixRC::Next()
|
---|
| 602 | {
|
---|
| 603 | if (!matrix) return -1; // Failure ?
|
---|
| 604 | if (kind == matrixDiag) return -1; // Failure ?
|
---|
| 605 | index++;
|
---|
| 606 | if (kind == matrixRow) {
|
---|
| 607 | if (index > matrix->nr) {
|
---|
| 608 | index = matrix->nr;
|
---|
| 609 | return -1;
|
---|
| 610 | }
|
---|
| 611 | data += matrix->nc;
|
---|
| 612 | } else {
|
---|
| 613 | if (index > matrix->nc) {
|
---|
| 614 | index = matrix->nc;
|
---|
| 615 | return -1;
|
---|
| 616 | }
|
---|
| 617 | data++;
|
---|
| 618 | }
|
---|
| 619 | return index;
|
---|
| 620 | }
|
---|
| 621 |
|
---|
| 622 |
|
---|
| 623 | int OMatrixRC::Prev()
|
---|
| 624 | {
|
---|
| 625 | if (!matrix) return -1; // Failure ?
|
---|
| 626 | if (kind == matrixDiag) return -1; // Failure ?
|
---|
| 627 | index--;
|
---|
| 628 | if (index < 0) {
|
---|
| 629 | index = 0;
|
---|
| 630 | return -1;
|
---|
| 631 | }
|
---|
| 632 | if (kind == matrixRow)
|
---|
| 633 | data -= matrix->nc;
|
---|
| 634 | else
|
---|
| 635 | data--;
|
---|
| 636 | return index;
|
---|
| 637 | }
|
---|
| 638 |
|
---|
| 639 |
|
---|
| 640 | int OMatrixRC::SetCol(int c)
|
---|
| 641 | {
|
---|
| 642 | if (!matrix) return -1; // Failure ?
|
---|
| 643 | if (c<0 || c>matrix->nc) return -1;
|
---|
| 644 | kind = matrixCol;
|
---|
| 645 | index = c;
|
---|
| 646 | step = Step(*matrix, matrixCol);
|
---|
| 647 | data = Org(*matrix, matrixCol, c);
|
---|
| 648 | return c;
|
---|
| 649 | }
|
---|
| 650 |
|
---|
| 651 |
|
---|
| 652 | int OMatrixRC::SetRow(int r)
|
---|
| 653 | {
|
---|
| 654 | if (!matrix) return -1; // Failure ?
|
---|
| 655 | if (r<0 || r>matrix->nr) return -1;
|
---|
| 656 | kind = matrixRow;
|
---|
| 657 | index = r;
|
---|
| 658 | step = Step(*matrix, matrixRow);
|
---|
| 659 | data = Org(*matrix, matrixRow, r);
|
---|
| 660 | return r;
|
---|
| 661 | }
|
---|
| 662 |
|
---|
| 663 |
|
---|
| 664 | int OMatrixRC::SetDiag()
|
---|
| 665 | {
|
---|
| 666 | if (!matrix) return -1; // Failure ?
|
---|
| 667 | if (matrix->nc != matrix->nr) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
| 668 | kind = matrixDiag;
|
---|
| 669 | index = 0;
|
---|
| 670 | step = Step(*matrix, matrixDiag);
|
---|
| 671 | data = Org(*matrix, matrixDiag);
|
---|
| 672 | return 0;
|
---|
| 673 | }
|
---|
| 674 |
|
---|
| 675 |
|
---|
| 676 | OMatrixRC& OMatrixRC::operator = (const OMatrixRC& rc)
|
---|
| 677 | {
|
---|
| 678 | matrix = rc.matrix;
|
---|
| 679 | data = rc.data;
|
---|
| 680 | index = rc.index;
|
---|
| 681 | step = rc.step;
|
---|
| 682 | kind = rc.kind;
|
---|
| 683 | return *this;
|
---|
| 684 | }
|
---|
| 685 |
|
---|
| 686 | //OMatrixRC::operator OVector() const
|
---|
| 687 | OVector OMatrixRC::GetVect() const
|
---|
| 688 | #if HAS_NAMED_RETURN
|
---|
| 689 | return v(NElts())
|
---|
| 690 | #endif
|
---|
| 691 | {
|
---|
| 692 | #if !HAS_NAMED_RETURN
|
---|
| 693 | OVector v(NElts());
|
---|
| 694 | #endif
|
---|
| 695 | int n = NElts();
|
---|
| 696 | for (int i=0; i<n; i++)
|
---|
| 697 | v(i) = (*this)(i);
|
---|
