1 | // $Id: matrix.cc,v 1.2 1999-04-22 16:18:41 ansari Exp $
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2 |
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---|
3 | #include "machdefs.h"
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4 | #include <string.h>
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---|
5 | #include <iostream.h>
|
---|
6 | #include <iomanip.h>
|
---|
7 | #include <values.h>
|
---|
8 | #include "peida.h"
|
---|
9 | #include "matrix.h"
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---|
10 | #include "cvector.h"
|
---|
11 | #include "generalfit.h"
|
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12 |
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13 | // Sous Linux, LN_MAXDOUBLE LN_MINDOUBLE ne semblent pas etre definies
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14 | // Reza 11/02/99
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15 | #ifndef M_LN2
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16 | #define M_LN2 0.69314718055994530942
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---|
17 | #endif
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---|
18 | #ifndef LN_MINDOUBLE
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---|
19 | #define LN_MINDOUBLE (M_LN2 * (DMINEXP - 1))
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---|
20 | #endif
|
---|
21 | #ifndef LN_MAXDOUBLE
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---|
22 | #define LN_MAXDOUBLE (M_LN2 * DMAXEXP)
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---|
23 | #endif
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---|
24 |
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---|
25 |
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---|
26 | //++
|
---|
27 | // Class Matrix
|
---|
28 | // Lib Outils++
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---|
29 | // include matrix.h
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30 | //
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31 | // Classe générale de matrice, calculs matriciels et algèbre linéaire.
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---|
32 | //--
|
---|
33 |
|
---|
34 | //++
|
---|
35 | // Titre Constructeurs
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36 | //--
|
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37 |
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38 | //++
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39 | Matrix::Matrix()
|
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40 | //
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---|
41 | // Construit une matrice 1x1 (pour ppersist).
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---|
42 | //--
|
---|
43 | : nr(1), nc(1), ndata(1), nalloc(1), data(new double[1])
|
---|
44 | {
|
---|
45 | // if (r<=0 || c<=0) THROW(rangeCheckErr);
|
---|
46 | memset(data, 0, nalloc*sizeof(double));
|
---|
47 | END_CONSTRUCTOR
|
---|
48 | }
|
---|
49 |
|
---|
50 | //++
|
---|
51 | Matrix::Matrix(int r, int c)
|
---|
52 | //
|
---|
53 | // Construit une matrice de r lignes et c colonnes.
|
---|
54 | //--
|
---|
55 | : nr(r), nc(c), ndata(r*c), nalloc(r*c), data(new double[r*c])
|
---|
56 | {
|
---|
57 | // if (r<=0 || c<=0) THROW(rangeCheckErr);
|
---|
58 | memset(data, 0, nalloc*sizeof(double));
|
---|
59 | END_CONSTRUCTOR
|
---|
60 | }
|
---|
61 |
|
---|
62 | //++
|
---|
63 | Matrix::Matrix(int r, int c, double* values)
|
---|
64 | //
|
---|
65 | // Construit une matrice de r lignes et c colonnes. On fournit
|
---|
66 | // le tableau des valeurs : pas d'allocation.
|
---|
67 | //--
|
---|
68 | : nr(r), nc(c), ndata(r*c), nalloc(0), data(values)
|
---|
69 | {
|
---|
70 | END_CONSTRUCTOR
|
---|
71 | }
|
---|
72 |
|
---|
73 | //++
|
---|
74 | Matrix::Matrix(const Matrix& a)
|
---|
75 | //
|
---|
76 | // Constructeur par copie.
|
---|
77 | //--
|
---|
78 | : nr(a.nr), nc(a.nc), ndata(a.nr*a.nc), nalloc(a.nr*a.nc),
|
---|
79 | data(new double[a.nr*a.nc])
|
---|
80 | {
|
---|
81 | memcpy(data, a.data, nalloc * sizeof(double));
|
---|
82 | END_CONSTRUCTOR
|
---|
83 | }
|
---|
84 |
|
---|
85 |
|
---|
86 | Matrix::~Matrix()
|
---|
87 | {
|
---|
88 | DBASSERT(ndata == nr*nc);
|
---|
89 | if (nalloc) delete[] data;
|
---|
90 | }
|
---|
91 |
|
---|
92 | //++
|
---|
93 | // Titre Méthodes
|
---|
94 | //--
|
---|
95 |
|
---|
96 |
|
---|
97 | //++
|
---|
98 | void Matrix::Zero()
|
---|
99 | //
|
---|
100 | // Remise à zero de tous les éléments
|
---|
101 | //--
|
---|
102 | {
|
---|
103 | DBASSERT(ndata == nr*nc);
|
---|
104 | for (int i=0; i<ndata; i++)
|
---|
105 | data[i] = 0;
|
---|
106 | }
|
---|
107 |
|
---|
108 | //++
|
---|
109 | void Matrix::Realloc(int r, int c, bool force)
|
---|
110 | //
|
---|
111 | // Change la taille de la matrice. Réallocation physique seulement si
|
---|
112 | // pas assez de place, ou forcée si force=true.
