[2585] | 1 | // $Id: tmatrix.cc,v 1.28 2004-07-30 13:11:51 cmv Exp $
|
---|
[762] | 2 | // C.Magneville 04/99
|
---|
| 3 | #include "machdefs.h"
|
---|
| 4 | #include <stdio.h>
|
---|
| 5 | #include <stdlib.h>
|
---|
| 6 | #include "pexceptions.h"
|
---|
| 7 | #include "tmatrix.h"
|
---|
| 8 |
|
---|
[926] | 9 | /*!
|
---|
| 10 | \class SOPHYA::TMatrix
|
---|
| 11 | \ingroup TArray
|
---|
[2267] | 12 |
|
---|
| 13 | The TMatrix class specializes the TArray class for representing
|
---|
| 14 | two dimensional arrays as matrices. Matrix and vector operations,
|
---|
| 15 | such as matrix multiplication or transposition is implemented.
|
---|
| 16 | \b Matrix is a typedef for double precision floating point matrix ( TMatrix<r_8> ).
|
---|
| 17 |
|
---|
| 18 | \sa SOPHYA::TArray SOPHYA::TVector
|
---|
| 19 | \sa SOPHYA::Range \sa SOPHYA::Sequence
|
---|
| 20 | \sa SOPHYA::MathArray \sa SOPHYA::SimpleMatrixOperation
|
---|
| 21 |
|
---|
| 22 | The following sample code illustrates vector-matrix multiplication
|
---|
| 23 | and matrix inversion, using simple gauss inversion.
|
---|
| 24 | \code
|
---|
| 25 | #include "array.h"
|
---|
| 26 | // ....
|
---|
| 27 | int n = 5; // Size of matrix and vectors here
|
---|
| 28 | Matrix a(n,n);
|
---|
| 29 | a = RandomSequence(RandomSequence::Gaussian, 0., 2.5);
|
---|
| 30 | Vector x(n);
|
---|
| 31 | x = RegularSequence(1.,3.);
|
---|
| 32 | Vector b = a*x;
|
---|
| 33 | cout << " ----- Vector x = \n " << x << endl;
|
---|
| 34 | cout << " ----- Vector b = a*x = \n " << b << endl;
|
---|
| 35 | SimpleMatrixOperation<r_8> smo;
|
---|
| 36 | Matrix inva = smo.Inverse(a);
|
---|
| 37 | cout << " ----- Matrix Inverse(a) = \n " << inva << endl;
|
---|
| 38 | cout << " ----- Matrix a*Inverse(a) = \n " << inva*a << endl;
|
---|
| 39 | cout << " ----- Matrix Inverse(a)*b (=Inv(a)*a*x) = \n " << inva*b << endl;
|
---|
| 40 | cout << " ----- Matrix x-Inverse(a)*b = (=0 ?)\n " << x-inva*b << endl;
|
---|
| 41 | \endcode
|
---|
| 42 |
|
---|
[926] | 43 | */
|
---|
[804] | 44 |
|
---|
[762] | 45 | ////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
| 46 | //**** Createur, Destructeur
|
---|
[894] | 47 | //! Default constructor
|
---|
[762] | 48 | template <class T>
|
---|
| 49 | TMatrix<T>::TMatrix()
|
---|
| 50 | // Constructeur par defaut.
|
---|
[804] | 51 | : TArray<T>()
|
---|
[762] | 52 | {
|
---|
[1099] | 53 | arrtype_ = 1; // Type = Matrix
|
---|
[762] | 54 | }
|
---|
| 55 |
|
---|
[894] | 56 | //! constructor of a matrix with r lines et c columns.
|
---|
| 57 | /*!
|
---|
| 58 | \param r : number of rows
|
---|
| 59 | \param c : number of columns
|
---|
| 60 | \param mm : define the memory mapping type
|
---|
[2575] | 61 | \param fzero : if \b true , set matrix elements to zero
|
---|
[894] | 62 | \sa ReSize
|
---|
| 63 | */
|
---|
[762] | 64 | template <class T>
|
---|
[2575] | 65 | TMatrix<T>::TMatrix(sa_size_t r,sa_size_t c, short mm, bool fzero)
|
---|
[762] | 66 | // Construit une matrice de r lignes et c colonnes.
|
---|
[804] | 67 | : TArray<T>()
|
---|
[762] | 68 | {
|
---|
[804] | 69 | if ( (r == 0) || (c == 0) )
|
---|
[1156] | 70 | throw ParmError("TMatrix<T>::TMatrix(sa_size_t r,sa_size_t c) NRows or NCols = 0");
|
---|
[1099] | 71 | arrtype_ = 1; // Type = Matrix
|
---|
[2575] | 72 | ReSize(r, c, mm, fzero);
|
---|
[762] | 73 | }
|
---|
| 74 |
|
---|
[967] | 75 | //! Constructor by copy
|
---|
[976] | 76 | /*!
|
---|
| 77 | \warning datas are \b SHARED with \b a.
|
---|
| 78 | \sa NDataBlock::NDataBlock(const NDataBlock<T>&)
|
---|
| 79 | */
|
---|
[762] | 80 | template <class T>
|
---|
| 81 | TMatrix<T>::TMatrix(const TMatrix<T>& a)
|
---|
[967] | 82 | // Constructeur par copie
|
---|
[804] | 83 | : TArray<T>(a)
|
---|
[762] | 84 | {
|
---|
[1099] | 85 | arrtype_ = 1; // Type = Matrix
|
---|
[1103] | 86 | UpdateMemoryMapping(a, SameMemoryMapping);
|
---|
[762] | 87 | }
|
---|
| 88 |
|
---|
[894] | 89 | //! Constructor by copy
|
---|
| 90 | /*!