| 698 | #if !HAS_NAMED_RETURN
|
---|
| 699 | return v;
|
---|
| 700 | #endif
|
---|
| 701 | }
|
---|
| 702 |
|
---|
| 703 |
|
---|
| 704 | OMatrixRC& OMatrixRC::operator += (const OMatrixRC& rc)
|
---|
| 705 | {
|
---|
| 706 | int n = NElts();
|
---|
| 707 | if ( n != rc.NElts() ) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
| 708 | if ( kind != rc.kind ) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
| 709 |
|
---|
| 710 | for (int i=0; i<n; i++)
|
---|
| 711 | (*this)(i) += rc(i);
|
---|
| 712 |
|
---|
| 713 | return *this;
|
---|
| 714 | }
|
---|
| 715 |
|
---|
| 716 |
|
---|
| 717 |
|
---|
| 718 | OMatrixRC& OMatrixRC::operator -= (const OMatrixRC& rc)
|
---|
| 719 | {
|
---|
| 720 | int n = NElts();
|
---|
| 721 | if ( n != rc.NElts() ) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
| 722 | if ( kind != rc.kind ) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
| 723 |
|
---|
| 724 | for (int i=0; i<n; i++)
|
---|
| 725 | (*this)(i) -= rc(i);
|
---|
| 726 |
|
---|
| 727 | return *this;
|
---|
| 728 | }
|
---|
| 729 |
|
---|
| 730 |
|
---|
| 731 | OMatrixRC& OMatrixRC::operator *= (double x)
|
---|
| 732 | {
|
---|
| 733 | int n = NElts();
|
---|
| 734 |
|
---|
| 735 | for (int i=0; i<n; i++)
|
---|
| 736 | (*this)(i) *= x;
|
---|
| 737 |
|
---|
| 738 | return *this;
|
---|
| 739 | }
|
---|
| 740 |
|
---|
| 741 |
|
---|
| 742 | OMatrixRC& OMatrixRC::operator /= (double x)
|
---|
| 743 | {
|
---|
| 744 | int n = NElts();
|
---|
| 745 |
|
---|
| 746 | for (int i=0; i<n; i++)
|
---|
| 747 | (*this)(i) /= x;
|
---|
| 748 |
|
---|
| 749 | return *this;
|
---|
| 750 | }
|
---|
| 751 |
|
---|
| 752 |
|
---|
| 753 | OMatrixRC& OMatrixRC::operator -= (double x)
|
---|
| 754 | {
|
---|
| 755 | int n = NElts();
|
---|
| 756 |
|
---|
| 757 | for (int i=0; i<n; i++)
|
---|
| 758 | (*this)(i) -= x;
|
---|
| 759 |
|
---|
| 760 | return *this;
|
---|
| 761 | }
|
---|
| 762 |
|
---|
| 763 |
|
---|
| 764 | OMatrixRC& OMatrixRC::operator += (double x)
|
---|
| 765 | {
|
---|
| 766 | int n = NElts();
|
---|
| 767 |
|
---|
| 768 | for (int i=0; i<n; i++)
|
---|
| 769 | (*this)(i) += x;
|
---|
| 770 |
|
---|
| 771 | return *this;
|
---|
| 772 |
|
---|
| 773 | }
|
---|
| 774 |
|
---|
| 775 |
|
---|
| 776 | double operator * (const OMatrixRC& a, const OMatrixRC& b)
|
---|
| 777 | {
|
---|
| 778 | int n = a.NElts();
|
---|
| 779 | if ( n != b.NElts() ) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
| 780 | if ( a.kind != b.kind ) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
| 781 | double sum = 0;
|
---|
| 782 | for (int i=0; i<n; i++)
|
---|
| 783 | sum += a(i)*b(i);
|
---|
| 784 | return sum;
|
---|
| 785 | }
|
---|
| 786 |
|
---|
| 787 |
|
---|
| 788 | OMatrixRC& OMatrixRC::LinComb(double a, double b, const OMatrixRC& rc, int first)
|
---|
| 789 | {
|
---|
| 790 | int n = NElts();
|
---|
| 791 | if ( n != rc.NElts() ) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
| 792 | if ( kind != rc.kind ) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
| 793 |
|
---|
| 794 | for (int i=first; i<n; i++)