|
---|
113 | //--
|
---|
114 | {
|
---|
115 | DBASSERT(ndata == nr*nc);
|
---|
116 | if (!nalloc) THROW(allocationErr);
|
---|
117 | int ncop = ndata; // ancien elements
|
---|
118 | ndata = r*c;
|
---|
119 | if (ndata < ncop) ncop = ndata;
|
---|
120 | nr = r;
|
---|
121 | nc = c;
|
---|
122 | if (nalloc < ndata || force) {
|
---|
123 | double* p = new double[ndata];
|
---|
124 | memcpy(p,data,ncop * sizeof(double));
|
---|
125 | delete[] data;
|
---|
126 | data = p;
|
---|
127 | nalloc = ndata;
|
---|
128 | } else if (nalloc != ndata) // Sans doute facultatif, mais plus
|
---|
129 | memset(data+ndata, 0, (nalloc-ndata)*sizeof(double)); //propre
|
---|
130 | }
|
---|
131 |
|
---|
132 | //++
|
---|
133 | Matrix& Matrix::operator = (const Matrix& a)
|
---|
134 | //
|
---|
135 | // Opérateur d'affectation.
|
---|
136 | //--
|
---|
137 | {
|
---|
138 | if (this == &a) return *this;
|
---|
139 | Realloc(a.nr, a.nc);
|
---|
140 | memcpy(data, a.data, ndata * sizeof(double));
|
---|
141 | return *this;
|
---|
142 | }
|
---|
143 |
|
---|
144 |
|
---|
145 | //++
|
---|
146 | Matrix& Matrix::operator = (double x)
|
---|
147 | //
|
---|
148 | // Opérateur d'affectation depuis scalaire : identité * scalaire.
|
---|
149 | //--
|
---|
150 | {
|
---|
151 | if (nr != nc) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
152 | for (int r=0; r<nr; r++)
|
---|
153 | for (int c=0; c<nc; c++)
|
---|
154 | (*this)(r,c) = (r==c) ? x : 0.0;
|
---|
155 | return *this;
|
---|
156 | }
|
---|
157 |
|
---|
158 | //++
|
---|
159 | // r_8& [const] operator()(int r, int c) [const]
|
---|
160 | // Accès aux éléments
|
---|
161 | //--
|
---|
162 |
|
---|
163 | //++
|
---|
164 | ostream& operator << (ostream& s, const Matrix& a)
|
---|
165 | //
|
---|
166 | // Impression
|
---|
167 | //--
|
---|
168 | {
|
---|
169 | for (int r=0; r<a.nr; r++) {
|
---|
170 | s << "| ";
|
---|
171 | for (int c=0; c<a.nc; c++)
|
---|
172 | s << setw(6) << a(r,c) << " ";
|
---|
173 | s << "|\n";
|
---|
174 | }
|
---|
175 | return s;
|
---|
176 | }
|
---|
177 |
|
---|
178 | // ****************** MATRIX / SCALAR ******************************
|
---|
179 |
|
---|
180 |
|
---|
181 | //++
|
---|
182 | Matrix& Matrix::operator *= (double b)
|
---|
183 | //
|
---|
184 | //--
|
---|
185 | {
|
---|
186 | double* p = data;
|
---|
187 | double* pEnd = data + ndata;
|
---|
188 |
|
---|
189 | while (p < pEnd)
|
---|
190 | *p++ *= b;
|
---|
191 |
|
---|
192 | return *this;
|
---|
193 | }
|
---|
194 |
|
---|
195 | //++
|
---|
196 | Matrix& Matrix::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 | Matrix& Matrix::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 | Matrix& Matrix::operator /= (double b)
|
---|
225 | //
|
---|
226 | //--
|
---|
227 | {
|
---|
228 | DBASSERT( b != 0. );
|
---|
229 | double* p = data;
|
---|
230 | double* pEnd = data + ndata;
|
---|
231 |
|
---|
232 | while (p < pEnd)
|
---|
233 | *p++ /= b;
|
---|
234 |
|
---|
235 | return *this;
|
---|
236 | }
|
---|
237 |
|
---|
238 | //++
|
---|
239 | Matrix operator * (const Matrix& a, double b)
|
---|
240 | //
|
---|
241 | //--
|
---|
242 | {
|
---|
243 | Matrix result(a);
|
---|
244 | return (result *= b);
|
---|
245 | }
|
---|
246 |
|
---|
247 | //++
|
---|
248 | Matrix operator * (double b, const Matrix& a)
|
---|
249 | //
|
---|
250 | //--
|
---|
251 | {
|
---|
252 | Matrix result(a);
|
---|
253 | return (result *= b);
|
---|
254 | }
|
---|
255 |
|
---|
256 | //++
|
---|
257 | Matrix operator + (const Matrix& a, double b)
|
---|
258 | //
|
---|
259 | //--
|
---|
260 | {
|
---|
261 | Matrix result(a);
|
---|
262 | return (result += b);
|
---|
263 | }
|
---|
264 |
|
---|
265 | //++
|
---|
266 | Matrix operator + (double b, const Matrix& a)
|
---|
267 | //
|
---|
268 | //--