|
---|
| 91 | \param share : if true, share data. If false copy data
|
---|
| 92 | */
|
---|
[762] | 93 | template <class T>
|
---|
[804] | 94 | TMatrix<T>::TMatrix(const TMatrix<T>& a, bool share)
|
---|
[762] | 95 | // Constructeur par copie avec possibilite de forcer le partage ou non.
|
---|
[804] | 96 | : TArray<T>(a, share)
|
---|
[762] | 97 | {
|
---|
[1099] | 98 | arrtype_ = 1; // Type = Matrix
|
---|
[1103] | 99 | UpdateMemoryMapping(a, SameMemoryMapping);
|
---|
[762] | 100 | }
|
---|
| 101 |
|
---|
[894] | 102 | //! Constructor of a matrix from a TArray \b a
|
---|
[762] | 103 | template <class T>
|
---|
[804] | 104 | TMatrix<T>::TMatrix(const TArray<T>& a)
|
---|
| 105 | : TArray<T>(a)
|
---|
[762] | 106 | {
|
---|
[813] | 107 | if (a.NbDimensions() > 2)
|
---|
| 108 | throw SzMismatchError("TMatrix<T>::TMatrix(const TArray<T>& a) a.NbDimensions()>2 ");
|
---|
| 109 | if (a.NbDimensions() == 1) {
|
---|
| 110 | size_[1] = 1;
|
---|
| 111 | step_[1] = size_[0]*step_[0];
|
---|
| 112 | ndim_ = 2;
|
---|
| 113 | }
|
---|
[1099] | 114 | arrtype_ = 1; // Type = Matrix
|
---|
[813] | 115 | UpdateMemoryMapping(a, SameMemoryMapping);
|
---|
[762] | 116 | }
|
---|
| 117 |
|
---|
[894] | 118 | //! Constructor of a matrix from a TArray \b a
|
---|
| 119 | /*!
|
---|
| 120 | \param a : TArray to be copied or shared
|
---|
| 121 | \param share : if true, share data. If false copy data
|
---|
| 122 | \param mm : define the memory mapping type
|
---|
| 123 | */
|
---|
[762] | 124 | template <class T>
|
---|
[804] | 125 | TMatrix<T>::TMatrix(const TArray<T>& a, bool share, short mm )
|
---|
| 126 | : TArray<T>(a, share)
|
---|
[762] | 127 | {
|
---|
[813] | 128 | if (a.NbDimensions() > 2)
|
---|
| 129 | throw SzMismatchError("TMatrix<T>::TMatrix(const TArray<T>& a, ...) a.NbDimensions()>2");
|
---|
| 130 | if (a.NbDimensions() == 1) {
|
---|
| 131 | size_[1] = 1;
|
---|
| 132 | step_[1] = size_[0]*step_[0];
|
---|
| 133 | ndim_ = 2;
|
---|
| 134 | }
|
---|
[1099] | 135 | arrtype_ = 1; // Type = Matrix
|
---|
[804] | 136 | UpdateMemoryMapping(a, mm);
|
---|
[762] | 137 | }
|
---|
| 138 |
|
---|
[1099] | 139 | //! Constructor of a matrix from a TArray \b a , with a different data type
|
---|
[1081] | 140 | template <class T>
|
---|
| 141 | TMatrix<T>::TMatrix(const BaseArray& a)
|
---|
| 142 | : TArray<T>()
|
---|
| 143 | {
|
---|
[1099] | 144 | arrtype_ = 1; // Type = Matrix
|
---|
[1103] | 145 | UpdateMemoryMapping(a, SameMemoryMapping);
|
---|
[1081] | 146 | SetBA(a);
|
---|
| 147 | }
|
---|
| 148 |
|
---|
| 149 |
|
---|
| 150 |
|
---|
[894] | 151 | //! Destructor
|
---|
[762] | 152 | template <class T>
|
---|
[804] | 153 | TMatrix<T>::~TMatrix()
|
---|
[762] | 154 | {
|
---|
| 155 | }
|
---|
| 156 |
|
---|
[976] | 157 | //! Set matrix equal to \b a and return *this
|
---|
| 158 | /*!
|
---|
| 159 | \warning Datas are copied (cloned) from \b a.
