[279] | 1 | // This may look like C code, but it is really -*- C++ -*-
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| 2 | // C.Magneville 04/99
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| 3 | #ifndef TMATRIX_SEEN
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| 4 | #define TMATRIX_SEEN
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| 5 |
|
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| 6 | #include "machdefs.h"
|
---|
| 7 | #include <stdio.h>
|
---|
| 8 | #include <iostream.h>
|
---|
[304] | 9 | #include <complex>
|
---|
[279] | 10 | #include "ppersist.h"
|
---|
| 11 | #include "anydataobj.h"
|
---|
| 12 | #include "ndatablock.h"
|
---|
[304] | 13 |
|
---|
[279] | 14 | namespace PlanckDPC {
|
---|
| 15 |
|
---|
[307] | 16 | class GeneralFit;
|
---|
[304] | 17 | template <class T> class TVector;
|
---|
| 18 | template <class T> class TMatrixRC;
|
---|
| 19 |
|
---|
[279] | 20 | template <class T>
|
---|
| 21 | class TMatrix : public AnyDataObj {
|
---|
[304] | 22 | friend class TMatrixRC<T>;
|
---|
| 23 | friend class TVector<T>;
|
---|
[279] | 24 | public:
|
---|
[288] | 25 |
|
---|
[279] | 26 | // Creation / destruction
|
---|
| 27 | TMatrix();
|
---|
| 28 | TMatrix(uint_4 r,uint_4 c);
|
---|
| 29 | TMatrix(uint_4 r,uint_4 c,T* values,Bridge* br=NULL);
|
---|
| 30 | TMatrix(const TMatrix<T>& a);
|
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| 31 | TMatrix(const TMatrix<T>& a,bool share);
|
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| 32 | virtual ~TMatrix();
|
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| 33 |
|
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[286] | 34 | // Temporaire?
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---|
| 35 | inline bool IsTemp(void) const {return mNDBlock.IsTemp();}
|
---|
[288] | 36 | inline void SetTemp(bool temp=false) const {mNDBlock.SetTemp(temp);}
|
---|
[286] | 37 |
|
---|
[279] | 38 | // Gestion taille/Remplissage
|
---|
[288] | 39 | inline void Clone(const TMatrix<T>& a) // Clone: copie des donnees de "a"
|
---|
| 40 | {mNDBlock.Clone(a.mNDBlock); mNr = a.mNr; mNc = a.mNc;}
|
---|
| 41 | inline void Reset(T v=0) {mNDBlock.Reset(v);}
|
---|
| 42 | inline void ReSize(uint_4 r,uint_4 c) // Reallocation de place
|
---|
| 43 | {if(r==0||c==0) throw(SzMismatchError("TMatrix::ReSize r ou c==0\n"));
|
---|
| 44 | mNr = r; mNc = c; mNDBlock.ReSize(r*c);}
|
---|
[279] | 45 |
|
---|
| 46 | // Informations pointeur/data
|
---|
[302] | 47 | inline uint_4 NRows() const {return mNr;}
|
---|
| 48 | inline uint_4 NCols() const {return mNc;}
|
---|
[288] | 49 | inline T const& operator()(uint_4 r,uint_4 c) const
|
---|
| 50 | {return *(mNDBlock.Begin()+r*mNc+c);}
|
---|
| 51 | inline T& operator()(uint_4 r,uint_4 c)
|
---|
| 52 | {return *(mNDBlock.Begin()+r*mNc+c);}
|
---|
| 53 | inline T const& operator[](uint_4 ip) const
|
---|
| 54 | {return *(mNDBlock.Begin()+ip);}
|
---|
| 55 | inline T& operator[](uint_4 ip)
|
---|
| 56 | {return *(mNDBlock.Begin()+ip);}
|
---|
[286] | 57 | inline T* Data() {return mNDBlock.Begin();}
|
---|
| 58 | inline const T* Data() const {return mNDBlock.Begin();}
|
---|
| 59 | inline NDataBlock<T>& DataBlock() {return mNDBlock;}
|
---|
| 60 | inline const NDataBlock<T>& DataBlock() const {return mNDBlock;}
|
---|
[279] | 61 |
|
---|
[288] | 62 | // Operations matricielles
|
---|
| 63 | TMatrix<T> Transpose(void) const;
|
---|
| 64 |
|
---|
[279] | 65 | // Operateur d'affectation
|
---|
[288] | 66 | // A = x (matrice diagonale x*Identite)
|
---|
| 67 | inline TMatrix<T>& operator = (T x)
|
---|
| 68 | {if(mNr!=mNc || mNr==0) throw(SzMismatchError("TMatrix::operator= mNc!=mNr ou ==0\n"));
|
---|
| 69 | for(uint_4 r=0;r<mNr;r++) for(uint_4 c=0;c<mNc;c++) (*this)(r,c)=(r==c)?x:0;
|
---|
| 70 | return *this;}
|
---|
| 71 | // A = B : partage les donnees si "a" est temporaire, clone sinon.