|
---|
269 | {
|
---|
270 | Matrix result(a);
|
---|
271 | return (result += b);
|
---|
272 | }
|
---|
273 |
|
---|
274 | //++
|
---|
275 | Matrix operator - (const Matrix& a, double b)
|
---|
276 | //
|
---|
277 | //--
|
---|
278 | {
|
---|
279 | Matrix result(a);
|
---|
280 | return (result -= b);
|
---|
281 | }
|
---|
282 |
|
---|
283 | //++
|
---|
284 | Matrix operator - (double b, const Matrix& a)
|
---|
285 | //
|
---|
286 | //--
|
---|
287 | {
|
---|
288 | Matrix result(a);
|
---|
289 | result *= -1;
|
---|
290 | return (result += b);
|
---|
291 | }
|
---|
292 |
|
---|
293 | //++
|
---|
294 | Matrix operator / (const Matrix& a, double b)
|
---|
295 | //
|
---|
296 | //--
|
---|
297 | {
|
---|
298 | Matrix result(a);
|
---|
299 | return (result /= b);
|
---|
300 | }
|
---|
301 |
|
---|
302 | //++
|
---|
303 | Matrix operator * (const Matrix& a, int b)
|
---|
304 | //
|
---|
305 | //--
|
---|
306 | {
|
---|
307 | Matrix result(a);
|
---|
308 | return (result *= b);
|
---|
309 | }
|
---|
310 |
|
---|
311 | //++
|
---|
312 | Matrix operator * (int b, const Matrix& a)
|
---|
313 | //
|
---|
314 | //--
|
---|
315 | {
|
---|
316 | Matrix result(a);
|
---|
317 | return (result *= b);
|
---|
318 | }
|
---|
319 |
|
---|
320 | //++
|
---|
321 | Matrix operator + (const Matrix& a, int b)
|
---|
322 | //
|
---|
323 | //--
|
---|
324 | {
|
---|
325 | Matrix result(a);
|
---|
326 | return (result += b);
|
---|
327 | }
|
---|
328 |
|
---|
329 | //++
|
---|
330 | Matrix operator + (int b, const Matrix& a)
|
---|
331 | //
|
---|
332 | //--
|
---|
333 | {
|
---|
334 | Matrix result(a);
|
---|
335 | return (result += b);
|
---|
336 | }
|
---|
337 |
|
---|
338 | //++
|
---|
339 | Matrix operator - (const Matrix& a, int b)
|
---|
340 | //
|
---|
341 | //--
|
---|
342 | {
|
---|
343 | Matrix result(a);
|
---|
344 | return (result -= b);
|
---|
345 | }
|
---|
346 |
|
---|
347 | //++
|
---|
348 | Matrix operator - (int b, const Matrix& a)
|
---|
349 | //
|
---|
350 | //--
|
---|
351 | {
|
---|
352 | Matrix result(a);
|
---|
353 | result *= -1;
|
---|
354 | return (result += b);
|
---|
355 | }
|
---|
356 |
|
---|
357 | //++
|
---|
358 | Matrix operator / (const Matrix& a, int b)
|
---|
359 | //
|
---|
360 | //--
|
---|
361 | {
|
---|
362 | Matrix result(a);
|
---|
363 | return (result /= b);
|
---|
364 | }
|
---|
365 |
|
---|
366 |
|
---|
367 | // **************** MATRIX / MATRIX ***********************88
|
---|
368 |
|
---|
369 | //++
|
---|
370 | Matrix& Matrix::operator += (const Matrix& a)
|
---|
371 | //
|
---|
372 | //--
|
---|
373 | {
|
---|
374 | if (nc!=a.nc || nr!=a.nr) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
375 |
|
---|
376 | double* p = data;
|
---|
377 | double* pEnd = data + ndata;
|
---|
378 | double* q = a.data;
|
---|
379 |
|
---|
380 | while (p < pEnd)
|
---|
381 | *p++ += *q++;
|
---|
382 |
|
---|
383 | return *this;
|
---|
384 | }
|
---|
385 |
|
---|
386 | //++
|
---|
387 | Matrix& Matrix::operator -= (const Matrix& a)
|
---|
388 | //
|
---|
389 | //--
|
---|
390 | {
|
---|
391 | if (nc!=a.nc || nr!=a.nr) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
392 |
|
---|
393 | double* p = data;
|
---|
394 | double* pEnd = data + ndata;
|
---|
395 | double* q = a.data;
|
---|
396 |
|
---|
397 | while (p < pEnd)
|
---|
398 | *p++ -= *q++;
|
---|
399 |
|
---|
400 | return *this;
|
---|
401 | }
|
---|
402 |
|
---|
403 |
|
---|
404 | //++
|
---|
405 | Matrix& Matrix::operator *= (const Matrix& a)
|
---|
406 | //
|
---|
407 | //--
|
---|
408 | {
|
---|
409 | if (nc != a.nc || nr != a.nr || nc != nr) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
410 |
|
---|
411 | double* oldRow = new double[nr];
|
---|
412 | double* orEnd = oldRow + nc;
|
---|
413 | double* orp;
|
---|