|
---|
| 160 | \sa NDataBlock::operator=(const NDataBlock<T>&)
|
---|
| 161 | */
|
---|
[804] | 162 | template <class T>
|
---|
| 163 | TArray<T>& TMatrix<T>::Set(const TArray<T>& a)
|
---|
[762] | 164 | {
|
---|
[813] | 165 | if (a.NbDimensions() > 2)
|
---|
| 166 | throw SzMismatchError("TMatrix<T>::Set(const TArray<T>& a) a.NbDimensions() > 2");
|
---|
[1099] | 167 | if ((arrtype_ == 2) && (a.NbDimensions() > 1) && (a.Size(0) > 1) && (a.Size(1) > 1) )
|
---|
| 168 | throw SzMismatchError("TMatrix<T>::Set(const TArray<T>& a) Size(0,1)>1 for Vector");
|
---|
[813] | 169 | TArray<T>::Set(a);
|
---|
[970] | 170 | if (NbDimensions() == 1) {
|
---|
[813] | 171 | size_[1] = 1;
|
---|
| 172 | step_[1] = size_[0]*step_[0];
|
---|
| 173 | ndim_ = 2;
|
---|
| 174 | }
|
---|
[970] | 175 | UpdateMemoryMapping(*this, SameMemoryMapping);
|
---|
[813] | 176 | return(*this);
|
---|
[762] | 177 | }
|
---|
| 178 |
|
---|
[1081] | 179 | template <class T>
|
---|
| 180 | TArray<T>& TMatrix<T>::SetBA(const BaseArray& a)
|
---|
| 181 | {
|
---|
| 182 | if (a.NbDimensions() > 2)
|
---|
| 183 | throw SzMismatchError("TMatrix<T>::SetBA(const BaseArray& a) a.NbDimensions() > 2");
|
---|
[1099] | 184 | if ((arrtype_ == 2) && (a.NbDimensions() > 1) && (a.Size(0) > 1) && (a.Size(1) > 1) )
|
---|
| 185 | throw SzMismatchError("TMatrix<T>::Set(const TArray<T>& a) Size(0,1)>1 for Vector");
|
---|
[1081] | 186 | TArray<T>::SetBA(a);
|
---|
| 187 | if (NbDimensions() == 1) {
|
---|
| 188 | size_[1] = 1;
|
---|
| 189 | step_[1] = size_[0]*step_[0];
|
---|
| 190 | ndim_ = 2;
|
---|
| 191 | }
|
---|
| 192 | UpdateMemoryMapping(*this, SameMemoryMapping);
|
---|
| 193 | return(*this);
|
---|
| 194 | }
|
---|
| 195 |
|
---|
| 196 |
|
---|
| 197 |
|
---|
[894] | 198 | //! Resize the matrix
|
---|
| 199 | /*!
|
---|
| 200 | \param r : number of rows
|
---|
| 201 | \param c : number of columns
|
---|
| 202 | \param mm : define the memory mapping type
|
---|
| 203 | (SameMemoryMapping,CMemoryMapping
|
---|
| 204 | ,FortranMemoryMapping,DefaultMemoryMapping)
|
---|
[2575] | 205 | \param fzero : if \b true , set matrix elements to zero
|
---|
[894] | 206 | */
|
---|
[804] | 207 | template <class T>
|
---|
[2575] | 208 | void TMatrix<T>::ReSize(sa_size_t r, sa_size_t c, short mm, bool fzero)
|
---|
[762] | 209 | {
|
---|
[804] | 210 | if(r==0||c==0)
|
---|
| 211 | throw(SzMismatchError("TMatrix::ReSize r or c==0 "));
|
---|
[1099] | 212 | if ((arrtype_ == 2) && (r > 1) && (c > 1))
|
---|
| 213 | throw(SzMismatchError("TMatrix::ReSize r>1&&c>1 for Vector "));
|
---|
[1156] | 214 | sa_size_t size[BASEARRAY_MAXNDIMS];
|
---|
| 215 | for(int_4 kk=0; kk<BASEARRAY_MAXNDIMS; kk++) size[kk] = 0;
|
---|
[804] | 216 | if (mm == SameMemoryMapping) mm = GetMemoryMapping();
|
---|
[813] | 217 | else if ( (mm != CMemoryMapping) && (mm != FortranMemoryMapping) )
|
---|
| 218 | mm = GetDefaultMemoryMapping();
|
---|
| 219 | if (mm == CMemoryMapping) {
|
---|
| 220 | size[0] = c; size[1] = r;
|
---|
| 221 | }
|
---|
| 222 | else {
|
---|
| 223 | size[0] = r; size[1] = c;
|
---|
| 224 | }
|
---|
[2575] | 225 | TArray<T>::ReSize(2, size, 1, fzero);
|
---|
[813] | 226 | UpdateMemoryMapping(mm);
|
---|
[762] | 227 | }
|
---|
| 228 |
|
---|
[894] | 229 | //! Re-allocate space for the matrix
|
---|
| 230 | /*!
|
---|
| 231 | \param r : number of rows
|
---|
| 232 | \param c : number of columns
|
---|
| 233 | \param mm : define the memory mapping type
|
---|
| 234 | \param force : if true re-allocation is forced, if not it occurs
|
---|
| 235 | only if the required space is greater than the old one.
|
---|
| 236 | \sa ReSize
|
---|
| 237 | */
|
---|
[762] | 238 | template <class T>
|
---|
[1156] | 239 | void TMatrix<T>::Realloc(sa_size_t r,sa_size_t c, short mm, bool force)
|
---|
[762] | 240 | {
|
---|
[804] | 241 | if(r==0||c==0)
|
---|
| 242 | throw(SzMismatchError("TMatrix::Realloc r or c==0 "));
|
---|
[1099] | 243 | if ((arrtype_ == 2) && (r > 1) && (c > 1))
|
---|
| 244 | throw(SzMismatchError("TMatrix::Realloc r>1&&c>1 for Vector "));
|
---|
[1156] | 245 | sa_size_t size[BASEARRAY_MAXNDIMS];
|
---|
| 246 | for(int_4 kk=0; kk<BASEARRAY_MAXNDIMS; kk++) size[kk] = 0;
|
---|
[813] | 247 | if (mm == SameMemoryMapping) mm = GetMemoryMapping();
|
---|
| 248 | else if ( (mm != CMemoryMapping) && (mm != FortranMemoryMapping) )
|
---|
| 249 | mm = GetDefaultMemoryMapping();
|
---|
| 250 | if (mm == CMemoryMapping) {
|
---|
| 251 | size[0] = c; size[1] = r;
|
---|
| 252 | }
|
---|
| 253 | else {
|
---|
| 254 | size[0] = r; size[1] = c;
|
---|
| 255 | }
|
---|
[804] | 256 | TArray<T>::Realloc(2, size, 1, force);
|
---|
[813] | 257 | UpdateMemoryMapping(mm);
|
---|
[762] | 258 | }
|
---|
| 259 |
|
---|
[804] | 260 | // $CHECK$ Reza 03/2000 Doit-on declarer cette methode const ?
