[772] | 1 | // C.Magneville, R.Ansari 03/2000
|
---|
| 2 |
|
---|
| 3 | #include "machdefs.h"
|
---|
| 4 | #include <stdio.h>
|
---|
| 5 | #include <iostream.h>
|
---|
| 6 | #include <complex>
|
---|
| 7 | #include <math.h>
|
---|
| 8 | #include "sopemtx.h"
|
---|
| 9 | #include "smathconst.h"
|
---|
| 10 |
|
---|
| 11 | ////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
| 12 | // -------------------------------------------------------------
|
---|
| 13 | // La classe de gestion des lignes et colonnes d'une matrice
|
---|
| 14 | // -------------------------------------------------------------
|
---|
| 15 | ////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
[926] | 16 |
|
---|
| 17 | //! Class of line, column or diagonal of a TMatrix
|
---|
| 18 | /*!
|
---|
| 19 | A TMatrixRC represents a line, a column or the diagonal of a TMatrix
|
---|
| 20 | */
|
---|
[804] | 21 | template <class T>
|
---|
| 22 | class TMatrixRC {
|
---|
| 23 | public:
|
---|
[926] | 24 | //! Define type of TMatrixRC
|
---|
| 25 | enum TRCKind {
|
---|
| 26 | TmatrixRow=0, //!< TMatrixRC ligne
|
---|
| 27 | TmatrixCol=1, //!< TMatrixRC column
|
---|
| 28 | TmatrixDiag=2 //!< TMatrixRC diagonal
|
---|
| 29 | };
|
---|
[804] | 30 | TMatrixRC();
|
---|
| 31 | TMatrixRC(TMatrix<T>& m, TRCKind kind, uint_4 index=0);
|
---|
| 32 | virtual ~TMatrixRC() {}
|
---|
[772] | 33 |
|
---|
[804] | 34 | // Acces aux rangees et colonnes de matrices
|
---|
| 35 | static TMatrixRC<T> Row(TMatrix<T> & m, uint_4 r);
|
---|
| 36 | static TMatrixRC<T> Col(TMatrix<T> & m, uint_4 c);
|
---|
| 37 | static TMatrixRC<T> Diag(TMatrix<T> & m);
|
---|
| 38 |
|
---|
| 39 | // ---- A virer $CHECK$ Reza 03/2000
|
---|
| 40 | // int_4 Next();
|
---|
| 41 | // int_4 Prev();
|
---|
| 42 | int_4 SetCol(int_4 c);
|
---|
| 43 | int_4 SetRow(int_4 r);
|
---|
| 44 | int_4 SetDiag();
|
---|
| 45 |
|
---|
| 46 | static uint_4 Step(const TMatrix<T>& m, TRCKind rckind);
|
---|
| 47 | static T* Org(const TMatrix<T>&, TRCKind rckind, uint_4 ind=0);
|
---|
| 48 |
|
---|
[926] | 49 | //! Return the kind of TMatrix (line,column,diagonal)
|
---|
[804] | 50 | TRCKind Kind() const { return kind; }
|
---|
| 51 | uint_4 NElts() const;
|
---|
| 52 | T& operator()(uint_4 i);
|
---|
| 53 | T operator()(uint_4 i) const;
|
---|
| 54 |
|
---|
| 55 |
|
---|
| 56 | TMatrixRC<T>& operator = (const TMatrixRC<T>& rc);
|
---|
| 57 |
|
---|
| 58 | // ---- A virer $CHECK$ Reza 03/2000
|
---|
| 59 | // TVector<T> GetVect() const;
|
---|
| 60 | // TMatrixRC<T>& operator += (const TMatrixRC<T>& rc);
|
---|
| 61 | // TMatrixRC<T>& operator -= (const TMatrixRC<T>& rc);
|
---|
| 62 |
|
---|
| 63 | TMatrixRC<T>& operator *= (T x);
|
---|
| 64 | TMatrixRC<T>& operator /= (T x);
|
---|
| 65 |
|
---|
| 66 | // TMatrixRC<T>& operator -= (T x);
|
---|
| 67 | // TMatrixRC<T>& operator += (T x);
|
---|
| 68 |
|
---|
| 69 |
|
---|
| 70 | TMatrixRC<T>& LinComb(T a, T b, const TMatrixRC& rc, uint_4 first=0);
|
---|
| 71 | TMatrixRC<T>& LinComb(T b, const TMatrixRC<T>& rc, uint_4 first=0);
|
---|
| 72 |
|
---|
| 73 | uint_4 IMaxAbs(uint_4 first=0);
|
---|
[813] | 74 | void Print(ostream & os) const ;
|
---|
[804] | 75 |
|
---|
| 76 | static void Swap(TMatrixRC<T>& rc1, TMatrixRC<T>& rc2);
|
---|
| 77 |
|
---|
[926] | 78 | //! Define Absolute value for uint_1
|
---|
[804] | 79 | inline static double Abs_Value(uint_1 v) {return (double) v;}
|
---|
[926] | 80 | //! Define Absolute value for uint_2
|
---|
[804] | 81 | inline static double Abs_Value(uint_2 v) {return (double) v;}
|
---|
[926] | 82 | //! Define Absolute value for int_2
|
---|
[804] | 83 | inline static double Abs_Value(int_2 v) {return (v>0)? (double) v: (double) -v;}
|
---|
[926] | 84 | //! Define Absolute value for int_4
|
---|
[804] | 85 | inline static double Abs_Value(int_4 v) {return (v>0)? (double) v: (double) -v;}
|
---|
[926] | 86 | //! Define Absolute value for int_8
|
---|
[804] | 87 | inline static double Abs_Value(int_8 v) {return (v>0)? (double) v: (double) -v;}
|
---|
[926] | 88 | //! Define Absolute value for uint_4
|
---|
[804] | 89 | inline static double Abs_Value(uint_4 v) {return (double) v;}
|
---|
[926] | 90 | //! Define Absolute value for uint_8
|
---|
[804] | 91 | inline static double Abs_Value(uint_8 v) {return (double) v;}
|
---|
[926] | 92 | //! Define Absolute value for r_4
|
---|
[804] | 93 | inline static double Abs_Value(r_4 v) {return (double) fabsf(v);}
|
---|
[926] | 94 | //! Define Absolute value for r_8
|
---|
[804] | 95 | inline static double Abs_Value(r_8 v) {return fabs(v);}
|
---|
[926] | 96 | //! Define Absolute value for complex r_4
|
---|
| 97 | inline static double Abs_Value(complex<r_4> v)
|
---|
[804] | 98 | {return sqrt(v.real()*v.real()+v.imag()*v.imag());}
|
---|
[926] | 99 | //! Define Absolute value for complex r_8
|
---|
| 100 | inline static double Abs_Value(complex<r_8> v)
|
---|
[804] | 101 | {return sqrt(v.real()*v.real()+v.imag()*v.imag());}
|
---|
| 102 |
|
---|
| 103 | protected:
|
---|
[926] | 104 | TMatrix<T>* matrix; //!< pointer to the TMatrix
|
---|
| 105 | T* data; //!< pointer to the beginnig of interesting datas
|
---|
| 106 | int_4 index; //!< index of the line/column
|
---|
| 107 | uint_4 step; //!< step of the line/column
|
---|
| 108 | TRCKind kind; //!< type: line, column or diagonal
|
---|
[804] | 109 | };
|
---|
| 110 |
|
---|
| 111 |
|
---|
[935] | 112 | //! Scalar product of two TMatrixRC
|
---|
| 113 | /*!