414 | double* trp;
|
---|
415 |
|
---|
416 | for (double* tr = data; tr < data+ndata; tr += nc) {
|
---|
417 | for (orp = oldRow, trp = tr;
|
---|
418 | orp < orEnd;)
|
---|
419 | *orp++ = *trp++;
|
---|
420 |
|
---|
421 | double* ac;
|
---|
422 | double* acp;
|
---|
423 |
|
---|
424 | for (trp = tr, ac = a.data; ac< a.data+nr; ac++, trp++) {
|
---|
425 | double sum = 0;
|
---|
426 | for (orp = oldRow, acp = ac; acp < ac+ndata; acp += nr, orp++)
|
---|
427 | sum += *orp * *acp;
|
---|
428 | *trp = sum;
|
---|
429 | }
|
---|
430 | }
|
---|
431 | delete[] oldRow;
|
---|
432 | return *this;
|
---|
433 | }
|
---|
434 |
|
---|
435 | //++
|
---|
436 | Matrix operator + (const Matrix& a, const Matrix& b)
|
---|
437 | //
|
---|
438 | //--
|
---|
439 | {
|
---|
440 | if (b.nc != a.nc || b.nr != a.nr) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
441 |
|
---|
442 | Matrix c(a);
|
---|
443 | return (c += b);
|
---|
444 | }
|
---|
445 |
|
---|
446 | //++
|
---|
447 | Matrix operator - (const Matrix& a, const Matrix& b)
|
---|
448 | //
|
---|
449 | //--
|
---|
450 | {
|
---|
451 | if (b.nc != a.nc || b.nr != a.nr) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
452 |
|
---|
453 | Matrix c(a);
|
---|
454 | return (c -= b);
|
---|
455 | }
|
---|
456 |
|
---|
457 | #if 0
|
---|
458 |
|
---|
459 | Matrix operator * (const Matrix& a, const Matrix& b)
|
---|
460 | {
|
---|
461 | if (a.nc != b.nr) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
462 |
|
---|
463 | Matrix c(a.nr, b.nc);
|
---|
464 |
|
---|
465 | double* pc = c.data;
|
---|
466 |
|
---|
467 | double* pa = a.data;
|
---|
468 |
|
---|
469 | double* pb = b.data;
|
---|
470 |
|
---|
471 | for (int rc = 0; rc < c.nr; rc++) {
|
---|
472 | for (int cc = 0; cc < c.nc; cc++) { // boucle sur c
|
---|
473 | double sum = 0;
|
---|
474 | for (int ca = 0; ca < a.nc; ca++) { // boucle sur a & b
|
---|
475 | sum += *pa * *pb;
|
---|
476 | pa++;
|
---|
477 | pb += b.nc;
|
---|
478 | }
|
---|
479 | *pc++ = sum;
|
---|
480 | pa -= a.nc; // retour meme ligne
|
---|
481 | pb -= b.ndata - 1; // haut de la colonne suiv
|
---|
482 | }
|
---|
483 | // ligne suivante c
|
---|
484 | pb = b.data; // en revient en b(1,1)
|
---|
485 | pa += a.nc; // debut ligne suivante
|
---|
486 | }
|
---|
487 |
|
---|
488 | return c;
|
---|
489 | }
|
---|
490 | #endif
|
---|
491 |
|
---|
492 | //++
|
---|
493 | Matrix operator * (const Matrix& a, const Matrix& b)
|
---|
494 | //
|
---|
495 | //--
|
---|
496 | {
|
---|
497 | if (a.nc != b.nr) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
498 |
|
---|
499 | Matrix c(a.nr, b.nc);
|
---|
500 |
|
---|
501 | for (int rc = 0; rc < c.nr; rc++)
|
---|
502 | for (int cc = 0; cc < c.nc; cc++) { // boucle sur c
|
---|
503 | double sum = 0;
|
---|
504 | for (int ca = 0; ca < a.nc; ca++) // boucle sur a & b
|
---|
505 | sum += a(rc,ca) * b(ca,cc);
|
---|
506 | c(rc,cc) = sum;
|
---|
507 | }
|
---|
508 |
|
---|
509 | return c;
|
---|
510 |
|
---|
511 | }
|
---|
512 |
|
---|
513 |
|
---|
514 | //++
|
---|
515 | Matrix Matrix::Transpose() const
|
---|
516 | //
|
---|
517 | // Retourne la transposée.
|
---|
518 | //--
|
---|
519 | #if HAS_NAMED_RETURN
|
---|
520 | return a(nc,nr)
|
---|
521 | #endif
|
---|
522 | {
|
---|
523 | #if !HAS_NAMED_RETURN
|
---|
524 | Matrix a(nc,nr);
|
---|
525 | #endif
|
---|
526 | for (int i=0; i<nr; i++)
|
---|
527 | for (int j=0; j<nc; j++)
|
---|
528 | a(j,i) = (*this)(i,j);
|
---|
529 | #if !HAS_NAMED_RETURN
|
---|
530 | return a;
|
---|
531 | #endif
|
---|
532 | }
|
---|
533 |
|
---|
534 |
|
---|
535 | //++
|
---|
536 | Matrix Matrix::Inverse() const
|
---|
537 | //
|
---|
538 | // Retourne la matrice inverse.
|
---|
539 | //
|
---|
540 | // *Exception* : singMatxErr si la matrice est singulière.