|
---|
[894] | 261 | //! Return a submatrix define by \b Range \b rline and \b rcol
|
---|
[762] | 262 | template <class T>
|
---|
[813] | 263 | TMatrix<T> TMatrix<T>::SubMatrix(Range rline, Range rcol) const
|
---|
[762] | 264 | {
|
---|
[813] | 265 | short mm = GetMemoryMapping();
|
---|
| 266 | Range rx, ry;
|
---|
| 267 | if (mm == CMemoryMapping) { rx = rcol; ry = rline; }
|
---|
| 268 | else { ry = rcol; rx = rline; }
|
---|
| 269 | TMatrix sm(SubArray(rx, ry, Range(0), Range(0), Range(0)),true, mm);
|
---|
| 270 | sm.UpdateMemoryMapping(mm);
|
---|
| 271 | return(sm);
|
---|
[762] | 272 | }
|
---|
| 273 |
|
---|
[804] | 274 | ////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
| 275 | // Transposition
|
---|
[1412] | 276 | //! Transpose matrix in place, by changing the memory mapping
|
---|
[762] | 277 | template <class T>
|
---|
[1412] | 278 | TMatrix<T>& TMatrix<T>::TransposeSelf()
|
---|
[804] | 279 | {
|
---|
[813] | 280 | short vt = (marowi_ == veceli_) ? ColumnVector : RowVector;
|
---|
[1156] | 281 | int_4 rci = macoli_;
|
---|
[804] | 282 | macoli_ = marowi_;
|
---|
| 283 | marowi_ = rci;
|
---|
[813] | 284 | veceli_ = (vt == ColumnVector ) ? marowi_ : macoli_;
|
---|
[804] | 285 | return(*this);
|
---|
[762] | 286 | }
|
---|
| 287 |
|
---|
| 288 |
|
---|
[1412] | 289 | //! Returns the transpose of the original matrix.
|
---|
[894] | 290 | /*!
|
---|
[1412] | 291 | The data is shared between the two matrices
|
---|
| 292 | \return return a new matrix
|
---|
| 293 | */
|
---|
| 294 | template <class T>
|
---|
[2421] | 295 | TMatrix<T> TMatrix<T>::Transpose() const
|
---|
[1412] | 296 | {
|
---|
| 297 | TMatrix<T> tm(*this);
|
---|
| 298 | tm.TransposeSelf();
|
---|
| 299 | return tm;
|
---|
| 300 | }
|
---|
| 301 |
|
---|
| 302 | //! Returns a new matrix, corresponding to the transpose of the original matrix
|
---|
| 303 | /*!
|
---|
[894] | 304 | \param mm : define the memory mapping type
|
---|
| 305 | (SameMemoryMapping,CMemoryMapping,FortranMemoryMapping)
|
---|
| 306 | \return return a new matrix
|
---|
| 307 | */
|
---|
[762] | 308 | template <class T>
|
---|
[2421] | 309 | TMatrix<T> TMatrix<T>::Transpose(short mm) const
|
---|
[762] | 310 | {
|
---|
[804] | 311 | if (mm == SameMemoryMapping) mm = GetMemoryMapping();
|
---|
| 312 | TMatrix<T> tm(NCols(), NRows(), mm);
|
---|
[1156] | 313 | for(sa_size_t i=0; i<NRows(); i++)
|
---|
| 314 | for(sa_size_t j=0; j<NCols(); j++)
|
---|
[804] | 315 | tm(j,i) = (*this)(i,j);
|
---|
| 316 | return tm;
|
---|
[762] | 317 | }
|
---|
| 318 |
|
---|
[1412] | 319 | //! Rearrange data in memory according to \b mm
|
---|
[894] | 320 | /*!