|
---|
| 72 | inline TMatrix<T>& operator = (const TMatrix<T>& a)
|
---|
| 73 | {if(this == &a) return *this; CloneOrShare(a); return *this;}
|
---|
[279] | 74 |
|
---|
| 75 | // Impression
|
---|
| 76 | void Print(ostream& os,int lp=0,uint_4 i0=0,uint_4 ni=10,uint_4 j0=0,uint_4 nj=10) const;
|
---|
| 77 | inline void Print(int lp=0,uint_4 i0=0,uint_4 ni=10,uint_4 j0=0,uint_4 nj=10) const
|
---|
| 78 | {Print(cout,lp,i0,ni,j0,nj);}
|
---|
| 79 |
|
---|
[288] | 80 | // Surcharge d'operateurs INPLACE: A (+=,-=,*=,/=) (T) x
|
---|
| 81 | inline TMatrix<T>& operator += (T b) {mNDBlock += b; return *this;}
|
---|
| 82 | inline TMatrix<T>& operator -= (T b) {mNDBlock -= b; return *this;}
|
---|
| 83 | inline TMatrix<T>& operator *= (T b) {mNDBlock *= b; return *this;}
|
---|
| 84 | inline TMatrix<T>& operator /= (T b) {mNDBlock /= b; return *this;}
|
---|
[279] | 85 |
|
---|
[288] | 86 | // Surcharge d'operateurs INPLACE: A (+=,-=,*=,/=) B
|
---|
| 87 | inline TMatrix<T>& operator += (const TMatrix<T>& a)
|
---|
| 88 | {if(mNr==0 || mNc==0 || mNr!=a.mNr || mNc!=a.mNc)
|
---|
| 89 | throw(SzMismatchError("TMatrix::operator+=A size mismatch"));
|
---|
| 90 | mNDBlock += a.mNDBlock; return *this;}
|
---|
| 91 | inline TMatrix<T>& operator -= (const TMatrix<T>& a)
|
---|
| 92 | {if(mNr==0 || mNc==0 || mNr!=a.mNr || mNc!=a.mNc)
|
---|
| 93 | throw(SzMismatchError("TMatrix::operator-=A size mismatch"));
|
---|
| 94 | mNDBlock -= a.mNDBlock; return *this;}
|
---|
[279] | 95 | TMatrix<T>& operator *= (const TMatrix<T>& a);
|
---|
| 96 |
|
---|
[288] | 97 | // Pour surcharge d'operateurs C = A (+,-,*) B
|
---|
[286] | 98 | TMatrix<T> Add(const TMatrix<T>& b) const;
|
---|
| 99 | TMatrix<T> Sub(const TMatrix<T>& b) const;
|
---|
| 100 | TMatrix<T> Mul(const TMatrix<T>& b) const;
|
---|
| 101 |
|
---|
[299] | 102 | // Pivot de Gauss : diagonalise la matrice A, en effectuant les memes
|
---|
| 103 | // operations sur la matrice B
|
---|
| 104 | TMatrix<T> Inverse() const;
|
---|
| 105 | static T GausPiv(TMatrix<T>& A, TMatrix<T>& B);
|
---|
| 106 |
|
---|
| 107 | // Residus et fonction fittees.
|
---|
[301] | 108 | TMatrix<T> FitResidus(GeneralFit& gfit
|
---|
| 109 | ,double xorg=0.,double yorg=0.,double dx=1.,double dy=1.);
|
---|
| 110 | TMatrix<T> FitFunction(GeneralFit& gfit
|
---|
| 111 | ,double xorg=0.,double yorg=0.,double dx=1.,double dy=1.);
|
---|
[299] | 112 |
|
---|
[304] | 113 | // Acces aux rangees et colonnes
|
---|
| 114 | TMatrixRC<T> Row(uint_4 r) const;
|
---|
| 115 | TMatrixRC<T> Col(uint_4 c) const;
|
---|
| 116 | TMatrixRC<T> Diag() const;
|
---|
| 117 |
|
---|
[279] | 118 | protected:
|
---|
[288] | 119 | // partage les donnees si "a" temporaire, clone sinon.