|
---|
541 | //--
|
---|
542 | #if HAS_NAMED_RETURN
|
---|
543 | return b(nr,nc)
|
---|
544 | #endif
|
---|
545 | {
|
---|
546 | #if !HAS_NAMED_RETURN
|
---|
547 | Matrix b(nc,nr);
|
---|
548 | #endif
|
---|
549 | Matrix a(*this);
|
---|
550 | b = 1.0;
|
---|
551 | if (fabs(Matrix::GausPiv(a,b)) < 1.e-50) THROW(singMatxErr);
|
---|
552 | #if !HAS_NAMED_RETURN
|
---|
553 | return b;
|
---|
554 | #endif
|
---|
555 | }
|
---|
556 |
|
---|
557 |
|
---|
558 | void Matrix::WriteSelf(POutPersist& s) const
|
---|
559 | {
|
---|
560 | DBASSERT(ndata == nr*nc);
|
---|
561 | s << nr << nc;
|
---|
562 | s.PutR8s(data, ndata);
|
---|
563 | }
|
---|
564 |
|
---|
565 | void Matrix::ReadSelf(PInPersist& s)
|
---|
566 | {
|
---|
567 | int_4 r,c;
|
---|
568 | s >> r >> c;
|
---|
569 | Realloc(r,c);
|
---|
570 | DBASSERT(ndata == nr*nc);
|
---|
571 | s.GetR8s(data, ndata);
|
---|
572 | }
|
---|
573 |
|
---|
574 |
|
---|
575 | MatrixRC::MatrixRC()
|
---|
576 | : matrix(0), data(0), index(0), step(0)
|
---|
577 | {}
|
---|
578 |
|
---|
579 | MatrixRC::MatrixRC(Matrix& m, RCKind rckind, int ind)
|
---|
580 | : matrix(&m), data(Org(m,rckind,ind)),
|
---|
581 | index(ind), step(Step(m,rckind)), kind(rckind)
|
---|
582 | {
|
---|
583 | if (kind == matrixDiag & m.nc != m.nr) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
584 | }
|
---|
585 |
|
---|
586 |
|
---|
587 | int MatrixRC::Next()
|
---|
588 | {
|
---|
589 | if (!matrix) return -1; // Failure ?
|
---|
590 | if (kind == matrixDiag) return -1; // Failure ?
|
---|
591 | index++;
|
---|
592 | if (kind == matrixRow) {
|
---|
593 | if (index > matrix->nr) {
|
---|
594 | index = matrix->nr;
|
---|
595 | return -1;
|
---|
596 | }
|
---|
597 | data += matrix->nc;
|
---|
598 | } else {
|
---|
599 | if (index > matrix->nc) {
|
---|
600 | index = matrix->nc;
|
---|
601 | return -1;
|
---|
602 | }
|
---|
603 | data++;
|
---|
604 | }
|
---|
605 | return index;
|
---|
606 | }
|
---|
607 |
|
---|
608 |
|
---|
609 | int MatrixRC::Prev()
|
---|
610 | {
|
---|
611 | if (!matrix) return -1; // Failure ?
|
---|
612 | if (kind == matrixDiag) return -1; // Failure ?
|
---|
613 | index--;
|
---|
614 | if (index < 0) {
|
---|
615 | index = 0;
|
---|
616 | return -1;
|
---|
617 | }
|
---|
618 | if (kind == matrixRow)
|
---|
619 | data -= matrix->nc;
|
---|
620 | else
|
---|
621 | data--;
|
---|
622 | return index;
|
---|
623 | }
|
---|
624 |
|
---|
625 |
|
---|
626 | int MatrixRC::SetCol(int c)
|
---|
627 | {
|
---|
628 | if (!matrix) return -1; // Failure ?
|
---|
629 | if (c<0 || c>matrix->nc) return -1;
|
---|
630 | kind = matrixCol;
|
---|
631 | index = c;
|
---|
632 | step = Step(*matrix, matrixCol);
|
---|
633 | data = Org(*matrix, matrixCol, c);
|
---|
634 | return c;
|
---|
635 | }
|
---|
636 |
|
---|
637 |
|
---|
638 | int MatrixRC::SetRow(int r)
|
---|
639 | {
|
---|
640 | if (!matrix) return -1; // Failure ?
|
---|
641 | if (r<0 || r>matrix->nr) return -1;
|
---|
642 | kind = matrixRow;
|
---|
643 | index = r;
|
---|
644 | step = Step(*matrix, matrixRow);
|
---|
645 | data = Org(*matrix, matrixRow, r);
|
---|
646 | return r;
|
---|
647 | }
|
---|
648 |
|
---|
649 |
|
---|
650 | int MatrixRC::SetDiag()
|
---|
651 | {
|
---|
652 | if (!matrix) return -1; // Failure ?