|
---|
| 114 | \return sum[ a(i) * b(i) ]
|
---|
| 115 | */
|
---|
[804] | 116 | template <class T>
|
---|
| 117 | inline T operator * (const TMatrixRC<T>& a, const TMatrixRC<T>& b)
|
---|
| 118 | {
|
---|
| 119 | if ( a.NElts() != b.NElts() )
|
---|
| 120 | throw(SzMismatchError("TMatrixRC::operator * size mismatch\n"));
|
---|
| 121 | if ( a.Kind() != b.Kind() )
|
---|
| 122 | throw(SzMismatchError("TMatrixRC::operator * type mismatch\n"));
|
---|
| 123 | T sum = 0;
|
---|
| 124 | for(uint_4 i=0; i<a.NElts(); i++) sum += a(i)*b(i);
|
---|
| 125 | return sum;
|
---|
| 126 | }
|
---|
| 127 |
|
---|
[935] | 128 | //! Get the step in datas for a TMatrix for type rckind
|
---|
| 129 | /*!
|
---|
| 130 | \param rckind : line, column or diagonal
|
---|
| 131 | \return step in TMatrix along TMatrixRC
|
---|
| 132 | */
|
---|
[804] | 133 | template <class T>
|
---|
| 134 | inline uint_4 TMatrixRC<T>::Step(const TMatrix<T>& m, TRCKind rckind)
|
---|
[813] | 135 | { switch (rckind) { case TmatrixRow : return m.Step(m.ColsKA());
|
---|
| 136 | case TmatrixCol : return m.Step(m.RowsKA());
|
---|
[804] | 137 | case TmatrixDiag : return (m.Step(m.RowsKA())+m.Step(m.ColsKA())); }
|
---|
| 138 | return 0; }
|
---|
| 139 |
|
---|
[935] | 140 | //! Get the origin of datas.
|
---|
| 141 | /*!
|
---|
| 142 | Get the origin of datas in the TMatrix for a TMatrixRC for type
|
---|
| 143 | \b rckind and index \b index .
|
---|
| 144 | \param rckind : line, column or diagonal
|
---|
| 145 | \param index : index of the line or column.
|
---|
| 146 | \return adress of the first element in datas.
|
---|
| 147 | */
|
---|
[804] | 148 | template <class T>
|
---|
| 149 | inline T* TMatrixRC<T>::Org(const TMatrix<T>& m, TRCKind rckind, uint_4 index)
|
---|
| 150 | { switch (rckind) { case TmatrixRow : return const_cast<T *>(&(m(index,0)));
|
---|
| 151 | case TmatrixCol : return const_cast<T *>(&(m(0,index)));
|
---|
| 152 | case TmatrixDiag : return const_cast<T *>(m.Data()); }
|
---|
| 153 | return NULL; }
|
---|
| 154 |
|
---|
[926] | 155 | //! return number of elements for a TMatrixRC
|
---|
[804] | 156 | template <class T> inline uint_4 TMatrixRC<T>::NElts() const
|
---|
| 157 | { if (!matrix) return 0;
|
---|
| 158 | switch (kind) { case TmatrixRow : return matrix->NCols();
|
---|
| 159 | case TmatrixCol : return matrix->NRows();
|
---|
| 160 | case TmatrixDiag : return matrix->NCols(); }
|
---|
| 161 | return 0; }
|
---|
| 162 |
|
---|
[926] | 163 | //! access of element \b i
|
---|
[804] | 164 | template <class T>
|
---|
| 165 | inline T& TMatrixRC<T>::operator()(uint_4 i) {return data[i*step];}
|
---|
[926] | 166 | //! access of element \b i
|
---|
[804] | 167 | template <class T>
|
---|
| 168 | inline T TMatrixRC<T>::operator()(uint_4 i) const {return data[i*step];}
|
---|
| 169 |
|
---|
| 170 | ////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
[935] | 171 | //! Typedef to simplify TMatrixRC<r_8> writing
|
---|
[804] | 172 | typedef TMatrixRC<r_8> MatrixRC;
|
---|
| 173 |
|
---|
| 174 |
|
---|
[926] | 175 | //! Default constructor
|
---|
[772] | 176 | template <class T> TMatrixRC<T>::TMatrixRC()
|
---|
| 177 | : matrix(NULL), data(NULL), index(0), step(0)
|
---|
| 178 | {}
|
---|
| 179 |
|
---|
[926] | 180 | //! Constructor
|
---|
| 181 | /*!