|
---|
| 321 | \param mm : define the memory mapping type
|
---|
| 322 | (SameMemoryMapping,CMemoryMapping,FortranMemoryMapping)
|
---|
| 323 | \warning If identical, return a matrix that share the datas
|
---|
| 324 | */
|
---|
[762] | 325 | template <class T>
|
---|
[2421] | 326 | TMatrix<T> TMatrix<T>::Rearrange(short mm) const
|
---|
[762] | 327 | {
|
---|
[813] | 328 | if ( mm == SameMemoryMapping) mm = GetMemoryMapping();
|
---|
| 329 | else if ( (mm != CMemoryMapping) && (mm != FortranMemoryMapping) )
|
---|
| 330 | mm = GetDefaultMemoryMapping();
|
---|
| 331 |
|
---|
| 332 | if (mm == GetMemoryMapping())
|
---|
| 333 | return (TMatrix<T>(*this, true));
|
---|
| 334 |
|
---|
[804] | 335 | TMatrix<T> tm(NRows(), NCols(), mm);
|
---|
[1156] | 336 | for(sa_size_t i=0; i<NRows(); i++)
|
---|
| 337 | for(sa_size_t j=0; j<NCols(); j++)
|
---|
[804] | 338 | tm(i,j) = (*this)(i,j);
|
---|
| 339 | return tm;
|
---|
[762] | 340 | }
|
---|
| 341 |
|
---|
[894] | 342 | //! Set the matrix to the identity matrix \b imx
|
---|
[762] | 343 | template <class T>
|
---|
[804] | 344 | TMatrix<T>& TMatrix<T>::SetIdentity(IdentityMatrix imx)
|
---|
[762] | 345 | {
|
---|
[804] | 346 | if (ndim_ == 0) {
|
---|
[1156] | 347 | sa_size_t sz = imx.Size();
|
---|
[804] | 348 | if (sz < 1) sz = 1;
|
---|
| 349 | ReSize(sz, sz);
|
---|
| 350 | }
|
---|
| 351 | T diag = (T)imx.Diag();
|
---|
| 352 | if (NRows() != NCols())
|
---|
| 353 | throw SzMismatchError("TMatrix::operator= (IdentityMatrix) NRows() != NCols()") ;
|
---|
[996] | 354 | *this = (T) 0;
|
---|
[1156] | 355 | for(sa_size_t i=0; i<NRows(); i++) (*this)(i,i) = diag;
|
---|
[762] | 356 |
|
---|
[804] | 357 | return (*this);
|
---|
[762] | 358 | }
|
---|
| 359 |
|
---|
[804] | 360 |
|
---|
| 361 |
|
---|
| 362 | ////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
| 363 | //**** Impression
|
---|
[894] | 364 | //! Return info on number of rows, column and type \b T
|
---|
[762] | 365 | template <class T>
|
---|
[813] | 366 | string TMatrix<T>::InfoString() const
|
---|
| 367 | {
|
---|
| 368 | string rs = "TMatrix<";
|
---|
| 369 | rs += typeid(T).name();
|
---|
| 370 | char buff[64];
|
---|
| 371 | sprintf(buff, ">(NRows=%ld, NCols=%ld)", (long)NRows(), (long)NCols());
|
---|
| 372 | rs += buff;
|
---|
| 373 | return(rs);
|
---|
| 374 | }
|
---|
| 375 |
|
---|
[894] | 376 | //! Print matrix
|
---|
| 377 | /*!
|
---|
[1554] | 378 | \param os : output stream
|
---|
[894] | 379 | \param maxprt : maximum numer of print
|
---|
| 380 | \param si : if true, display attached DvList
|
---|
[1554] | 381 | \param ascd : if true, suppresses the display of line numbers,
|
---|
| 382 | suitable for ascii dump format.
|
---|
[894] | 383 | \sa SetMaxPrint
|
---|
| 384 | */
|
---|
[813] | 385 | template <class T>
|
---|
[1581] | 386 | void TMatrix<T>::Print(ostream& os, sa_size_t maxprt, bool si, bool ascd) const
|
---|
[762] | 387 | {
|
---|
[804] | 388 | if (maxprt < 0) maxprt = max_nprt_;
|
---|
[1156] | 389 | sa_size_t npr = 0;
|
---|
[804] | 390 | Show(os, si);
|
---|
[850] | 391 | if (ndim_ < 1) return;
|
---|
[1156] | 392 | sa_size_t kc,kr;
|
---|
[804] | 393 | for(kr=0; kr<size_[marowi_]; kr++) {
|
---|
[1554] | 394 | if ( (size_[marowi_] > 1) && (size_[macoli_] > 10) && ascd) cout << "----- Line= " << kr << endl;
|
---|
[804] | 395 | for(kc=0; kc<size_[macoli_]; kc++) {
|
---|
[1554] | 396 | if(kc > 0) os << " ";
|
---|
[804] | 397 | os << (*this)(kr, kc); npr++;
|
---|
[1156] | 398 | if (npr >= (sa_size_t) maxprt) {
|
---|
[804] | 399 | if (npr < totsize_) os << "\n .... " << endl; return;
|
---|
| 400 | }
|
---|
| 401 | }
|
---|
| 402 | os << endl;
|
---|
| 403 | }
|
---|
[813] | 404 | os << endl;
|
---|
[762] | 405 | }
|
---|
| 406 |
|
---|
[2585] | 407 | //////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
| 408 | /////////////// Multiplication matricielle ///////////////
|
---|
| 409 | //////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
[762] | 410 |
|
---|
[894] | 411 | //! Return the matrix product C = (*this)*B
|
---|
| 412 | /*!