|
---|
653 | if (matrix->nc != matrix->nr) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
654 | kind = matrixDiag;
|
---|
655 | index = 0;
|
---|
656 | step = Step(*matrix, matrixDiag);
|
---|
657 | data = Org(*matrix, matrixDiag);
|
---|
658 | return 0;
|
---|
659 | }
|
---|
660 |
|
---|
661 |
|
---|
662 | MatrixRC& MatrixRC::operator = (const MatrixRC& rc)
|
---|
663 | {
|
---|
664 | matrix = rc.matrix;
|
---|
665 | data = rc.data;
|
---|
666 | index = rc.index;
|
---|
667 | step = rc.step;
|
---|
668 | kind = rc.kind;
|
---|
669 | return *this;
|
---|
670 | }
|
---|
671 |
|
---|
672 | //MatrixRC::operator Vector() const
|
---|
673 | Vector MatrixRC::GetVect() const
|
---|
674 | #if HAS_NAMED_RETURN
|
---|
675 | return v(NElts())
|
---|
676 | #endif
|
---|
677 | {
|
---|
678 | #if !HAS_NAMED_RETURN
|
---|
679 | Vector v(NElts());
|
---|
680 | #endif
|
---|
681 | int n = NElts();
|
---|
682 | for (int i=0; i<n; i++)
|
---|
683 | v(i) = (*this)(i);
|
---|
684 | #if !HAS_NAMED_RETURN
|
---|
685 | return v;
|
---|
686 | #endif
|
---|
687 | }
|
---|
688 |
|
---|
689 |
|
---|
690 | MatrixRC& MatrixRC::operator += (const MatrixRC& rc)
|
---|
691 | {
|
---|
692 | int n = NElts();
|
---|
693 | if ( n != rc.NElts() ) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
694 | if ( kind != rc.kind ) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
695 |
|
---|
696 | for (int i=0; i<n; i++)
|
---|
697 | (*this)(i) += rc(i);
|
---|
698 |
|
---|
699 | return *this;
|
---|
700 | }
|
---|
701 |
|
---|
702 |
|
---|
703 |
|
---|
704 | MatrixRC& MatrixRC::operator -= (const MatrixRC& 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 | MatrixRC& MatrixRC::operator *= (double x)
|
---|
718 | {
|
---|
719 | int n = NElts();
|
---|
720 |
|
---|
721 | for (int i=0; i<n; i++)
|
---|
722 | (*this)(i) *= x;
|
---|
723 |
|
---|
724 | return *this;
|
---|
725 | }
|
---|
726 |
|
---|
727 |
|
---|
728 | MatrixRC& MatrixRC::operator /= (double x)
|
---|
729 | {
|
---|
730 | int n = NElts();
|
---|
731 |
|
---|
732 | for (int i=0; i<n; i++)
|
---|
733 | (*this)(i) /= x;
|
---|
734 |
|
---|
735 | return *this;
|
---|
736 | }
|
---|
737 |
|
---|
738 |
|
---|
739 | MatrixRC& MatrixRC::operator -= (double x)
|
---|
740 | {
|
---|
741 | int n = NElts();
|
---|
742 |
|
---|
743 | for (int i=0; i<n; i++)
|
---|
744 | (*this)(i) -= x;
|
---|
745 |
|
---|
746 | return *this;
|
---|
747 | }
|
---|
748 |
|
---|
749 |
|
---|
750 | MatrixRC& MatrixRC::operator += (double x)
|
---|
751 | {
|
---|
752 | int n = NElts();
|
---|
753 |
|
---|
754 | for (int i=0; i<n; i++)
|
---|
755 | (*this)(i) += x;
|
---|
756 |
|
---|
757 | return *this;
|
---|
758 |
|
---|
759 | }
|
---|
760 |
|
---|
761 |
|
---|
762 | double operator * (const MatrixRC& a, const MatrixRC& b)
|
---|
763 | {
|
---|
764 | int n = a.NElts();
|
---|
765 | if ( n != b.NElts() ) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
766 | if ( a.kind != b.kind ) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
767 | double sum = 0;
|
---|
768 | for (int i=0; i<n; i++)
|
---|
769 | sum += a(i)*b(i);
|
---|
770 | return sum;
|
---|
771 | }
|
---|
772 |
|
---|
773 |
|
---|
774 | MatrixRC& MatrixRC::LinComb(double a, double b, const MatrixRC& rc, int first)
|
---|
775 | {
|
---|
776 | int n = NElts();
|
---|
777 | if ( n != rc.NElts() ) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
778 | if ( kind != rc.kind ) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
779 |
|
---|
780 | for (int i=first; i<n; i++)
|
---|
781 | (*this)(i) = (*this)(i)*a + rc(i)*b;
|
---|
782 |
|
---|
783 | return *this;
|
---|
784 | }
|
---|
785 |
|
---|
786 |
|
---|
787 | MatrixRC& MatrixRC::LinComb(double b, const MatrixRC& rc, int first)