|
---|
| 182 | \param m : matrix
|
---|
| 183 | \param rckind : select line, column or diagonal
|
---|
| 184 | \param ind : number of the line or column
|
---|
| 185 | */
|
---|
[772] | 186 | template <class T> TMatrixRC<T>::TMatrixRC(TMatrix<T>& m,TRCKind rckind,uint_4 ind)
|
---|
| 187 | : matrix(&m), data(Org(m,rckind,ind)),
|
---|
| 188 | index(ind), step(Step(m,rckind)), kind(rckind)
|
---|
| 189 | {
|
---|
| 190 | if (kind == TmatrixDiag && m.NCols() != m.NRows())
|
---|
| 191 | throw(SzMismatchError("TMatrixRC::TMatrixRC(...,TmatrixDiag,...) size mismatch\n"));
|
---|
| 192 | }
|
---|
| 193 |
|
---|
| 194 | ////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
| 195 | // Acces aux rangees et colonnes de matrices
|
---|
| 196 |
|
---|
[926] | 197 | //! Return TMatrixRC for line \b r of matrix \b m
|
---|
[772] | 198 | template <class T>
|
---|
| 199 | TMatrixRC<T> TMatrixRC<T>::Row(TMatrix<T> & m, uint_4 r)
|
---|
| 200 | {
|
---|
| 201 | TMatrixRC<T> rc(m, TmatrixRow, r);
|
---|
| 202 | return rc;
|
---|
| 203 | }
|
---|
| 204 |
|
---|
[926] | 205 | //! Return TMatrixRC for column \b r of matrix \b m
|
---|
[772] | 206 | template <class T>
|
---|
| 207 | TMatrixRC<T> TMatrixRC<T>::Col(TMatrix<T> & m, uint_4 c)
|
---|
| 208 | {
|
---|
| 209 | TMatrixRC<T> rc(m, TmatrixCol, c);
|
---|
| 210 | return rc;
|
---|
| 211 | }
|
---|
| 212 |
|
---|
[926] | 213 | //! Return TMatrixRC for diagonal of matrix \b m
|
---|
[772] | 214 | template <class T>
|
---|
| 215 | TMatrixRC<T> TMatrixRC<T>::Diag(TMatrix<T> & m)
|
---|
| 216 | {
|
---|
| 217 | TMatrixRC<T> rc(m, TmatrixDiag);
|
---|
| 218 | return rc;
|
---|
| 219 | }
|
---|
| 220 |
|
---|
| 221 |
|
---|
[804] | 222 | // ---- A virer $CHECK$ Reza 03/2000
|
---|
| 223 | // template <class T> int_4 TMatrixRC<T>::Next()
|
---|
| 224 | // {
|
---|
| 225 | // if (!matrix || kind==TmatrixDiag) return -1;
|
---|
| 226 | // index++;
|
---|
| 227 | // if(kind == TmatrixRow) {
|
---|
| 228 | // if(index > (int_4)matrix->NRows()) {index = (int_4)matrix->NRows(); return -1;}
|
---|
| 229 | // data += matrix->NCols();
|
---|
| 230 | // } else {
|
---|
| 231 | // if (index > (int_4)matrix->NCols()) {index = (int_4)matrix->NCols(); return -1;}
|
---|
| 232 | // data++;
|
---|
| 233 | // }
|
---|
| 234 | // return index;
|
---|
| 235 | // }
|
---|
[772] | 236 |
|
---|
[804] | 237 | // template <class T> int_4 TMatrixRC<T>::Prev()
|
---|
| 238 | // {
|
---|
| 239 | // if (!matrix || kind == TmatrixDiag) return -1;
|
---|
| 240 | // index--;
|
---|
| 241 | // if(index < 0) {index = 0; return -1;}
|
---|
| 242 | // if(kind == TmatrixRow) data -= matrix->NCols();
|
---|
| 243 | // else data--;
|
---|
| 244 | // return index;
|
---|
| 245 | // }
|
---|
[772] | 246 |
|
---|
[926] | 247 | //! Set column \b c for this TMatrixRC
|
---|
[772] | 248 | template <class T> int_4 TMatrixRC<T>::SetCol(int_4 c)
|
---|
| 249 | {
|
---|
| 250 | if(!matrix) return -1;
|
---|
| 251 | if(c<0 || c>(int_4)matrix->NCols()) return -1;
|
---|
| 252 | kind = TmatrixCol;
|
---|
| 253 | index = c;
|
---|
| 254 | step = Step(*matrix, TmatrixCol);
|
---|
| 255 | data = Org(*matrix, TmatrixCol, c);
|
---|
| 256 | return c;
|
---|
| 257 | }
|
---|
| 258 |
|
---|
[926] | 259 | //! Set line \b r for this TMatrixRC
|
---|
[772] | 260 | template <class T> int_4 TMatrixRC<T>::SetRow(int_4 r)
|
---|
| 261 | {
|
---|
| 262 | if(!matrix) return -1;
|
---|
| 263 | if(r<0 && r>(int_4)matrix->NRows()) return -1;
|
---|
| 264 | kind = TmatrixRow;
|
---|
| 265 | index = r;
|
---|
| 266 | step = Step(*matrix, TmatrixRow);
|
---|
| 267 | data = Org(*matrix, TmatrixRow, r);
|
---|
| 268 | return r;
|
---|
| 269 | }
|
---|
| 270 |
|
---|
[926] | 271 | //! Set line diaginal for this TMatrixRC
|
---|
[772] | 272 | template <class T> int_4 TMatrixRC<T>::SetDiag()
|
---|
| 273 | {
|
---|
| 274 | if (!matrix) return -1;
|
---|
| 275 | if (matrix->NCols() != matrix->NRows())
|
---|
