| 1 | // This may look like C code, but it is really -*- C++ -*-
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| 2 | #ifndef SOpeMatrix_SEEN
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| 3 | #define SOpeMatrix_SEEN
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| 4 | 
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| 5 | #include "machdefs.h"
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| 6 | #include "tmatrix.h"
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| 7 | #include "tvector.h"
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| 8 | 
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| 9 | ////////////////////////////////////////////////////////////////
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| 10 | ////////////////////////////////////////////////////////////////
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| 11 | //------------------------------------------------------------//
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| 12 | //      La classe de calcul simple sur les TMatrix            //
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| 13 | //------------------------------------------------------------//
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| 14 | ////////////////////////////////////////////////////////////////
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| 15 | ////////////////////////////////////////////////////////////////
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| 16 | 
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| 17 | namespace SOPHYA {
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| 18 | 
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| 19 | /*!
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| 20 |   \class SimpleMatrixOperation
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| 21 |   \ingroup TArray
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| 22 |   \brief Class for simple operation on TMatrix
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| 23 |   This class provides presently a basic implementation of the Gauss 
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| 24 |   pivoting for linear system solving and matrix inversion. 
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| 25 | 
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| 26 |   \warning For large or ill conditioned matrices, use the methods 
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| 27 |   from LinAlg module. 
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| 28 |   \sa SOPHYA::LapackServer  SOPHYA::TMatrix 
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| 29 | */
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| 30 | //! Class for simple operation on TMatrix
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| 31 | template <class T>
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| 32 | class SimpleMatrixOperation {
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| 33 | public:
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| 34 |   //! To define the type of data scaling for Gauss pivoting method (type T)
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| 35 |   enum GausPivScal {
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|---|
| 36 |     PIV_NO_SCALE = 0,   //!< do not scale datas for gauss pivoting
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|---|
| 37 |     PIV_GLOB_SCALE = 1, //!< do a global scaling of datas for gauss pivoting (default)
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|---|
| 38 |     PIV_ROW_SCALE = 2   //!< do a scaling by row of datas for gauss pivoting
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| 39 |   };
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| 40 |   static inline int SetGausPivScal(int gps = PIV_GLOB_SCALE)
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| 41 |               { GausPivScaling = gps; return GausPivScaling; }
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| 42 | 
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|---|
| 43 |   static TMatrix<T> Inverse(TMatrix<T> const & A);
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| 44 |   static T GausPiv(TMatrix<T>& A, TMatrix<T>& B, bool computedet=false);
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|---|
| 45 | 
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|---|
| 46 | protected:
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|---|
| 47 |   static int GausPivScaling;
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|---|
| 48 | };
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|---|
| 49 | 
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| 50 | } // Fin du namespace
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| 51 | 
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| 52 | ////////////////////////////////////////////////////////////////
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| 53 | ////////////////////////////////////////////////////////////////
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| 54 | //------------------------------------------------------------//
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|---|
| 55 | //              Resolution de systemes lineaires              //
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| 56 | //------------------------------------------------------------//
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| 57 | ////////////////////////////////////////////////////////////////
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| 58 | ////////////////////////////////////////////////////////////////
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| 59 | 
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|---|
| 60 | namespace SOPHYA {
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|---|
| 61 | 
 | 
|---|
| 62 | //------------------------------------------------------------
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|---|
| 63 | // Resolution du systeme A*C = B
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| 64 | //------------------------------------------------------------
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|---|
| 65 | /*! \ingroup TArray \fn LinSolveInPlace(TMatrix<T>&,TVector<T>&)
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| 66 |     \brief  Solve A*C = B for C in place and return 1 if OK, 0 if not.
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| 67 | */
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|---|
| 68 | template <class T>
 | 
|---|
| 69 | inline T LinSolveInPlace(TMatrix<T>& a, TVector<T>& b)
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|---|
| 70 | {
 | 
|---|
| 71 | if(a.NCols() != b.NRows() || a.NCols() != a.NRows())
 | 
|---|
| 72 |   throw(SzMismatchError("LinSolveInPlace(TMatrix<T>,TVector<T>) size mismatch"));
 | 
|---|
| 73 | return SimpleMatrixOperation<T>::GausPiv(a,b);
 | 
|---|
| 74 | }
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|---|
| 75 | 
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|---|
| 76 | //------------------------------------------------------------
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|---|
| 77 | // Resolution du systeme A*C = B, avec C retourne dans B
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| 78 | //------------------------------------------------------------
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|---|
| 79 | /*! \ingroup TArray 
 | 
|---|
| 80 |     \fn LinSolve(const TMatrix<T>&, const TVector<T>&, TVector<T>&)
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|---|
| 81 |     \brief Solve A*C = B and return C. Return 1 if OK, 0 if not.
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|---|
| 82 | */
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|---|
| 83 | template <class T>
 | 
|---|
| 84 | inline T LinSolve(const TMatrix<T>& a, const TVector<T>& b, TVector<T>& c) {
 | 
|---|
| 85 |   if(a.NCols()!=b.NRows() || a.NCols()!=a.NRows())
 | 
|---|
| 86 |     throw(SzMismatchError("LinSolve(TMatrix<T>,TVector<T>) size mismatch"));
 | 
|---|
| 87 |     c = b; TMatrix<T> a1(a);
 | 
|---|
| 88 |   return SimpleMatrixOperation<T>::GausPiv(a1,c);
 | 
|---|
| 89 | }
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| 90 | 
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|---|
| 91 | } // Fin du namespace
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| 92 | 
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| 93 | ////////////////////////////////////////////////////////////////
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| 94 | ////////////////////////////////////////////////////////////////
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| 95 | //------------------------------------------------------------//
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| 96 | //                   Inverse d'une matrice                    //
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| 97 | //------------------------------------------------------------//
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| 98 | ////////////////////////////////////////////////////////////////
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| 99 | ////////////////////////////////////////////////////////////////
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| 100 | 
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| 101 | namespace SOPHYA {
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|---|
| 102 | 
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|---|
| 103 | /*! \ingroup TArray 
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|---|
| 104 |     \fn Inverse(TMatrix<T> const &)
 | 
|---|
| 105 |     \brief To inverse a TMatrix.
