| [970] | 1 | // $Id: tmatrix.cc,v 1.10 2000-04-26 17:55:10 ansari 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 | 
|---|
|  | 12 | Class of matrixes | 
|---|
|  | 13 | \sa TArray | 
|---|
|  | 14 | */ | 
|---|
| [804] | 15 |  | 
|---|
| [762] | 16 | //////////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
|  | 17 | //**** Createur, Destructeur | 
|---|
| [894] | 18 | //! Default constructor | 
|---|
| [762] | 19 | template <class T> | 
|---|
|  | 20 | TMatrix<T>::TMatrix() | 
|---|
|  | 21 | // Constructeur par defaut. | 
|---|
| [804] | 22 | : TArray<T>() | 
|---|
| [762] | 23 | { | 
|---|
| [813] | 24 | ck_memo_vt_ = true; | 
|---|
| [762] | 25 | } | 
|---|
|  | 26 |  | 
|---|
| [894] | 27 | //! constructor of a matrix with  r lines et c columns. | 
|---|
|  | 28 | /*! | 
|---|
|  | 29 | \param r : number of rows | 
|---|
|  | 30 | \param c : number of columns | 
|---|
|  | 31 | \param mm : define the memory mapping type | 
|---|
|  | 32 | \sa ReSize | 
|---|
|  | 33 | */ | 
|---|
| [762] | 34 | template <class T> | 
|---|
| [804] | 35 | TMatrix<T>::TMatrix(uint_4 r,uint_4 c, short mm) | 
|---|
| [762] | 36 | // Construit une matrice de r lignes et c colonnes. | 
|---|
| [804] | 37 | :  TArray<T>() | 
|---|
| [762] | 38 | { | 
|---|
| [804] | 39 | if ( (r == 0) || (c == 0) ) | 
|---|
|  | 40 | throw ParmError("TMatrix<T>::TMatrix(uint_4 r,uint_4 c) NRows or NCols = 0"); | 
|---|
|  | 41 | ReSize(r, c, mm); | 
|---|
| [762] | 42 | } | 
|---|
|  | 43 |  | 
|---|
| [967] | 44 | //! Constructor by copy | 
|---|
|  | 45 | /*! \sa NDataBlock::NDataBlock(const NDataBlock<T>&) */ | 
|---|
| [762] | 46 | template <class T> | 
|---|
|  | 47 | TMatrix<T>::TMatrix(const TMatrix<T>& a) | 
|---|
| [967] | 48 | // Constructeur par copie | 
|---|
| [804] | 49 | : TArray<T>(a) | 
|---|
| [762] | 50 | { | 
|---|
|  | 51 | } | 
|---|
|  | 52 |  | 
|---|
| [894] | 53 | //! Constructor by copy | 
|---|
|  | 54 | /*! | 
|---|
|  | 55 | \param share : if true, share data. If false copy data | 
|---|
|  | 56 | */ | 
|---|
| [762] | 57 | template <class T> | 
|---|
| [804] | 58 | TMatrix<T>::TMatrix(const TMatrix<T>& a, bool share) | 
|---|
| [762] | 59 | // Constructeur par copie avec possibilite de forcer le partage ou non. | 
|---|
| [804] | 60 | : TArray<T>(a, share) | 
|---|
| [762] | 61 | { | 
|---|
|  | 62 | } | 
|---|
|  | 63 |  | 
|---|
| [894] | 64 | //! Constructor of a matrix from a TArray \b a | 
|---|
| [762] | 65 | template <class T> | 
|---|
| [804] | 66 | TMatrix<T>::TMatrix(const TArray<T>& a) | 
|---|
|  | 67 | : TArray<T>(a) | 
|---|
| [762] | 68 | { | 
|---|
| [813] | 69 | if (a.NbDimensions() > 2) | 
|---|
|  | 70 | throw SzMismatchError("TMatrix<T>::TMatrix(const TArray<T>& a) a.NbDimensions()>2 "); | 
|---|
|  | 71 | if (a.NbDimensions() == 1) { | 
|---|
|  | 72 | size_[1] = 1; | 
|---|
|  | 73 | step_[1] = size_[0]*step_[0]; | 
|---|