| 276 | throw(SzMismatchError("TMatrixRC::SetDiag size mismatch\n"));
|
---|
| 277 | kind = TmatrixDiag;
|
---|
| 278 | index = 0;
|
---|
| 279 | step = Step(*matrix, TmatrixDiag);
|
---|
| 280 | data = Org(*matrix, TmatrixDiag);
|
---|
| 281 | return 0;
|
---|
| 282 | }
|
---|
| 283 |
|
---|
[926] | 284 | //! Operator =
|
---|
[772] | 285 | template <class T> TMatrixRC<T>& TMatrixRC<T>::operator = (const TMatrixRC<T>& rc)
|
---|
| 286 | {
|
---|
| 287 | matrix = rc.matrix;
|
---|
| 288 | data = rc.data;
|
---|
| 289 | index = rc.index;
|
---|
| 290 | step = rc.step;
|
---|
| 291 | kind = rc.kind;
|
---|
| 292 | return *this;
|
---|
| 293 | }
|
---|
| 294 |
|
---|
[804] | 295 | // ---- A virer $CHECK$ Reza 03/2000
|
---|
| 296 | // template <class T> TVector<T> TMatrixRC<T>::GetVect() const
|
---|
| 297 | // {
|
---|
| 298 | // TVector<T> v(NElts());
|
---|
| 299 | // for (uint_4 i=0; i<NElts(); i++) v(i) = (*this)(i);
|
---|
| 300 | // return v;
|
---|
| 301 | // }
|
---|
[772] | 302 |
|
---|
[804] | 303 | // template <class T> TMatrixRC<T>& TMatrixRC<T>::operator += (const TMatrixRC<T>& rc)
|
---|
| 304 | // {
|
---|
| 305 | // if ( NElts() != rc.NElts() )
|
---|
| 306 | // throw(SzMismatchError("TMatrixRC::operator+= size mismatch\n"));
|
---|
| 307 | // if ( kind != rc.kind )
|
---|
| 308 | // throw(SzMismatchError("TMatrixRC::operator+= type mismatch\n"));
|
---|
| 309 | // for (uint_4 i=0; i<NElts(); i++) (*this)(i) += rc(i);
|
---|
| 310 | // return *this;
|
---|
| 311 | // }
|
---|
[772] | 312 |
|
---|
[804] | 313 | // template <class T> TMatrixRC<T>& TMatrixRC<T>::operator -= (const TMatrixRC<T>& rc)
|
---|
| 314 | // {
|
---|
| 315 | // if( NElts() != rc.NElts() )
|
---|
| 316 | // throw(SzMismatchError("TMatrixRC::operator-= size mismatch\n"));
|
---|
| 317 | // if( kind != rc.kind )
|
---|
| 318 | // throw(SzMismatchError("TMatrixRC::operator-= type mismatch\n"));
|
---|
| 319 | // for(uint_4 i=0; i<NElts(); i++) (*this)(i) -= rc(i);
|
---|
| 320 | // return *this;
|
---|
| 321 | // }
|
---|
[772] | 322 |
|
---|
[926] | 323 | //! Operator to multiply by constant \b x
|
---|
[772] | 324 | template <class T> TMatrixRC<T>& TMatrixRC<T>::operator *= (T x)
|
---|
| 325 | {
|
---|
| 326 | for(uint_4 i=0; i<NElts(); i++) (*this)(i) *= x;
|
---|
| 327 | return *this;
|
---|
| 328 | }
|
---|
| 329 |
|
---|
[926] | 330 | //! Operator to divide by constant \b x
|
---|
[772] | 331 | template <class T> TMatrixRC<T>& TMatrixRC<T>::operator /= (T x)
|
---|
| 332 | {
|
---|
| 333 | for(uint_4 i=0; i<NElts(); i++) (*this)(i) /= x;
|
---|
| 334 | return *this;
|
---|
| 335 | }
|
---|
| 336 |
|
---|
| 337 |
|
---|
[804] | 338 | // ---- A virer $CHECK$ Reza 03/2000
|
---|
| 339 | // template <class T> TMatrixRC<T>& TMatrixRC<T>::operator -= (T x)
|
---|
| 340 | // {
|
---|
| 341 | // for(uint_4 i=0; i<NElts(); i++) (*this)(i) -= x;
|
---|
| 342 | // return *this;
|
---|
| 343 | // }
|
---|
[772] | 344 |
|
---|
[804] | 345 | // template <class T> TMatrixRC<T>& TMatrixRC<T>::operator += (T x)
|
---|
| 346 | // {
|
---|
| 347 | // for(uint_4 i=0; i<NElts(); i++) (*this)(i) += x;
|
---|
| 348 | // return *this;
|
---|
| 349 | // }
|
---|
[772] | 350 |
|
---|
[926] | 351 | //! Linear combination
|
---|
| 352 | /*!
|
---|
| 353 | Do : \f$ MRC(i) = MRC(i)*a + rc(i)*b \f$
|
---|
| 354 | \return *this
|
---|
| 355 | */
|
---|
[772] | 356 | template <class T>
|
---|
| 357 | TMatrixRC<T>& TMatrixRC<T>::LinComb(T a, T b, const TMatrixRC<T>& rc, uint_4 first)
|
---|
| 358 | {
|
---|
| 359 | if ( NElts() != rc.NElts() )
|
---|
| 360 | throw(SzMismatchError("TMatrixRC::LinComb size mismatch\n"));
|
---|
| 361 | if ( kind != rc.kind )
|
---|
| 362 | throw(SzMismatchError("TMatrixRC::LinComb type mismatch\n"));
|
---|
| 363 | for(uint_4 i=first; i<NElts(); i++) (*this)(i) = (*this)(i)*a + rc(i)*b;
|
---|
| 364 | return *this;
|
---|
| 365 | }
|
---|
| 366 |
|
---|
[926] | 367 | //! Linear combination
|
---|
| 368 | /*!