|
---|
| 413 | \param mm : define the memory mapping type for the return matrix
|
---|
| 414 | */
|
---|
[2574] | 415 | ////////////// Routine de base sans optimisation //////////////
|
---|
| 416 | /*
|
---|
[804] | 417 | template <class T>
|
---|
| 418 | TMatrix<T> TMatrix<T>::Multiply(const TMatrix<T>& b, short mm) const
|
---|
| 419 | {
|
---|
| 420 | if (NCols() != b.NRows())
|
---|
| 421 | throw(SzMismatchError("TMatrix<T>::Multiply(b) NCols() != b.NRows() ") );
|
---|
| 422 | if (mm == SameMemoryMapping) mm = GetMemoryMapping();
|
---|
| 423 | TMatrix<T> rm(NRows(), b.NCols(), mm);
|
---|
[762] | 424 |
|
---|
[804] | 425 | const T * pea;
|
---|
| 426 | const T * peb;
|
---|
| 427 | T sum;
|
---|
[1156] | 428 | sa_size_t r,c,k;
|
---|
| 429 | sa_size_t stepa = Step(ColsKA());
|
---|
[1415] | 430 | sa_size_t stepb = b.Step(b.RowsKA());
|
---|
[804] | 431 | // Calcul de C=rm = A*B (A=*this)
|
---|
| 432 | for(r=0; r<rm.NRows(); r++) // Boucle sur les lignes de A
|
---|
| 433 | for(c=0; c<rm.NCols(); c++) { // Boucle sur les colonnes de B
|
---|
| 434 | sum = 0;
|
---|
| 435 | pea = &((*this)(r,0)); // 1er element de la ligne r de A
|
---|
| 436 | peb = &(b(0,c)); // 1er element de la colonne c de B
|
---|
| 437 | for(k=0; k<NCols(); k++) sum += pea[k*stepa]*peb[k*stepb];
|
---|
| 438 | rm(r,c) = sum;
|
---|
| 439 | }
|
---|
| 440 |
|
---|
| 441 | return rm;
|
---|
| 442 | }
|
---|
[2574] | 443 | */
|
---|
[804] | 444 |
|
---|
[2574] | 445 | ////////////// Routine optimisee //////////////
|
---|
| 446 | template <class T>
|
---|
| 447 | TMatrix<T> TMatrix<T>::Multiply(const TMatrix<T>& b, short mm) const
|
---|
[2583] | 448 | // Calcul de C= rm = A*B (A=*this)
|
---|
| 449 | // Remember: C-like matrices are column packed
|
---|
| 450 | // Fortan-like matrices are line packed
|
---|
[2574] | 451 | {
|
---|
| 452 | if (NCols() != b.NRows())
|
---|
| 453 | throw(SzMismatchError("TMatrix<T>::Multiply(b) NCols() != b.NRows() ") );
|
---|
| 454 |
|
---|
[2583] | 455 | // Commentaire: pas de difference de vitesse notable selon le mapping de la matrice produit "rm"
|
---|
[2585] | 456 | if (mm == SameMemoryMapping) mm = GetMemoryMapping();
|
---|
[2574] | 457 | TMatrix<T> rm(NRows(), b.NCols(), mm);
|
---|
| 458 |
|
---|
| 459 | // Les "steps" pour l'adressage des colonnes de A et des lignes de B
|
---|
| 460 | sa_size_t stepa = Step(ColsKA());
|
---|
| 461 | sa_size_t stepb = b.Step(b.RowsKA());
|
---|
| 462 |
|
---|
[2583] | 463 | // Taille totale des matrices A et B
|
---|
| 464 | size_t totsiza = this->DataBlock().Size();
|
---|
| 465 | size_t totsizb = b.DataBlock().Size();
|
---|
[2574] | 466 |
|
---|
[2583] | 467 |
|
---|
| 468 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
| 469 | // On decide si on optimise ou non selon les dimensions de A et B //
|
---|
| 470 | // (il semble que optimiser ou non ne degrade pas //
|
---|
| 471 | // beaucoup la vitesse pour les petites matrices) //
|
---|
| 472 | ////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
| 473 |
|
---|
| 474 | uint_2 popt = GetMatProdOpt();
|
---|
| 475 | bool no_optim = false; // optimization demandee par default
|
---|
| 476 | if( (popt&(uint_2)1) == 0 ) { // pas d'optimization explicitement demande
|
---|
| 477 | no_optim = true;
|
---|
| 478 | } else if( (popt&(uint_2)2) == 0 ) { // pas d'optimization forcee, la methode decide
|
---|
| 479 | // On part sur une disponibilite dans le cache processeur de 100 ko
|
---|
| 480 | // (A et B peuvent etre stoquees dans le cache)
|
---|
| 481 | if((totsiza+totsizb)*sizeof(T)<100000) no_optim = true;
|
---|
| 482 | }
|
---|
| 483 |
|
---|
[2574] | 484 | sa_size_t r,c,k;
|
---|
| 485 | T sum;
|
---|
| 486 | const T * pe;
|
---|
| 487 |
|
---|
[2583] | 488 |
|
---|
| 489 | /////////////////////////////////
|
---|
| 490 | // Pas d'optimisation demandee //
|
---|
| 491 | /////////////////////////////////
|
---|
| 492 |
|
---|
[2574] | 493 | if( no_optim ) {
|
---|
| 494 | //cout<<"no_optim("<<no_optim<<") "<<stepa<<" "<<stepb<<endl;
|
---|
| 495 | const T * pea;
|
---|
| 496 | const T * peb;
|
---|
| 497 | for(r=0; r<rm.NRows(); r++) { // Boucle sur les lignes de A
|
---|
| 498 | for(c=0; c<rm.NCols(); c++) { // Boucle sur les colonnes de B
|
---|
| 499 | sum = 0;
|
---|
| 500 | pea = &((*this)(r,0));
|
---|
| 501 | peb = &(b(0,c));
|
---|
| 502 | // On gagne un peu en remplacant "pea[k*stepa]" par "pea+=stepa" pour les grosses matrices