|  | 74 | ndim_ = 2; | 
|---|
|  | 75 | } | 
|---|
|  | 76 | UpdateMemoryMapping(a, SameMemoryMapping); | 
|---|
| [762] | 77 | } | 
|---|
|  | 78 |  | 
|---|
| [894] | 79 | //! Constructor of a matrix from a TArray \b a | 
|---|
|  | 80 | /*! | 
|---|
|  | 81 | \param a : TArray to be copied or shared | 
|---|
|  | 82 | \param share : if true, share data. If false copy data | 
|---|
|  | 83 | \param mm : define the memory mapping type | 
|---|
|  | 84 | */ | 
|---|
| [762] | 85 | template <class T> | 
|---|
| [804] | 86 | TMatrix<T>::TMatrix(const TArray<T>& a, bool share, short mm ) | 
|---|
|  | 87 | : TArray<T>(a, share) | 
|---|
| [762] | 88 | { | 
|---|
| [813] | 89 | if (a.NbDimensions() > 2) | 
|---|
|  | 90 | throw SzMismatchError("TMatrix<T>::TMatrix(const TArray<T>& a, ...) a.NbDimensions()>2"); | 
|---|
|  | 91 | if (a.NbDimensions() == 1) { | 
|---|
|  | 92 | size_[1] = 1; | 
|---|
|  | 93 | step_[1] = size_[0]*step_[0]; | 
|---|
|  | 94 | ndim_ = 2; | 
|---|
|  | 95 | } | 
|---|
| [804] | 96 | UpdateMemoryMapping(a, mm); | 
|---|
| [762] | 97 | } | 
|---|
|  | 98 |  | 
|---|
| [894] | 99 | //! Destructor | 
|---|
| [762] | 100 | template <class T> | 
|---|
| [804] | 101 | TMatrix<T>::~TMatrix() | 
|---|
| [762] | 102 | { | 
|---|
|  | 103 | } | 
|---|
|  | 104 |  | 
|---|
| [894] | 105 | //! Set matirx equal to \b a and return *this | 
|---|
| [804] | 106 | template <class T> | 
|---|
|  | 107 | TArray<T>& TMatrix<T>::Set(const TArray<T>& a) | 
|---|
| [762] | 108 | { | 
|---|
| [813] | 109 | if (a.NbDimensions() > 2) | 
|---|
|  | 110 | throw SzMismatchError("TMatrix<T>::Set(const TArray<T>& a) a.NbDimensions() > 2"); | 
|---|
|  | 111 | TArray<T>::Set(a); | 
|---|
| [970] | 112 | if (NbDimensions() == 1) { | 
|---|
| [813] | 113 | size_[1] = 1; | 
|---|
|  | 114 | step_[1] = size_[0]*step_[0]; | 
|---|
|  | 115 | ndim_ = 2; | 
|---|
|  | 116 | } | 
|---|
| [970] | 117 | UpdateMemoryMapping(*this, SameMemoryMapping); | 
|---|
| [813] | 118 | return(*this); | 
|---|
| [762] | 119 | } | 
|---|
|  | 120 |  | 
|---|
| [894] | 121 | //! Resize the matrix | 
|---|
|  | 122 | /*! | 
|---|
|  | 123 | \param r : number of rows | 
|---|
|  | 124 | \param c : number of columns | 
|---|
|  | 125 | \param mm : define the memory mapping type | 
|---|
|  | 126 | (SameMemoryMapping,CMemoryMapping | 
|---|
|  | 127 | ,FortranMemoryMapping,DefaultMemoryMapping) | 
|---|
|  | 128 | */ | 
|---|
| [804] | 129 | template <class T> | 
|---|
|  | 130 | void TMatrix<T>::ReSize(uint_4 r, uint_4 c, short mm) | 
|---|
| [762] | 131 | { | 
|---|
| [804] | 132 | if(r==0||c==0) | 
|---|
|  | 133 | throw(SzMismatchError("TMatrix::ReSize r or c==0 ")); | 
|---|
|  | 134 | uint_4 size[BASEARRAY_MAXNDIMS]; | 
|---|
|  | 135 | for(int kk=0; kk<BASEARRAY_MAXNDIMS; kk++)  size[kk] = 0; | 
|---|
|  | 136 | if (mm == SameMemoryMapping) mm = GetMemoryMapping(); | 
|---|