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| 106 | */
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|---|
| 107 | template <class T>
 | 
|---|
| 108 | inline TMatrix<T> Inverse(TMatrix<T> const & A)
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|---|
| 109 |   {return SimpleMatrixOperation<T>::Inverse(A);}
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|---|
| 110 | 
 | 
|---|
| 111 | /*! \ingroup TArray 
 | 
|---|
| 112 |     \fn Determinant(TMatrix<T> const &)
 | 
|---|
| 113 |     \brief Return the TMatrix determinant
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|---|
| 114 | */
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|---|
| 115 | template <class T>
 | 
|---|
| 116 | inline T Determinant(TMatrix<T> const & A) {
 | 
|---|
| 117 |   TMatrix<T> a(A,false);
 | 
|---|
| 118 |   TMatrix<T> b(a.NCols(),a.NRows());  b = IdentityMatrix(1.);
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|---|
| 119 |   return SimpleMatrixOperation<T>::GausPiv(a,b,true);
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|---|
| 120 | }
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| 121 | 
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|---|
| 122 | /*! \ingroup TArray 
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|---|
| 123 |     \fn GausPiv(TMatrix<T> const &,TMatrix<T> &, bool)
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| 124 |     \brief Gauss pivoting on matrix \b A, doing the same operations
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| 125 |            on matrix \b B.
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| 126 |     \param computedet = true : return the determinant of \b A
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| 127 |            (beware of over/underfloat), default is false.
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|---|
| 128 |     \return determinant if requested, or 1 if OK.
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|---|
| 129 |     \sa SOPHYA::SimpleMatrixOperation::GausPiv(TMatrix<T>&,TMatrix<T>&,bool)
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|---|
| 130 | */
 | 
|---|
| 131 | template <class T>
 | 
|---|
| 132 | inline T GausPiv(TMatrix<T> const & A,TMatrix<T> & B, bool computedet=false) {
 | 
|---|
| 133 |   TMatrix<T> a(A,false);
 | 
|---|
| 134 |   return SimpleMatrixOperation<T>::GausPiv(a,B,computedet);
 | 
|---|
| 135 | }
 | 
|---|
| 136 | 
 | 
|---|
| 137 | 
 | 
|---|
| 138 | } // Fin du namespace
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|---|
| 139 | 
 | 
|---|
| 140 | 
 | 
|---|
| 141 | ////////////////////////////////////////////////////////////////
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|---|
| 142 | ////////////////////////////////////////////////////////////////
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|---|
| 143 | //------------------------------------------------------------//
 | 
|---|
| 144 | //                   Linear fitting                           //
 | 
|---|
| 145 | //------------------------------------------------------------//
 | 
|---|
| 146 | ////////////////////////////////////////////////////////////////
 | 
|---|
| 147 | ////////////////////////////////////////////////////////////////
 | 
|---|
| 148 | 
 | 
|---|
| 149 | namespace SOPHYA {
 | 
|---|
| 150 | 
 | 
|---|
| 151 | /*!
 | 
|---|
| 152 |   \class LinFitter
 | 
|---|
| 153 |   \ingroup TArray
 | 
|---|
| 154 |   Class for linear fitting
 | 
|---|
| 155 |   \sa TMatrix TArray
 | 
|---|
| 156 | */
 | 
|---|
| 157 | 
 | 
|---|
| 158 | //!  Class for linear fitting
 | 
|---|
| 159 | template <class T>
 | 
|---|
| 160 | class LinFitter {
 | 
|---|
| 161 | 
 | 
|---|
| 162 | public :
 | 
|---|
| 163 | 
 | 
|---|
| 164 |          LinFitter();
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|---|
| 165 | virtual ~LinFitter();
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|---|
| 166 | 
 | 
|---|
| 167 | //! Linear fitting
 | 
|---|
| 168 | r_8 LinFit(const TVector<T>& x, const TVector<T>& y,
 | 
|---|
| 169 |            uint_4 nf, T (*f)(uint_4,T), TVector<T>& c);
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|---|
| 170 | 
 | 
|---|
| 171 | //! Linear fitting
 | 
|---|
| 172 | r_8 LinFit(const TMatrix<T>& fx, const TVector<T>& y, TVector<T>& c);
 | 
|---|
| 173 |                       
 | 
|---|
| 174 | //! Linear fitting with errors
 | 
|---|
| 175 | r_8 LinFit(const TVector<T>& x, const TVector<T>& y, const TVector<T>& errY2,
 | 
|---|
| 176 |            uint_4 nf,T (*f)(uint_4,T), TVector<T>& c, TVector<T>& errC);
 | 
|---|
| 177 | 
 | 
|---|
| 178 | //! Linear fitting with errors
 | 
|---|
| 179 | r_8 LinFit(const TMatrix<T>& fx, const TVector<T>& y,
 | 
|---|
| 180 |            const TVector<T>& errY2, TVector<T>& c, TVector<T>& errC);
 | 
|---|
| 181 | };
 | 
|---|
| 182 | 
 | 
|---|
| 183 | } // Fin du namespace
 | 
|---|
| 184 | 
 | 
|---|
| 185 | #endif
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