|
---|
| 503 | //for(k=0; k<NCols(); k++) sum += pea[k*stepa]*peb[k*stepb];
|
---|
| 504 | for(k=0; k<NCols(); k++) {sum += (*pea)*(*peb); pea+=stepa; peb+=stepb;}
|
---|
| 505 | rm(r,c) = sum;
|
---|
| 506 | }
|
---|
| 507 | }
|
---|
[2583] | 508 | return rm;
|
---|
[2574] | 509 | }
|
---|
[2583] | 510 |
|
---|
| 511 |
|
---|
| 512 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
| 513 | // A.col est packed et B.row est packed (on a interet a optimiser quand meme) //
|
---|
| 514 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
| 515 |
|
---|
| 516 | if(stepa==1 && stepb==1) {
|
---|
[2585] | 517 | //cout<<"A.col packed && B.row packed "<<stepa<<" "<<stepb<<endl;
|
---|
| 518 | T * pea = new T[NCols()];
|
---|
[2574] | 519 | const T * peb;
|
---|
| 520 | for(r=0; r<rm.NRows(); r++) { // Boucle sur les lignes de A
|
---|
| 521 | pe = &((*this)(r,0));
|
---|
| 522 | for(k=0; k<NCols(); k++) {pea[k] = *(pe++);}
|
---|
| 523 | for(c=0; c<rm.NCols(); c++) { // Boucle sur les colonnes de B
|
---|
| 524 | sum = 0;
|
---|
| 525 | peb = &(b(0,c));
|
---|
| 526 | for(k=0; k<NCols(); k++) sum += *(peb++)*pea[k];
|
---|
| 527 | rm(r,c) = sum;
|
---|
| 528 | }
|
---|
| 529 | }
|
---|
| 530 | delete [] pea;
|
---|
[2583] | 531 | return rm;
|
---|
| 532 | }
|
---|
| 533 |
|
---|
| 534 |
|
---|
| 535 | //////////////////////////////////////////////////
|
---|
| 536 | // A.col est packed et B.row n'est pas packed //
|
---|
| 537 | //////////////////////////////////////////////////
|
---|
| 538 |
|
---|
| 539 | if(stepa==1 && stepb!=1) {
|
---|
[2574] | 540 | //cout<<"A.col packed && B.row not packed "<<stepa<<" "<<stepb<<endl;
|
---|
| 541 | const T * pea;
|
---|
[2585] | 542 | T * peb = new T[NCols()];
|
---|
[2574] | 543 | for(c=0; c<rm.NCols(); c++) { // Boucle sur les colonnes de B
|
---|
| 544 | pe = &(b(0,c));
|
---|
| 545 | for(k=0; k<NCols(); k++) {peb[k] = *pe; pe+=stepb;}
|
---|
| 546 | for(r=0; r<rm.NRows(); r++) { // Boucle sur les lignes de A
|
---|
| 547 | sum = 0;
|
---|
| 548 | pea = &((*this)(r,0));
|
---|
| 549 | for(k=0; k<NCols(); k++) sum += pea[k]*peb[k];
|
---|
| 550 | rm(r,c) = sum;
|
---|
| 551 | }
|
---|
| 552 | }
|
---|
| 553 | delete [] peb;
|
---|
[2583] | 554 | return rm;
|
---|
[2574] | 555 | }
|
---|
[2583] | 556 |
|
---|
| 557 |
|
---|
| 558 | //////////////////////////////////////////////////
|
---|
| 559 | // A.col n'est pas packed et B.row est packed //
|
---|
| 560 | //////////////////////////////////////////////////
|
---|
| 561 |
|
---|
| 562 | if(stepa!=1 && stepb==1) {
|
---|
[2574] | 563 | //cout<<"A.col not packed && B.row packed "<<stepa<<" "<<stepb<<endl;
|
---|
[2585] | 564 | T * pea = new T[NCols()];
|
---|
[2574] | 565 | const T * peb;
|
---|
| 566 | for(r=0; r<rm.NRows(); r++) { // Boucle sur les lignes de A
|
---|
| 567 | pe = &((*this)(r,0));
|
---|
| 568 | for(k=0; k<NCols(); k++) {pea[k] = *pe; pe+=stepa;}
|
---|
| 569 | for(c=0; c<rm.NCols(); c++) { // Boucle sur les colonnes de B
|
---|
| 570 | sum = 0;
|
---|
| 571 | peb = &(b(0,c));
|
---|
| 572 | for(k=0; k<NCols(); k++) sum += pea[k]*peb[k];
|
---|
| 573 | rm(r,c) = sum;
|
---|
| 574 | }
|
---|
| 575 | }
|
---|
| 576 | delete [] pea;
|
---|
[2583] | 577 | return rm;
|
---|
[2574] | 578 | }
|
---|
[2583] | 579 |
|
---|
| 580 |
|
---|
| 581 | ////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
| 582 | // A.col n'est pas packed et B.row n'est pas packed //
|
---|
| 583 | ////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
| 584 |
|
---|
| 585 | //---- On demande l'optimization par copie d'une des matrices
|
---|
| 586 |
|
---|
| 587 | if( (popt&(uint_2)4) ) {
|
---|
| 588 | // On copie la plus petite
|
---|
| 589 | if(totsiza<totsizb) { // on copie A
|
---|
| 590 | //cout<<"A.col not packed && B.row not packed ==> copy A to optimize "<<stepa<<" "<<stepb<<endl;
|
---|
| 591 | // Acopy doit etre C-like pour etre column-packed
|
---|
| 592 | TMatrix<T> acopy(NRows(),NCols(),BaseArray::CMemoryMapping);
|
---|
| 593 | acopy = *this;
|
---|
| 594 | rm = acopy.Multiply(b,mm);
|
---|
| 595 | } else { // on copie B
|
---|
| 596 | //cout<<"A.col not packed && B.row not packed ==> copy B to optimize "<<stepa<<" "<<stepb<<endl;
|
---|
| 597 | // Bcopy doit etre Fortran-like pour etre column-packed
|
---|
| 598 | TMatrix<T> bcopy(b.NRows(),b.NCols(),BaseArray::FortranMemoryMapping);
|
---|
| 599 | bcopy = b;
|
---|