|
---|
| 795 | (*this)(i) = (*this)(i)*a + rc(i)*b;
|
---|
| 796 |
|
---|
| 797 | return *this;
|
---|
| 798 | }
|
---|
| 799 |
|
---|
| 800 |
|
---|
| 801 | OMatrixRC& OMatrixRC::LinComb(double b, const OMatrixRC& rc, int first)
|
---|
| 802 | {
|
---|
| 803 | int n = NElts();
|
---|
| 804 | if ( n != rc.NElts() ) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
| 805 | if ( kind != rc.kind ) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
| 806 |
|
---|
| 807 | for (int i=first; i<n; i++)
|
---|
| 808 | (*this)(i) += rc(i)*b;
|
---|
| 809 |
|
---|
| 810 | return *this;
|
---|
| 811 | }
|
---|
| 812 |
|
---|
| 813 |
|
---|
| 814 |
|
---|
| 815 | OMatrixRC OMatrix::Row(int r) const
|
---|
| 816 | #if HAS_NAMED_RETURN
|
---|
| 817 | return rc((OMatrix&)*this, matrixRow, r)
|
---|
| 818 | #endif
|
---|
| 819 | {
|
---|
| 820 | #if !HAS_NAMED_RETURN
|
---|
| 821 | OMatrixRC rc((OMatrix&)*this, matrixRow, r);
|
---|
| 822 | return rc;
|
---|
| 823 | #endif
|
---|
| 824 | }
|
---|
| 825 |
|
---|
| 826 |
|
---|
| 827 | OMatrixRC OMatrix::Col(int c) const
|
---|
| 828 | #if HAS_NAMED_RETURN
|
---|
| 829 | return rc((OMatrix&)*this, matrixCol, c)
|
---|
| 830 | #endif
|
---|
| 831 | {
|
---|
| 832 | #if !HAS_NAMED_RETURN
|
---|
| 833 | OMatrixRC rc((OMatrix&)*this, matrixCol, c);
|
---|
| 834 | return rc;
|
---|
| 835 | #endif
|
---|
| 836 | }
|
---|
| 837 |
|
---|
| 838 |
|
---|
| 839 | OMatrixRC OMatrix::Diag() const
|
---|
| 840 | #if HAS_NAMED_RETURN
|
---|
| 841 | return rc((OMatrix&)*this, matrixDiag)
|
---|
| 842 | #endif
|
---|
| 843 | {
|
---|
| 844 | #if !HAS_NAMED_RETURN
|
---|
| 845 | OMatrixRC rc((OMatrix&)*this, matrixDiag);
|
---|
| 846 | return rc;
|
---|
| 847 | #endif
|
---|
| 848 | }
|
---|
| 849 |
|
---|
| 850 |
|
---|
| 851 | int OMatrixRC::IMaxAbs(int first)
|
---|
| 852 | {
|
---|
| 853 | int n=NElts();
|
---|
| 854 | if (first>n) THROW(rangeCheckErr);
|
---|
| 855 | int imax=first;
|
---|
| 856 | double vmax = fabs((*this)(first));
|
---|
| 857 | double v;
|
---|
| 858 | for (int i=first+1; i<n; i++)
|
---|
| 859 | if ((v=fabs((*this)(i))) > vmax) {
|
---|
| 860 | vmax = v;
|
---|
| 861 | imax = i;
|
---|
| 862 | }
|
---|
| 863 | return imax;
|
---|
| 864 | }
|
---|
| 865 |
|
---|
| 866 |
|
---|
| 867 | void OMatrixRC::Swap(OMatrixRC& rc1, OMatrixRC& rc2)
|
---|
| 868 | {
|
---|
| 869 | int n=rc1.NElts();
|
---|
| 870 | if (n != rc2.NElts()) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
| 871 | if (rc1.kind != rc2.kind) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
| 872 | if (rc1.data == rc2.data) return; // C'est le meme
|
---|
| 873 | for (int i=0; i<n; i++)
|
---|
| 874 | {double tmp = rc1(i); rc1(i) = rc2(i); rc2(i) = tmp;}
|
---|
| 875 | }
|
---|
| 876 |
|
---|
| 877 |
|
---|
| 878 |
|
---|
| 879 | double OMatrix::GausPiv(OMatrix& a, OMatrix& b)
|
---|
| 880 | {
|
---|
| 881 | int n = a.NRows();
|
---|
| 882 | if ( n != b.NRows()) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
| 883 |
|
---|
| 884 | // On fait une normalisation un peu brutale...