|
---|
| 369 | Do : \f$ MRC(i) = MRC(i) + rc(i)*b \f$
|
---|
| 370 | */
|
---|
[772] | 371 | template <class T>
|
---|
| 372 | TMatrixRC<T>& TMatrixRC<T>::LinComb(T b, const TMatrixRC<T>& rc, uint_4 first)
|
---|
| 373 | {
|
---|
| 374 | if ( NElts() != rc.NElts() )
|
---|
| 375 | throw(SzMismatchError("TMatrixRC::LinComb size mismatch\n"));
|
---|
| 376 | if ( kind != rc.kind )
|
---|
| 377 | throw(SzMismatchError("TMatrixRC::LinComb type mismatch\n"));
|
---|
| 378 | for(uint_4 i=first; i<NElts(); i++) (*this)(i) += rc(i)*b;
|
---|
| 379 | return *this;
|
---|
| 380 | }
|
---|
| 381 |
|
---|
[926] | 382 | //! Find maximum absolute value in TMatrixRC, search begin at \b first
|
---|
[772] | 383 | template <class T> uint_4 TMatrixRC<T>::IMaxAbs(uint_4 first)
|
---|
| 384 | {
|
---|
| 385 | if (first>NElts())
|
---|
| 386 | throw(SzMismatchError("TMatrixRC::IMaxAbs size mismatch\n"));
|
---|
| 387 | uint_4 imax = first;
|
---|
| 388 | double vmax = Abs_Value((*this)(first));
|
---|
| 389 | for(uint_4 i=first+1; i<NElts(); i++) {
|
---|
| 390 | double v = Abs_Value((*this)(i));
|
---|
| 391 | if(v > vmax) {vmax = v; imax = i;}
|
---|
| 392 | }
|
---|
| 393 | return imax;
|
---|
| 394 | }
|
---|
| 395 |
|
---|
[926] | 396 | //! Print on stream \b os
|
---|
[772] | 397 | template <class T>
|
---|
[813] | 398 | void TMatrixRC<T>::Print(ostream & os) const
|
---|
| 399 | {
|
---|
| 400 | os << " TMatrixRC<T>::Print(ostream & os) " << NElts() << " Kind="
|
---|
| 401 | << kind << " Index=" << index << " Step= " << step << endl;
|
---|
| 402 | for(uint_4 i=0; i<NElts(); i++) {
|
---|
| 403 | os << (*this)(i);
|
---|
| 404 | if (kind == TmatrixCol) os << endl;
|
---|
| 405 | else os << ", ";
|
---|
| 406 | }
|
---|
| 407 | os << endl;
|
---|
| 408 | }
|
---|
| 409 |
|
---|
[926] | 410 | //! Swap two TMatrixRC of the same kind
|
---|
[813] | 411 | template <class T>
|
---|
[772] | 412 | void TMatrixRC<T>::Swap(TMatrixRC<T>& rc1, TMatrixRC<T>& rc2)
|
---|
| 413 | {
|
---|
| 414 | if(rc1.NElts() != rc2.NElts())
|
---|
| 415 | throw(SzMismatchError("TMatrixRC::Swap size mismatch\n"));
|
---|
| 416 | if(rc1.kind != rc2.kind)
|
---|
| 417 | throw(SzMismatchError("TMatrixRC::Swap type mismatch\n"));
|
---|
| 418 | if(rc1.data == rc2.data) return;
|
---|
| 419 | for(uint_4 i=0; i<rc1.NElts(); i++)
|
---|
| 420 | {T tmp = rc1(i); rc1(i) = rc2(i); rc2(i) = tmp;}
|
---|
| 421 | }
|
---|
| 422 |
|
---|
| 423 |
|
---|
[926] | 424 | ////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
| 425 | // -------------------------------------------------------------
|
---|
| 426 | // La classe de calcul simple sur les TMatrix
|
---|
| 427 | // -------------------------------------------------------------
|
---|
| 428 | ////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
[772] | 429 |
|
---|
| 430 | //**** Pour inversion
|
---|
| 431 | #ifndef M_LN2
|
---|
| 432 | #define M_LN2 0.69314718055994530942
|
---|
| 433 | #endif
|
---|
| 434 | #ifndef LN_MINDOUBLE
|
---|
| 435 | #define LN_MINDOUBLE (M_LN2 * (DMINEXP - 1))
|
---|
| 436 | #endif
|
---|
| 437 | #ifndef LN_MAXDOUBLE
|
---|
| 438 | #define LN_MAXDOUBLE (M_LN2 * DMAXEXP)
|
---|
| 439 | #endif
|
---|
| 440 |
|
---|
[926] | 441 | //! Gaussian pivoting
|
---|
| 442 | /*!
|
---|
[935] | 443 | Diagonalize matrix \b a, doing the same operations on matrix \b b
|
---|
| 444 | \return determinat of \b a.
|
---|
| 445 |
|
---|
| 446 | If \b b is identity matrix, return inverse of \b a
|
---|
[926] | 447 | */
|
---|
[772] | 448 | template <class T>
|
---|
| 449 | T SimpleMatrixOperation<T>::GausPiv(TMatrix<T>& a, TMatrix<T>& b)
|
---|
| 450 | // Pivot de Gauss
|
---|
| 451 | // * Attention: egcs impose que cette fonction soit mise dans le .cc
|
---|
| 452 | // avant ::Inverse() (car Inverse() l'utilise)
|
---|
| 453 | // {TMatrix A(a); TMatrix B(b); return (T) TMatrix::GausPiv(A,B);}
|
---|
| 454 | {
|
---|
| 455 | uint_4 n = a.NRows();
|
---|
| 456 | if(n!=b.NRows())
|
---|
| 457 | throw(SzMismatchError("TMatrix::GausPiv size mismatch\n"));
|
---|
| 458 | // On fait une normalisation un peu brutale...