| [813] | 137 | else if ( (mm != CMemoryMapping) && (mm != FortranMemoryMapping) ) | 
|---|
|  | 138 | mm = GetDefaultMemoryMapping(); | 
|---|
|  | 139 | if (mm == CMemoryMapping) { | 
|---|
|  | 140 | size[0] = c;  size[1] = r; | 
|---|
|  | 141 | } | 
|---|
|  | 142 | else { | 
|---|
|  | 143 | size[0] = r;  size[1] = c; | 
|---|
|  | 144 | } | 
|---|
| [804] | 145 | TArray<T>::ReSize(2, size, 1); | 
|---|
| [813] | 146 | UpdateMemoryMapping(mm); | 
|---|
| [762] | 147 | } | 
|---|
|  | 148 |  | 
|---|
| [894] | 149 | //! Re-allocate space for the matrix | 
|---|
|  | 150 | /*! | 
|---|
|  | 151 | \param r : number of rows | 
|---|
|  | 152 | \param c : number of columns | 
|---|
|  | 153 | \param mm : define the memory mapping type | 
|---|
|  | 154 | \param force : if true re-allocation is forced, if not it occurs | 
|---|
|  | 155 | only if the required space is greater than the old one. | 
|---|
|  | 156 | \sa ReSize | 
|---|
|  | 157 | */ | 
|---|
| [762] | 158 | template <class T> | 
|---|
| [804] | 159 | void TMatrix<T>::Realloc(uint_4 r,uint_4 c, short mm, bool force) | 
|---|
| [762] | 160 | { | 
|---|
| [804] | 161 | if(r==0||c==0) | 
|---|
|  | 162 | throw(SzMismatchError("TMatrix::Realloc r or c==0 ")); | 
|---|
|  | 163 | uint_4 size[BASEARRAY_MAXNDIMS]; | 
|---|
|  | 164 | for(int kk=0; kk<BASEARRAY_MAXNDIMS; kk++)  size[kk] = 0; | 
|---|
| [813] | 165 | if (mm == SameMemoryMapping) mm = GetMemoryMapping(); | 
|---|
|  | 166 | else if ( (mm != CMemoryMapping) && (mm != FortranMemoryMapping) ) | 
|---|
|  | 167 | mm = GetDefaultMemoryMapping(); | 
|---|
|  | 168 | if (mm == CMemoryMapping) { | 
|---|
|  | 169 | size[0] = c;  size[1] = r; | 
|---|
|  | 170 | } | 
|---|
|  | 171 | else { | 
|---|
|  | 172 | size[0] = r;  size[1] = c; | 
|---|
|  | 173 | } | 
|---|
| [804] | 174 | TArray<T>::Realloc(2, size, 1, force); | 
|---|
| [813] | 175 | UpdateMemoryMapping(mm); | 
|---|
| [762] | 176 | } | 
|---|
|  | 177 |  | 
|---|
| [804] | 178 | // $CHECK$ Reza 03/2000  Doit-on declarer cette methode const ? | 
|---|
| [894] | 179 | //! Return a submatrix define by \b Range \b rline and \b rcol | 
|---|
| [762] | 180 | template <class T> | 
|---|
| [813] | 181 | TMatrix<T> TMatrix<T>::SubMatrix(Range rline, Range rcol) const | 
|---|
| [762] | 182 | { | 
|---|
| [813] | 183 | short mm = GetMemoryMapping(); | 
|---|
|  | 184 | Range rx, ry; | 
|---|
|  | 185 | if (mm == CMemoryMapping)  { rx = rcol;  ry = rline; } | 
|---|
|  | 186 | else { ry = rcol;  rx = rline; } | 
|---|
|  | 187 | TMatrix sm(SubArray(rx, ry, Range(0), Range(0), Range(0)),true, mm); | 
|---|
|  | 188 | sm.UpdateMemoryMapping(mm); | 
|---|
|  | 189 | sm.SetTemp(true); | 
|---|
|  | 190 | return(sm); | 
|---|
| [762] | 191 | } | 
|---|
|  | 192 |  | 
|---|
| [804] | 193 | //////////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
|  | 194 | // Transposition | 
|---|
| [894] | 195 | //! Transpose matrix in place | 