|
---|
| 885 | double vmin=MAXDOUBLE;
|
---|
| 886 | double vmax=0;
|
---|
| 887 | for (int iii=0; iii<a.NRows(); iii++)
|
---|
| 888 | for (int jjj=0; jjj<a.NCol(); jjj++) {
|
---|
| 889 | if (fabs(a(iii,jjj)) > vmax) vmax = fabs(a(iii,jjj));
|
---|
| 890 | if (fabs(a(iii,jjj)) < vmin && fabs(a(iii,jjj))>0) vmin = fabs(a(iii,jjj));
|
---|
| 891 | }
|
---|
| 892 | double nrm = sqrt(vmin*vmax);
|
---|
| 893 | if (nrm > 1.e5 || nrm < 1.e-5) {
|
---|
| 894 | a /= nrm;
|
---|
| 895 | b /= nrm;
|
---|
| 896 | //cout << "normalisation matrice " << nrm << endl;
|
---|
| 897 | } else
|
---|
| 898 | nrm=1;
|
---|
| 899 |
|
---|
| 900 | double det = 1.0;
|
---|
| 901 | if (nrm != 1) {
|
---|
| 902 | double ld = a.NRows() * log(nrm);
|
---|
| 903 | if (ld <= LN_MINDOUBLE || ld >= LN_MAXDOUBLE) {
|
---|
| 904 | // cerr << "OMatrix warning, overflow for det" << endl;
|
---|
| 905 | } else {
|
---|
| 906 | det = exp(ld);
|
---|
| 907 | }
|
---|
| 908 | }
|
---|
| 909 |
|
---|
| 910 | OMatrixRC pivRowa(a,matrixRow);
|
---|
| 911 | OMatrixRC pivRowb(b,matrixRow);
|
---|
| 912 |
|
---|
| 913 | for (int k=0; k<n-1; k++) {
|
---|
| 914 | int iPiv = a.Col(k).IMaxAbs(k);
|
---|
| 915 | if (iPiv != k) {
|
---|
| 916 | OMatrixRC aIPiv(a.Row(iPiv));
|
---|
| 917 | OMatrixRC aK(a.Row(k));
|
---|
| 918 | OMatrixRC::Swap(aIPiv,aK);
|
---|
| 919 | OMatrixRC bIPiv(b.Row(iPiv));
|
---|
| 920 | OMatrixRC bK(b.Row(k));
|
---|
| 921 | OMatrixRC::Swap(bIPiv,bK);
|
---|
| 922 | }
|
---|
| 923 | double pivot = a(k,k);
|
---|
| 924 | if (fabs(pivot) < 1.e-50) return 0.0;
|
---|
| 925 | //det *= pivot;
|
---|
| 926 | pivRowa.SetRow(k); // to avoid constructors
|
---|
| 927 | pivRowb.SetRow(k);
|
---|
| 928 | for (int i=k+1; i<n; i++) {
|
---|
| 929 | double r = -a(i,k)/pivot;
|
---|
| 930 | a.Row(i).LinComb(r, pivRowa); // + rapide que -= r * pivRowa
|
---|
| 931 | b.Row(i).LinComb(r, pivRowb);
|
---|
| 932 | }
|
---|
| 933 | }
|
---|
| 934 | det *= a(n-1, n-1);
|
---|
| 935 |
|
---|
| 936 | // on remonte
|
---|
| 937 |
|
---|
| 938 | for (int kk=n-1; kk>0; kk--) {
|
---|
| 939 | double pivot = a(kk,kk);
|
---|
| 940 | if (fabs(pivot) <= 1.e-50) return 0.0;
|
---|
| 941 | pivRowa.SetRow(kk); // to avoid constructors
|
---|
| 942 | pivRowb.SetRow(kk);
|
---|
| 943 | for (int jj=0; jj<kk; jj++) {
|
---|
| 944 | double r = -a(jj,kk)/pivot;
|
---|
| 945 | a.Row(jj).LinComb(r, pivRowa);
|
---|
| 946 | b.Row(jj).LinComb(r, pivRowb);
|
---|
| 947 | }
|
---|
| 948 | }
|
---|
| 949 |
|
---|
| 950 |
|
---|
| 951 | for (int l=0; l<n; l++) {
|
---|
| 952 | if (fabs(a(l,l)) <= 1.e-50) return 0.0;
|
---|
| 953 | b.Row(l) /= a(l,l);
|
---|
| 954 | }
|
---|
| 955 |
|
---|
| 956 | return det;
|
---|
| 957 | }
|
---|
| 958 |
|
---|
| 959 | //++
|
---|
| 960 | double OMatrix::Norm1()
|
---|
| 961 | //
|
---|
| 962 | // Norme 1 : somme des valeurs absolues.