|
---|
| 459 | double vmin=MAXDOUBLE;
|
---|
| 460 | double vmax=0;
|
---|
| 461 | for(uint_4 iii=0; iii<a.NRows(); iii++)
|
---|
| 462 | for(uint_4 jjj=0; jjj<a.NCols(); jjj++) {
|
---|
| 463 | double v = TMatrixRC<T>::Abs_Value(a(iii,jjj));
|
---|
| 464 | if(v>vmax) vmax = v;
|
---|
| 465 | if(v<vmin && v>0) vmin = v;
|
---|
| 466 | }
|
---|
| 467 | double nrm = sqrt(vmin*vmax);
|
---|
| 468 | if(nrm > 1.e5 || nrm < 1.e-5) {
|
---|
[926] | 469 | a /= (T) nrm;
|
---|
| 470 | b /= (T) nrm;
|
---|
[772] | 471 | //cout << "normalisation matrice " << nrm << endl;
|
---|
| 472 | } else nrm=1;
|
---|
| 473 |
|
---|
[926] | 474 | T det = 1;
|
---|
[772] | 475 | if(nrm != 1) {
|
---|
| 476 | double ld = a.NRows() * log(nrm);
|
---|
| 477 | if (ld <= LN_MINDOUBLE || ld >= LN_MAXDOUBLE) {
|
---|
| 478 | // cerr << "TMatrix warning, overflow for det" << endl;
|
---|
| 479 | } else {
|
---|
[926] | 480 | det = (T) exp(ld);
|
---|
[772] | 481 | }
|
---|
| 482 | }
|
---|
| 483 |
|
---|
[926] | 484 | TMatrixRC<T> pivRowa(a,TMatrixRC<T>::TmatrixRow);
|
---|
| 485 | TMatrixRC<T> pivRowb(b,TMatrixRC<T>::TmatrixRow);
|
---|
[772] | 486 |
|
---|
| 487 | for(uint_4 k=0; k<n-1; k++) {
|
---|
| 488 | uint_4 iPiv = TMatrixRC<T>::Col(a, k).IMaxAbs(k);
|
---|
| 489 | if(iPiv != k) {
|
---|
| 490 | TMatrixRC<T> aIPiv(TMatrixRC<T>::Row(a,iPiv));
|
---|
| 491 | TMatrixRC<T> aK(TMatrixRC<T>::Row(a, k));
|
---|
| 492 | TMatrixRC<T>::Swap(aIPiv,aK);
|
---|
| 493 | TMatrixRC<T> bIPiv(TMatrixRC<T>::Row(b, iPiv));
|
---|
| 494 | TMatrixRC<T> bK(TMatrixRC<T>::Row(b, k));
|
---|
| 495 | TMatrixRC<T>::Swap(bIPiv,bK);
|
---|
| 496 | }
|
---|
[926] | 497 | T pivot = a(k,k);
|
---|
| 498 | if( TMatrixRC<T>::Abs_Value(pivot) < 1.e-50 ) return (T) 0;
|
---|
[772] | 499 | //det *= pivot;
|
---|
| 500 | pivRowa.SetRow(k); // to avoid constructors
|
---|
| 501 | pivRowb.SetRow(k);
|
---|
| 502 | for (uint_4 i=k+1; i<n; i++) {
|
---|
[926] | 503 | T r = -a(i,k)/pivot;
|
---|
[772] | 504 | TMatrixRC<T>::Row(a, i).LinComb(r, pivRowa); // + rapide que -= r * pivRowa
|
---|
| 505 | TMatrixRC<T>::Row(b, i).LinComb(r, pivRowb);
|
---|
| 506 | }
|
---|
| 507 | }
|
---|
| 508 | det *= a(n-1, n-1);
|
---|
| 509 |
|
---|
| 510 | // on remonte
|
---|
| 511 | for(uint_4 kk=n-1; kk>0; kk--) {
|
---|
[926] | 512 | T pivot = a(kk,kk);
|
---|
| 513 | if( TMatrixRC<T>::Abs_Value(pivot) <= 1.e-50 ) return (T) 0;
|
---|
[772] | 514 | pivRowa.SetRow(kk); // to avoid constructors
|
---|
| 515 | pivRowb.SetRow(kk);
|
---|
| 516 | for(uint_4 jj=0; jj<kk; jj++) {
|
---|
[926] | 517 | T r = -a(jj,kk)/pivot;
|
---|
[772] | 518 | TMatrixRC<T>::Row(a, jj).LinComb(r, pivRowa);
|
---|
| 519 | TMatrixRC<T>::Row(b, jj).LinComb(r, pivRowb);
|
---|
| 520 | }
|
---|
| 521 | }
|
---|
| 522 |
|
---|
| 523 | for(uint_4 l=0; l<n; l++) {
|
---|
[926] | 524 | if( TMatrixRC<T>::Abs_Value(a(l,l)) <= 1.e-50 ) return (T) 0;
|
---|
[772] | 525 | TMatrixRC<T>::Row(b, l) /= a(l,l);
|
---|
| 526 | }
|
---|
| 527 |
|
---|
| 528 | return det;
|
---|
| 529 | }
|
---|
| 530 |
|
---|
[926] | 531 | //! Return the inverse matrix of \b A
|
---|
[772] | 532 | template <class T>
|
---|
| 533 | TMatrix<T> SimpleMatrixOperation<T>::Inverse(TMatrix<T> const & A)
|
---|
| 534 | {
|
---|
| 535 | TMatrix<T> a(A);
|
---|
[813] | 536 | TMatrix<T> b(a.NCols(),a.NRows()); b = IdentityMatrix(1.);
|
---|
[926] | 537 | if( TMatrixRC<T>::Abs_Value(GausPiv(a,b)) < 1.e-50)
|
---|
| 538 | throw(MathExc("TMatrix Inverse() Singular Matrix"));
|
---|
[772] | 539 | return b;
|
---|
| 540 | }
|
---|
| 541 |
|
---|
| 542 |
|
---|
[926] | 543 | ////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
| 544 | // -------------------------------------------------------------
|
---|
| 545 | // La classe fit lineaire
|
---|