|
---|
788 | {
|
---|
789 | int n = NElts();
|
---|
790 | if ( n != rc.NElts() ) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
791 | if ( kind != rc.kind ) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
792 |
|
---|
793 | for (int i=first; i<n; i++)
|
---|
794 | (*this)(i) += rc(i)*b;
|
---|
795 |
|
---|
796 | return *this;
|
---|
797 | }
|
---|
798 |
|
---|
799 |
|
---|
800 |
|
---|
801 | MatrixRC Matrix::Row(int r) const
|
---|
802 | #if HAS_NAMED_RETURN
|
---|
803 | return rc((Matrix&)*this, matrixRow, r)
|
---|
804 | #endif
|
---|
805 | {
|
---|
806 | #if !HAS_NAMED_RETURN
|
---|
807 | MatrixRC rc((Matrix&)*this, matrixRow, r);
|
---|
808 | return rc;
|
---|
809 | #endif
|
---|
810 | }
|
---|
811 |
|
---|
812 |
|
---|
813 | MatrixRC Matrix::Col(int c) const
|
---|
814 | #if HAS_NAMED_RETURN
|
---|
815 | return rc((Matrix&)*this, matrixCol, c)
|
---|
816 | #endif
|
---|
817 | {
|
---|
818 | #if !HAS_NAMED_RETURN
|
---|
819 | MatrixRC rc((Matrix&)*this, matrixCol, c);
|
---|
820 | return rc;
|
---|
821 | #endif
|
---|
822 | }
|
---|
823 |
|
---|
824 |
|
---|
825 | MatrixRC Matrix::Diag() const
|
---|
826 | #if HAS_NAMED_RETURN
|
---|
827 | return rc((Matrix&)*this, matrixDiag)
|
---|
828 | #endif
|
---|
829 | {
|
---|
830 | #if !HAS_NAMED_RETURN
|
---|
831 | MatrixRC rc((Matrix&)*this, matrixDiag);
|
---|
832 | return rc;
|
---|
833 | #endif
|
---|
834 | }
|
---|
835 |
|
---|
836 |
|
---|
837 | int MatrixRC::IMaxAbs(int first)
|
---|
838 | {
|
---|
839 | int n=NElts();
|
---|
840 | if (first>n) THROW(rangeCheckErr);
|
---|
841 | int imax=first;
|
---|
842 | double vmax = fabs((*this)(first));
|
---|
843 | double v;
|
---|
844 | for (int i=first+1; i<n; i++)
|
---|
845 | if ((v=fabs((*this)(i))) > vmax) {
|
---|
846 | vmax = v;
|
---|
847 | imax = i;
|
---|
848 | }
|
---|
849 | return imax;
|
---|
850 | }
|
---|
851 |
|
---|
852 |
|
---|
853 | void MatrixRC::Swap(MatrixRC& rc1, MatrixRC& rc2)
|
---|
854 | {
|
---|
855 | int n=rc1.NElts();
|
---|
856 | if (n != rc2.NElts()) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
857 | if (rc1.kind != rc2.kind) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
858 | if (rc1.data == rc2.data) return; // C'est le meme
|
---|
859 | for (int i=0; i<n; i++)
|
---|
860 | {double tmp = rc1(i); rc1(i) = rc2(i); rc2(i) = tmp;}
|
---|
861 | }
|
---|
862 |
|
---|
863 |
|
---|
864 |
|
---|
865 | double Matrix::GausPiv(Matrix& a, Matrix& b)
|
---|
866 | {
|
---|
867 | int n = a.NRows();
|
---|
868 | if ( n != b.NRows()) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
869 |
|
---|
870 | // On fait une normalisation un peu brutale...
|
---|
871 | double vmin=MAXDOUBLE;
|
---|
872 | double vmax=0;
|
---|
873 | for (int iii=0; iii<a.NRows(); iii++)
|
---|
874 | for (int jjj=0; jjj<a.NCol(); jjj++) {
|
---|
875 | if (fabs(a(iii,jjj)) > vmax) vmax = fabs(a(iii,jjj));
|
---|
876 | if (fabs(a(iii,jjj)) < vmin && fabs(a(iii,jjj))>0) vmin = fabs(a(iii,jjj));
|
---|
877 | }
|
---|
878 | double nrm = sqrt(vmin*vmax);
|
---|
879 | if (nrm > 1.e5 || nrm < 1.e-5) {
|
---|
880 | a /= nrm;
|
---|
881 | b /= nrm;
|
---|
882 | //cout << "normalisation matrice " << nrm << endl;
|
---|
883 | } else
|
---|
884 | nrm=1;
|
---|
885 |
|
---|
886 | double det = 1.0;
|
---|
887 | if (nrm != 1) {
|
---|
888 | double ld = a.NRows() * log(nrm);
|
---|
889 | if (ld <= LN_MINDOUBLE || ld >= LN_MAXDOUBLE) {
|
---|
890 | // cerr << "Matrix warning, overflow for det" << endl;
|
---|
891 | } else {
|
---|
892 | det = exp(ld);
|
---|
893 | }
|
---|
894 | }
|
---|
895 |
|
---|
896 | MatrixRC pivRowa(a,matrixRow);
|
---|
897 | MatrixRC pivRowb(b,matrixRow);
|
---|
898 |
|
---|