|
---|
| 963 | //--
|
---|
| 964 | {
|
---|
| 965 | double s = 0;
|
---|
| 966 | for (int k = 0; k < nr*nc; k++)
|
---|
| 967 | s += fabs(data[k]);
|
---|
| 968 | return s;
|
---|
| 969 | }
|
---|
| 970 |
|
---|
| 971 | //++
|
---|
| 972 | double OMatrix::Norm2()
|
---|
| 973 | //
|
---|
| 974 | // Norme 2, euclidienne.
|
---|
| 975 | //--
|
---|
| 976 | {
|
---|
| 977 | double s = 0;
|
---|
| 978 | for (int k = 0; k < nr*nc; k++)
|
---|
| 979 | s += data[k] * data[k];
|
---|
| 980 | return sqrt(s);
|
---|
| 981 | }
|
---|
| 982 |
|
---|
| 983 | //////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
| 984 | //++
|
---|
| 985 | OMatrix OMatrix::FitResidus(GeneralFit& gfit
|
---|
| 986 | ,double xorg,double yorg,double dx,double dy)
|
---|
| 987 | //
|
---|
| 988 | // Retourne une classe contenant les residus du fit ``gfit''.
|
---|
| 989 | // Les coordonnees de l'element (i,j) sont :
|
---|
| 990 | // (i,j) -> x = xorg + j*dx , y = yorg + i*dy
|
---|
| 991 | //--
|
---|
| 992 | {
|
---|
| 993 | if(NCol()<=0||NRows()<=0)
|
---|
| 994 | throw(SzMismatchError("OMatrix::FitResidus: size mismatch\n"));
|
---|
| 995 | GeneralFunction* f = gfit.GetFunction();
|
---|
| 996 | if(f==NULL)
|
---|
| 997 | throw(NullPtrError("OMatrix::FitResidus: NULL pointer\n"));
|
---|
| 998 | OVector par = gfit.GetParm();
|
---|
| 999 | OMatrix m(*this);
|
---|
| 1000 | for(int i=0;i<NRows();i++) for(int j=0;j<NCol();j++) {
|
---|
| 1001 | double x[2] = {xorg+j*dx,yorg+i*dy};
|
---|
| 1002 | m(i,j) -= f->Value(x,par.Data());
|
---|
| 1003 | }
|
---|
| 1004 | return m;
|
---|
| 1005 | }
|
---|
| 1006 |
|
---|
| 1007 | //++
|
---|
| 1008 | OMatrix OMatrix::FitFunction(GeneralFit& gfit
|
---|
| 1009 | ,double xorg,double yorg,double dx,double dy)
|
---|
| 1010 | //
|
---|
| 1011 | // Retourne une classe contenant la fonction du fit ``gfit''.
|
---|
| 1012 | // Les coordonnees de l'element (i,j) sont :
|
---|
| 1013 | // (i,j) -> x = xorg + j*dx , y = yorg + i*dy
|
---|
| 1014 | //--
|
---|
| 1015 | {
|
---|
| 1016 | if(NCol()<=0||NRows()<=0)
|
---|
| 1017 | throw(SzMismatchError("OMatrix::FitFunction: size mismatch\n"));
|
---|
| 1018 | GeneralFunction* f = gfit.GetFunction();
|
---|
| 1019 | if(f==NULL)
|
---|
| 1020 | throw(NullPtrError("OMatrix::FitFunction: NULL pointer\n"));
|
---|
| 1021 | OVector par = gfit.GetParm();
|
---|
| 1022 | OMatrix m(*this);
|
---|
| 1023 | for(int i=0;i<NRows();i++) for(int j=0;j<NCol();j++) {
|
---|
| 1024 | double x[2] = {xorg+j*dx,yorg+i*dy};
|
---|
| 1025 | m(i,j) = f->Value(x,par.Data());
|
---|
| 1026 | }
|
---|
| 1027 | return m;
|
---|
| 1028 | }
|
---|