|
---|
| 120 | inline void CloneOrShare(const TMatrix<T>& a)
|
---|
| 121 | {mNDBlock.CloneOrShare(a.mNDBlock); mNr=a.mNr; mNc=a.mNc;}
|
---|
| 122 | // Share: partage les donnees de "a"
|
---|
| 123 | inline void Share(const TMatrix<T>& a)
|
---|
| 124 | {mNDBlock.Share(a.mNDBlock); mNr=a.mNr; mNc=a.mNc;}
|
---|
| 125 |
|
---|
[279] | 126 | uint_4 mNr,mNc;
|
---|
[286] | 127 | NDataBlock<T> mNDBlock;
|
---|
[279] | 128 | };
|
---|
| 129 |
|
---|
[288] | 130 | ////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
| 131 | // Impression
|
---|
| 132 |
|
---|
| 133 | template <class T>
|
---|
[279] | 134 | inline ostream& operator << (ostream& os, const TMatrix<T>& a)
|
---|
[288] | 135 | {a.Print(os); return(os);}
|
---|
[279] | 136 |
|
---|
[288] | 137 | ////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
| 138 | // Surcharge d'operateurs A (+=,-=,*=,/=) (T) x
|
---|
[286] | 139 |
|
---|
[288] | 140 | template <class T> inline TMatrix<T> operator + (const TMatrix<T>& a, T b)
|
---|
| 141 | {TMatrix<T> result(a); result.SetTemp(true); result += b; return result;}
|
---|
[286] | 142 |
|
---|
[288] | 143 | template <class T> inline TMatrix<T> operator + (T b,const TMatrix<T>& a)
|
---|
| 144 | {TMatrix<T> result(a); result.SetTemp(true); result += b; return result;}
|
---|
[286] | 145 |
|
---|
[288] | 146 | template <class T> inline TMatrix<T> operator - (const TMatrix<T>& a, T b)
|
---|
| 147 | {TMatrix<T> result(a); result.SetTemp(true); result -= b; return result;}
|
---|
[286] | 148 |
|
---|
[288] | 149 | template <class T> inline TMatrix<T> operator - (T b,const TMatrix<T>& a)
|
---|
| 150 | {TMatrix<T> result(a); result.SetTemp(true);
|
---|
| 151 | result.DataBlock() = b-result.DataBlock(); return result;}
|
---|
[286] | 152 |
|
---|
[288] | 153 | template <class T> inline TMatrix<T> operator * (const TMatrix<T>& a, T b)
|
---|
| 154 | {TMatrix<T> result(a); result.SetTemp(true); result *= b; return result;}
|
---|
[286] | 155 |
|
---|
[288] | 156 | template <class T> inline TMatrix<T> operator * (T b,const TMatrix<T>& a)
|
---|
| 157 | {TMatrix<T> result(a); result.SetTemp(true); result *= b; return result;}
|
---|
[286] | 158 |
|
---|
[288] | 159 | template <class T> inline TMatrix<T> operator / (const TMatrix<T>& a, T b)
|
---|
| 160 | {TMatrix<T> result(a); result.SetTemp(true); result /= b; return result;}
|
---|
| 161 |
|
---|
| 162 | ////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
| 163 | // Surcharge d'operateurs C = A (+,-,*,/) B
|
---|
| 164 |
|
---|
| 165 | template <class T>
|
---|
[286] | 166 | inline TMatrix<T> operator + (const TMatrix<T>& a,const TMatrix<T>& b)
|
---|
[288] | 167 | {return a.Add(b);}
|
---|
[286] | 168 |
|
---|
[288] | 169 | template <class T>
|
---|
[286] | 170 | inline TMatrix<T> operator - (const TMatrix<T>& a,const TMatrix<T>& b)
|
---|
[288] | 171 | {return a.Sub(b);}
|
---|
[286] | 172 |
|
---|
[288] | 173 | template <class T>
|
---|
[286] | 174 | inline TMatrix<T> operator * (const TMatrix<T>& a,const TMatrix<T>& b)
|
---|
[288] | 175 | {return a.Mul(b);}
|
---|
[286] | 176 |
|
---|
[288] | 177 |
|
---|
[286] | 178 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
| 179 | // Classe pour la gestion de persistance
|
---|
| 180 | template <class T>
|
---|
| 181 | class FIO_TMatrix : public PPersist {
|
---|
| 182 | public:
|
---|
[288] | 183 | FIO_TMatrix();
|
---|
| 184 | FIO_TMatrix(string const & filename);
|
---|
| 185 | FIO_TMatrix(const TMatrix<T> & obj);
|
---|
| 186 | FIO_TMatrix(TMatrix<T> * obj);
|
---|
| 187 | virtual ~FIO_TMatrix();
|
---|
| 188 | virtual AnyDataObj* DataObj();
|
---|
[286] | 189 | inline operator TMatrix<T>() { return(*dobj); }
|
---|
| 190 | protected :
|
---|
[288] | 191 | virtual void ReadSelf(PInPersist&);
|
---|
| 192 | virtual void WriteSelf(POutPersist&) const;
|
---|
[286] | 193 | TMatrix<T> * dobj;
|
---|
| 194 | bool ownobj;
|
---|
| 195 | };
|
---|
| 196 |
|
---|
[490] | 197 | template <class T>
|
---|
| 198 | inline POutPersist& operator << (POutPersist& os, TMatrix<T> & obj)
|
---|
| 199 | { FIO_TMatrix<T> fio(&obj); fio.Write(os); return(os); }
|
---|
| 200 | template <class T>
|
---|
| 201 | inline PInPersist& operator >> (PInPersist& is, TMatrix<T> & obj)
|
---|
| 202 | { FIO_TMatrix<T> fio(&obj); fio.Read(is); return(is); }
|
---|
| 203 |
|
---|
[304] | 204 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
| 205 | // Classe de lignes/colonnes de matrices
|
---|
| 206 | enum TRCKind {TmatrixRow=0, TmatrixCol=1, TmatrixDiag=2};
|
---|
| 207 | template <class T>
|
---|
| 208 | class TMatrixRC {
|
---|
| 209 | friend class TVector<T>;
|
---|
| 210 | friend class TMatrix<T>;
|
---|
| 211 | public:
|
---|
| 212 | TMatrixRC();
|
---|
| 213 |
|
---|
| 214 | virtual ~TMatrixRC() {}
|
---|
| 215 |
|
---|
| 216 | int_4 Next();
|
---|
| 217 | int_4 Prev();
|
---|
| 218 | int_4 SetCol(int_4 c);
|
---|
| 219 | int_4 SetRow(int_4 r);
|
---|
| 220 | int_4 SetDiag();
|
---|
| 221 |
|
---|
| 222 | static uint_4 Step(const TMatrix<T>& m, TRCKind rckind);
|
---|
| 223 | static T* Org(const TMatrix<T>&, TRCKind rckind, uint_4 ind=0);
|
---|
| 224 |
|
---|
| 225 | uint_4 NElts() const;
|
---|
| 226 | T& operator()(uint_4 i);
|
---|
| 227 | T operator()(uint_4 i) const;
|
---|
| 228 |
|
---|
| 229 | TMatrixRC<T>& operator = (const TMatrixRC<T>& rc);
|
---|
| 230 | TVector<T> GetVect() const;
|
---|
| 231 |
|
---|
| 232 | TMatrixRC<T>& operator += (const TMatrixRC<T>& rc);
|
---|
| 233 | TMatrixRC<T>& operator -= (const TMatrixRC<T>& rc);
|
---|
| 234 |
|
---|
| 235 | TMatrixRC<T>& operator *= (T x);
|
---|
| 236 | TMatrixRC<T>& operator /= (T x);
|
---|
| 237 | TMatrixRC<T>& operator -= (T x);
|
---|
| 238 | TMatrixRC<T>& operator += (T x);
|
---|
| 239 |
|
---|
| 240 | TMatrixRC<T>& LinComb(T a, T b, const TMatrixRC& rc, uint_4 first=0);
|
---|
| 241 | TMatrixRC<T>& LinComb(T b, const TMatrixRC<T>& rc, uint_4 first=0);
|
---|
| 242 |
|
---|
| 243 | uint_4 IMaxAbs(uint_4 first=0);
|
---|
| 244 |
|
---|
| 245 | static void Swap(TMatrixRC<T>& rc1, TMatrixRC<T>& rc2);
|
---|
| 246 |
|
---|
| 247 | protected:
|
---|
| 248 | TMatrixRC(TMatrix<T>& m, TRCKind kind, uint_4 index=0);
|
---|
| 249 | TMatrix<T>* matrix;
|
---|
| 250 | inline static double Abs_Value(uint_1 v) {return (double) v;}
|
---|
| 251 | inline static double Abs_Value(uint_2 v) {return (double) v;}
|
---|
| 252 | inline static double Abs_Value(int_2 v) {return (v>0)? (double) v: (double) -v;}
|
---|
| 253 | inline static double Abs_Value(int_4 v) {return (v>0)? (double) v: (double) -v;}
|
---|
| 254 | inline static double Abs_Value(int_8 v) {return (v>0)? (double) v: (double) -v;}
|
---|