| 546 | // -------------------------------------------------------------
|
---|
| 547 | ////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
| 548 |
|
---|
[804] | 549 | LinFitter::LinFitter()
|
---|
| 550 | {
|
---|
| 551 | }
|
---|
[772] | 552 |
|
---|
[804] | 553 | LinFitter::~LinFitter()
|
---|
| 554 | {
|
---|
| 555 | }
|
---|
| 556 |
|
---|
| 557 | double LinFitter::LinFit(const Vector& x, const Vector& y, int nf,
|
---|
| 558 | double (*f)(int, double), Vector& c)
|
---|
| 559 | {
|
---|
| 560 | int n = x.NElts();
|
---|
| 561 | if (n != y.NElts()) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
| 562 |
|
---|
| 563 | Matrix fx(nf, n);
|
---|
| 564 | for (int i=0; i<nf; i++)
|
---|
| 565 | for (int j=0; j<n; j++)
|
---|
| 566 | fx(i,j) = f(i,x(j));
|
---|
| 567 |
|
---|
| 568 | return LinFit(fx,y,c);
|
---|
| 569 | }
|
---|
| 570 |
|
---|
| 571 |
|
---|
| 572 |
|
---|
| 573 | double LinFitter::LinFit(const Matrix& fx, const Vector& y, Vector& c)
|
---|
| 574 | {
|
---|
| 575 | int n = y.NElts();
|
---|
| 576 | if ( n != fx.NCol()) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
| 577 |
|
---|
| 578 | int nf = fx.NRows();
|
---|
| 579 |
|
---|
| 580 | Matrix a(nf,nf);
|
---|
| 581 |
|
---|
| 582 | for (int j=0; j<nf; j++)
|
---|
| 583 | for (int k=j; k<nf; k++)
|
---|
| 584 | a(j,k) = a(k,j) = TMatrixRC<r_8>::Row(const_cast<Matrix &>(fx), j)
|
---|
| 585 |
|
---|
| 586 | * TMatrixRC<r_8>::Row(const_cast<Matrix &>(fx), k); /* $CHECK$ Reza 10/3/2000 */
|
---|
| 587 |
|
---|
| 588 | c = fx * y;
|
---|
| 589 |
|
---|
| 590 | if (SimpleMatrixOperation<r_8>::GausPiv(a,c) == 0) THROW(singMatxErr); /* $CHECK$ Reza 10/3/2000 */
|
---|
| 591 |
|
---|
| 592 | double xi2 = 0;
|
---|
| 593 |
|
---|
| 594 | for (int k=0; k<n; k++) {
|
---|
| 595 | double x = 0;
|
---|
| 596 | for (int i=0; i<nf; i++)
|
---|
| 597 | x += c(i) * fx(i,k);
|
---|
| 598 | x -= y(k);
|
---|
| 599 | xi2 += x*x;
|
---|
| 600 | }
|
---|
| 601 | return xi2;
|
---|
| 602 | }
|
---|
| 603 |
|
---|
| 604 |
|
---|
| 605 |
|
---|
| 606 | double LinFitter::LinFit(const Vector& x, const Vector& y, const Vector& errY2, int nf,
|
---|
| 607 | double (*f)(int, double), Vector& c, Vector& errC)
|
---|
| 608 | {
|
---|
| 609 | int n = x.NElts();
|
---|
| 610 | if (n != y.NElts()) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
| 611 |
|
---|
| 612 | Matrix fx(nf, n);
|
---|
| 613 | for (int i=0; i<nf; i++)
|
---|
| 614 | for (int j=0; j<n; j++)
|
---|
| 615 | fx(i,j) = f(i,x(j));
|
---|
| 616 |
|
---|
| 617 | return LinFit(fx,y,errY2,c,errC);
|
---|
| 618 | }
|
---|
| 619 |
|
---|
| 620 |
|
---|
| 621 | double LinFitter::LinFit(const Matrix& fx, const Vector& y, const Vector& errY2,
|
---|
| 622 | Vector& c, Vector& errC)
|
---|
| 623 | {
|
---|
| 624 | int n = y.NElts();
|
---|
| 625 | if ( n != errY2.NElts()) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
| 626 | if ( n != fx.NCol()) THROW(sizeMismatchErr);
|
---|
| 627 |
|
---|
| 628 | int nf = fx.NRows();
|
---|
| 629 |
|
---|
| 630 | Matrix a(nf,nf);
|
---|
| 631 |
|
---|
| 632 | c.Realloc(nf);
|
---|
| 633 | errC.Realloc(nf);
|
---|
| 634 |
|
---|
| 635 | for (int j=0; j<nf; j++)
|
---|
| 636 | for (int k=j; k<nf; k++) {
|
---|
| 637 | double x=0;
|
---|
| 638 | for (int l=0; l<n; l++)
|
---|
| 639 | x += fx(j,l) * fx(k,l) / errY2(l); // Matrice a inverser
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| 640 | a(j,k) = a(k,j) = x;
|
---|
| 641 | }
|
---|
| 642 |
|
---|
| 643 | Matrix d(nf,nf+1);
|
---|
| 644 | for (int k=0; k<nf; k++) {
|
---|
| 645 | double x=0;
|
---|
| 646 | for (int l=0; l<n; l++)
|
---|
| 647 | x += fx(k,l) * y(l) / errY2(l); // Second membre 1ere colonne
|
---|
| 648 | d(k,0) = x;
|
---|
| 649 | for (int m=1; m<=nf; m++)
|
---|
| 650 | d(k,m) = (k==m) ? 1 : 0; // Reste second membre = Id.