899 | for (int k=0; k<n-1; k++) {
|
---|
900 | int iPiv = a.Col(k).IMaxAbs(k);
|
---|
901 | if (iPiv != k) {
|
---|
902 | MatrixRC aIPiv(a.Row(iPiv));
|
---|
903 | MatrixRC aK(a.Row(k));
|
---|
904 | MatrixRC::Swap(aIPiv,aK);
|
---|
905 | MatrixRC bIPiv(b.Row(iPiv));
|
---|
906 | MatrixRC bK(b.Row(k));
|
---|
907 | MatrixRC::Swap(bIPiv,bK);
|
---|
908 | }
|
---|
909 | double pivot = a(k,k);
|
---|
910 | if (fabs(pivot) < 1.e-50) return 0.0;
|
---|
911 | //det *= pivot;
|
---|
912 | pivRowa.SetRow(k); // to avoid constructors
|
---|
913 | pivRowb.SetRow(k);
|
---|
914 | for (int i=k+1; i<n; i++) {
|
---|
915 | double r = -a(i,k)/pivot;
|
---|
916 | a.Row(i).LinComb(r, pivRowa); // + rapide que -= r * pivRowa
|
---|
917 | b.Row(i).LinComb(r, pivRowb);
|
---|
918 | }
|
---|
919 | }
|
---|
920 | det *= a(n-1, n-1);
|
---|
921 |
|
---|
922 | // on remonte
|
---|
923 |
|
---|
924 | for (int kk=n-1; kk>0; kk--) {
|
---|
925 | double pivot = a(kk,kk);
|
---|
926 | if (fabs(pivot) <= 1.e-50) return 0.0;
|
---|
927 | pivRowa.SetRow(kk); // to avoid constructors
|
---|
928 | pivRowb.SetRow(kk);
|
---|
929 | for (int jj=0; jj<kk; jj++) {
|
---|
930 | double r = -a(jj,kk)/pivot;
|
---|
931 | a.Row(jj).LinComb(r, pivRowa);
|
---|
932 | b.Row(jj).LinComb(r, pivRowb);
|
---|
933 | }
|
---|
934 | }
|
---|
935 |
|
---|
936 |
|
---|
937 | for (int l=0; l<n; l++) {
|
---|
938 | if (fabs(a(l,l)) <= 1.e-50) return 0.0;
|
---|
939 | b.Row(l) /= a(l,l);
|
---|
940 | }
|
---|
941 |
|
---|
942 | return det;
|
---|
943 | }
|
---|
944 |
|
---|
945 | //++
|
---|
946 | double Matrix::Norm1()
|
---|
947 | //
|
---|
948 | // Norme 1 : somme des valeurs absolues.
|
---|
949 | //--
|
---|
950 | {
|
---|
951 | double s = 0;
|
---|
952 | for (int k = 0; k < nr*nc; k++)
|
---|
953 | s += fabs(data[k]);
|
---|
954 | return s;
|
---|
955 | }
|
---|
956 |
|
---|
957 | //++
|
---|
958 | double Matrix::Norm2()
|
---|
959 | //
|
---|
960 | // Norme 2, euclidienne.
|
---|
961 | //--
|
---|
962 | {
|
---|
963 | double s = 0;
|
---|
964 | for (int k = 0; k < nr*nc; k++)
|
---|
965 | s += data[k] * data[k];
|
---|
966 | return sqrt(s);
|
---|
967 | }
|
---|
968 |
|
---|
969 | //////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
970 | //++
|
---|
971 | Matrix* Matrix::FitResidus(GeneralFit& gfit)
|
---|
972 | //
|
---|
973 | // Retourne une classe contenant les residus du fit ``gfit''.
|
---|
974 | // On suppose que x=j (colonnes) et y=i (lignes) pour m(i,j).
|
---|
975 | //--
|
---|
976 | {
|
---|
977 | if(NCol()<=0||NRows()<=0) return NULL;
|
---|
978 | GeneralFunction* f = gfit.GetFunction();
|
---|
979 | if(f==NULL) return NULL;
|
---|
980 | Vector par = gfit.GetParm();
|
---|
981 | Matrix* m = new Matrix(*this);
|
---|
982 | for(int i=0;i<NRows();i++) for(int j=0;j<NCol();j++) {
|
---|
983 | double x[2] = {(double)j,(double)i};
|
---|
984 | (*m)(i,j) -= f->Value(x,par.Data());
|
---|
985 | }
|
---|
986 | return m;
|
---|
987 | }
|
---|
988 |
|
---|
989 | //++
|
---|
990 | Matrix* Matrix::FitFunction(GeneralFit& gfit)
|
---|
991 | //
|
---|
992 | // Retourne une classe contenant la fonction du fit ``gfit''.
|
---|
993 | // On suppose que x=j (colonnes) et y=i (lignes) pour m(i,j).
|
---|
994 | //--
|
---|
995 | {
|
---|
996 | if(NCol()<=0||NRows()<=0) return NULL;
|
---|
997 | GeneralFunction* f = gfit.GetFunction();
|
---|
998 | if(f==NULL) return NULL;
|
---|
999 | Vector par = gfit.GetParm();
|
---|
1000 | Matrix* m = new Matrix(*this);
|
---|
1001 | for(int i=0;i<NRows();i++) for(int j=0;j<NCol();j++) {
|
---|
1002 | double x[2] = {(double)j,(double)i};
|
---|
1003 | (*m)(i,j) = f->Value(x,par.Data());
|
---|
1004 | }
|
---|
1005 | return m;
|
---|
1006 | }
|
---|