| 255 | inline static double Abs_Value(uint_4 v) {return (double) v;}
|
---|
| 256 | inline static double Abs_Value(uint_8 v) {return (double) v;}
|
---|
| 257 | inline static double Abs_Value(r_4 v) {return (double) fabsf(v);}
|
---|
| 258 | inline static double Abs_Value(r_8 v) {return fabs(v);}
|
---|
| 259 | inline static double Abs_Value(complex<float> v)
|
---|
| 260 | {return sqrt(v.real()*v.real()+v.imag()*v.imag());}
|
---|
| 261 | inline static double Abs_Value(complex<double> v)
|
---|
| 262 | {return sqrt(v.real()*v.real()+v.imag()*v.imag());}
|
---|
| 263 |
|
---|
| 264 | T* data;
|
---|
| 265 | int_4 index;
|
---|
| 266 | uint_4 step;
|
---|
| 267 | TRCKind kind;
|
---|
| 268 | };
|
---|
| 269 |
|
---|
| 270 |
|
---|
| 271 | template <class T> inline T operator * (const TMatrixRC<T>& a, const TMatrixRC<T>& b)
|
---|
| 272 | {
|
---|
| 273 | if ( a.NElts() != b.NElts() )
|
---|
| 274 | throw(SzMismatchError("TMatrixRC::operator * size mismatch\n"));
|
---|
| 275 | if ( a.kind != b.kind )
|
---|
| 276 | throw(SzMismatchError("TMatrixRC::operator * type mismatch\n"));
|
---|
| 277 | T sum = 0;
|
---|
| 278 | for(uint_4 i=0; i<a.NElts(); i++) sum += a(i)*b(i);
|
---|
| 279 | return sum;
|
---|
| 280 | }
|
---|
| 281 |
|
---|
| 282 | template <class T>
|
---|
| 283 | inline uint_4 TMatrixRC<T>::Step(const TMatrix<T>& m, TRCKind rckind)
|
---|
| 284 | { switch (rckind) { case TmatrixRow : return 1;
|
---|
| 285 | case TmatrixCol : return m.mNc;
|
---|
| 286 | case TmatrixDiag : return m.mNc+1; }
|
---|
| 287 | return 0; }
|
---|
| 288 |
|
---|
| 289 | template <class T>
|
---|
| 290 | inline T* TMatrixRC<T>::Org(const TMatrix<T>& m, TRCKind rckind, uint_4 index)
|
---|
| 291 | { switch (rckind) { case TmatrixRow : return const_cast<T *>(m.Data()) + index * m.mNc;
|
---|
| 292 | case TmatrixCol : return const_cast<T *>(m.Data()) + index;
|
---|
| 293 | case TmatrixDiag : return const_cast<T *>(m.Data()); }
|
---|
| 294 | return NULL; }
|
---|
| 295 |
|
---|
| 296 | template <class T> inline uint_4 TMatrixRC<T>::NElts() const
|
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| 297 | { if (!matrix) return 0;
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| 298 | switch (kind) { case TmatrixRow : return matrix->mNc;
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| 299 | case TmatrixCol : return matrix->mNr;
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| 300 | case TmatrixDiag : return matrix->mNc; }
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| 301 | return 0; }
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| 302 |
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| 303 | template <class T>
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| 304 | inline T& TMatrixRC<T>::operator()(uint_4 i) {return data[i*step];}
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| 305 | template <class T>
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| 306 | inline T TMatrixRC<T>::operator()(uint_4 i) const {return data[i*step];}
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| 307 |
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[279] | 308 | } // Fin du namespace
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| 309 |
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| 310 | #endif
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