|
---|
| 651 | }
|
---|
| 652 |
|
---|
| 653 | if (SimpleMatrixOperation<r_8>::GausPiv(a,d) == 0) THROW(singMatxErr); /* $CHECK$ Reza 10/3/2000 */
|
---|
| 654 |
|
---|
| 655 | for (int l=0; l<nf; l++) {
|
---|
| 656 | c(l) = d(l,0); // Parametres = 1ere colonne
|
---|
| 657 | errC(l) = d(l,l+1); // Erreurs = diag inverse.
|
---|
| 658 | }
|
---|
| 659 |
|
---|
| 660 | double xi2 = 0;
|
---|
| 661 |
|
---|
| 662 | for (int jj=0; jj<n; jj++) {
|
---|
| 663 | double x = 0;
|
---|
| 664 | for (int ii=0; ii<nf; ii++)
|
---|
| 665 | x += c(ii) * fx(ii,jj);
|
---|
| 666 | x -= y(jj);
|
---|
| 667 | xi2 += x*x/errY2(jj);
|
---|
| 668 | }
|
---|
| 669 | return xi2;
|
---|
| 670 | }
|
---|
| 671 |
|
---|
| 672 |
|
---|
[813] | 673 | void _ZZ_TestTMatrixRC_YY_(TMatrix<r_8> & m)
|
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| 674 | {
|
---|
| 675 | cout << " ::::: _ZZ_TestTMatrixRC_YY_ :::: M= \n" << m << endl;
|
---|
| 676 | TMatrixRC<r_8> l0 = TMatrixRC<r_8>::Row(m,0);
|
---|
| 677 | cout << "TMatrixRC<r_8>::Row(m,0) = \n" ;
|
---|
| 678 | l0.Print(cout);
|
---|
| 679 | TMatrixRC<r_8> l1 = TMatrixRC<r_8>::Row(m,1);
|
---|
| 680 | cout << "TMatrixRC<r_8>::Row(m,1) = \n" ;
|
---|
| 681 | l1.Print(cout);
|
---|
| 682 | l0.SetRow(2);
|
---|
| 683 | cout << "TMatrixRC<r_8>::l0.SetRow(2 = \n" ;
|
---|
| 684 | l0.Print(cout);
|
---|
[804] | 685 |
|
---|
[813] | 686 | TMatrixRC<r_8> c0 = TMatrixRC<r_8>::Col(m,0);
|
---|
| 687 | cout << "TMatrixRC<r_8>::Col(m,0) = \n" ;
|
---|
| 688 | c0.Print(cout);
|
---|
| 689 | TMatrixRC<r_8> c1 = TMatrixRC<r_8>::Col(m,1);
|
---|
| 690 | cout << "TMatrixRC<r_8>::Col(m,1) = \n" ;
|
---|
| 691 | c1.Print(cout);
|
---|
| 692 | c0.SetCol(2);
|
---|
| 693 | cout << "TMatrixRC<r_8>::c0.SetCol(2) = \n" ;
|
---|
| 694 | c0.Print(cout);
|
---|
| 695 | TMatrixRC<r_8> c00 = TMatrixRC<r_8>::Col(m,0);
|
---|
| 696 | TMatrixRC<r_8>::Swap(c0, c00);
|
---|
| 697 | cout << " ::::: M Apres Swap = \n" << m << endl;
|
---|
| 698 |
|
---|
| 699 | }
|
---|
[804] | 700 |
|
---|
[772] | 701 | ///////////////////////////////////////////////////////////////
|
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| 702 | #ifdef __CXX_PRAGMA_TEMPLATES__
|
---|
| 703 | // Instances gestion lignes/colonnes
|
---|
| 704 | #pragma define_template TMatrixRC<int_4>
|
---|
| 705 | #pragma define_template TMatrixRC<r_4>
|
---|
| 706 | #pragma define_template TMatrixRC<r_8>
|
---|
[926] | 707 | #pragma define_template TMatrixRC< complex<r_4> >
|
---|
| 708 | #pragma define_template TMatrixRC< complex<r_8> >
|
---|
[804] | 709 | #pragma define_template SimpleMatrixOperation<int_4>
|
---|
| 710 | #pragma define_template SimpleMatrixOperation<r_4>
|
---|
[772] | 711 | #pragma define_template SimpleMatrixOperation<r_8>
|
---|
[926] | 712 | #pragma define_template SimpleMatrixOperation< complex<r_4> >
|
---|
| 713 | #pragma define_template SimpleMatrixOperation< complex<r_8> >
|
---|
[772] | 714 | #endif
|
---|
| 715 |
|
---|
| 716 | #if defined(ANSI_TEMPLATES) || defined(GNU_TEMPLATES)
|
---|
| 717 | // Instances gestion lignes/colonnes
|
---|
| 718 | template class TMatrixRC<int_4>;
|
---|
| 719 | template class TMatrixRC<r_4>;
|
---|
| 720 | template class TMatrixRC<r_8>;
|
---|
[926] | 721 | template class TMatrixRC< complex<r_4> >;
|
---|
| 722 | template class TMatrixRC< complex<r_8> >;
|
---|
[804] | 723 | template class SimpleMatrixOperation<int_4>;
|
---|
[772] | 724 | template class SimpleMatrixOperation<r_4>;
|
---|
| 725 | template class SimpleMatrixOperation<r_8>;
|
---|
[926] | 726 | template class SimpleMatrixOperation< complex<r_4> >;
|
---|
| 727 | template class SimpleMatrixOperation< complex<r_8> >;
|
---|
[772] | 728 | #endif
|
---|
[935] | 729 |
|
---|
| 730 |
|
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| 731 |
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| 732 |
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| 733 |
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| 734 |
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| 735 |
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| 736 |
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| 737 |
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| 738 |
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| 739 |
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| 740 |
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| 741 |
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