| 600 | rm = Multiply(bcopy,mm);
|
---|
| 601 | }
|
---|
| 602 | return rm;
|
---|
| 603 | }
|
---|
| 604 |
|
---|
| 605 | //---- stepb>stepa
|
---|
| 606 |
|
---|
| 607 | if(stepa!=1 && stepb!=1 && stepb>stepa) {
|
---|
[2574] | 608 | //cout<<"A.col not packed && B.row not packed ==> optimize on B "<<stepa<<" "<<stepb<<endl;
|
---|
| 609 | const T * pea;
|
---|
[2585] | 610 | T * peb = new T[NCols()];
|
---|
[2574] | 611 | for(c=0; c<rm.NCols(); c++) { // Boucle sur les colonnes de B
|
---|
| 612 | pe = &(b(0,c));
|
---|
| 613 | for(k=0; k<NCols(); k++) {peb[k] = *pe; pe+=stepb;}
|
---|
| 614 | for(r=0; r<rm.NRows(); r++) { // Boucle sur les lignes de A
|
---|
| 615 | sum = 0;
|
---|
| 616 | pea = &((*this)(r,0));
|
---|
| 617 | for(k=0; k<NCols(); k++) {sum += (*pea)*peb[k]; pea+=stepa;}
|
---|
| 618 | rm(r,c) = sum;
|
---|
| 619 | }
|
---|
| 620 | }
|
---|
| 621 | delete [] peb;
|
---|
[2583] | 622 | return rm;
|
---|
[2574] | 623 | }
|
---|
[2583] | 624 |
|
---|
| 625 | //---- stepa>=stepb
|
---|
| 626 |
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| 627 | if(stepa!=1 && stepb!=1) {
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[2574] | 628 | //cout<<"A.col not packed && B.row not packed ==> optimize on A "<<stepa<<" "<<stepb<<endl;
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[2585] | 629 | T * pea = new T[NCols()];
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[2574] | 630 | const T * peb;
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| 631 | for(r=0; r<rm.NRows(); r++) { // Boucle sur les lignes de A
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| 632 | pe = &((*this)(r,0));
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---|
| 633 | for(k=0; k<NCols(); k++) {pea[k] = *pe; pe+=stepa;}
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| 634 | for(c=0; c<rm.NCols(); c++) { // Boucle sur les colonnes de B
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| 635 | sum = 0;
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---|
| 636 | peb = &(b(0,c));
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| 637 | for(k=0; k<NCols(); k++) {sum += pea[k]*(*peb); peb+=stepb;}
|
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| 638 | rm(r,c) = sum;
|
---|
| 639 | }
|
---|
| 640 | }
|
---|
| 641 | delete [] pea;
|
---|
[2583] | 642 | return rm;
|
---|
[2574] | 643 | }
|
---|
| 644 |
|
---|
[2583] | 645 |
|
---|
| 646 | //////////////////////////////////////////////////
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| 647 | // Cas non prevu, on ne doit JAMAIS arriver ici //
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| 648 | //////////////////////////////////////////////////
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---|
| 649 | cout<<"TMatrix<T>::Multiply(b) Optimize case not treated... Please report BUG !!! "<<endl;
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| 650 | throw(SzMismatchError("TMatrix<T>::Multiply(b) Optimize case not treated... Please report BUG !!! ") );
|
---|
[2574] | 651 | return rm;
|
---|
[2585] | 652 |
|
---|
[2574] | 653 | }
|
---|
| 654 |
|
---|
[2585] | 655 |
|
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[762] | 656 | ///////////////////////////////////////////////////////////////
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| 657 | #ifdef __CXX_PRAGMA_TEMPLATES__
|
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| 658 | #pragma define_template TMatrix<uint_2>
|
---|
[1543] | 659 | #pragma define_template TMatrix<uint_8>
|
---|
[762] | 660 | #pragma define_template TMatrix<int_4>
|
---|
| 661 | #pragma define_template TMatrix<int_8>
|
---|
| 662 | #pragma define_template TMatrix<r_4>
|
---|
[804] | 663 | #pragma define_template TMatrix<r_8>
|
---|
[762] | 664 | #pragma define_template TMatrix< complex<r_4> >
|
---|
| 665 | #pragma define_template TMatrix< complex<r_8> >
|
---|
| 666 | #endif
|
---|
| 667 |
|
---|
| 668 | #if defined(ANSI_TEMPLATES) || defined(GNU_TEMPLATES)
|
---|
| 669 | template class TMatrix<uint_2>;
|
---|
[1543] | 670 | template class TMatrix<uint_8>;
|
---|
[762] | 671 | template class TMatrix<int_4>;
|
---|
| 672 | template class TMatrix<int_8>;
|
---|
| 673 | template class TMatrix<r_4>;
|
---|
| 674 | template class TMatrix<r_8>;
|
---|
| 675 | template class TMatrix< complex<r_4> >;
|
---|
| 676 | template class TMatrix< complex<r_8> >;
|
---|
| 677 | #endif
|
---|