|---|
| [762] | 196 | template <class T> | 
|---|
| [804] | 197 | TMatrix<T>& TMatrix<T>::Transpose() | 
|---|
|  | 198 | { | 
|---|
| [813] | 199 | short vt = (marowi_ == veceli_) ? ColumnVector : RowVector; | 
|---|
| [804] | 200 | uint_4 rci = macoli_; | 
|---|
|  | 201 | macoli_ = marowi_; | 
|---|
|  | 202 | marowi_ = rci; | 
|---|
| [813] | 203 | veceli_ = (vt ==  ColumnVector ) ?  marowi_ : macoli_; | 
|---|
| [804] | 204 | return(*this); | 
|---|
| [762] | 205 | } | 
|---|
|  | 206 |  | 
|---|
|  | 207 |  | 
|---|
| [894] | 208 | //! Transpose matrix into new matrix | 
|---|
|  | 209 | /*! | 
|---|
|  | 210 | \param mm : define the memory mapping type | 
|---|
|  | 211 | (SameMemoryMapping,CMemoryMapping,FortranMemoryMapping) | 
|---|
|  | 212 | \return return a new matrix | 
|---|
|  | 213 | */ | 
|---|
| [762] | 214 | template <class T> | 
|---|
| [804] | 215 | TMatrix<T> TMatrix<T>::Transpose(short mm) | 
|---|
| [762] | 216 | { | 
|---|
| [804] | 217 | if (mm == SameMemoryMapping) mm = GetMemoryMapping(); | 
|---|
|  | 218 | TMatrix<T> tm(NCols(), NRows(), mm); | 
|---|
|  | 219 | for(uint_4 i=0; i<NRows(); i++) | 
|---|
|  | 220 | for(uint_4 j=0; j<NCols(); j++) | 
|---|
|  | 221 | tm(j,i) = (*this)(i,j); | 
|---|
|  | 222 | tm.SetTemp(true); | 
|---|
|  | 223 | return tm; | 
|---|
| [762] | 224 | } | 
|---|
|  | 225 |  | 
|---|
| [894] | 226 | //! Rearrange data in memory memoire according to \b mm | 
|---|
|  | 227 | /*! | 
|---|
|  | 228 | \param mm : define the memory mapping type | 
|---|
|  | 229 | (SameMemoryMapping,CMemoryMapping,FortranMemoryMapping) | 
|---|
|  | 230 | \warning If identical, return a matrix that share the datas | 
|---|
|  | 231 | */ | 
|---|
| [762] | 232 | template <class T> | 
|---|
| [804] | 233 | TMatrix<T> TMatrix<T>::Rearrange(short mm) | 
|---|
| [762] | 234 | { | 
|---|
| [813] | 235 | if ( mm == SameMemoryMapping)  mm = GetMemoryMapping(); | 
|---|
|  | 236 | else if ( (mm != CMemoryMapping) && (mm != FortranMemoryMapping) ) | 
|---|
|  | 237 | mm = GetDefaultMemoryMapping(); | 
|---|
|  | 238 |  | 
|---|
|  | 239 | if  (mm == GetMemoryMapping()) | 
|---|
|  | 240 | return (TMatrix<T>(*this, true)); | 
|---|
|  | 241 |  | 
|---|
| [804] | 242 | TMatrix<T> tm(NRows(), NCols(), mm); | 
|---|
|  | 243 | for(uint_4 i=0; i<NRows(); i++) | 
|---|
|  | 244 | for(uint_4 j=0; j<NCols(); j++) | 
|---|
|  | 245 | tm(i,j) = (*this)(i,j); | 
|---|
|  | 246 | tm.SetTemp(true); | 
|---|
|  | 247 | return tm; | 
|---|
| [762] | 248 | } | 
|---|
|  | 249 |  | 
|---|
| [894] | 250 | //! Set the matrix to the identity matrix \b imx | 
|---|
| [762] | 251 | template <class T> | 
|---|
| [804] | 252 | TMatrix<T>& TMatrix<T>::SetIdentity(IdentityMatrix imx) | 
|---|
| [762] | 253 | { | 
|---|
| [804] | 254 | if (ndim_ == 0) { | 
|---|
|  | 255 | uint_4 sz = imx.Size(); | 
|---|
|  | 256 | if (sz < 1) sz = 1; | 
|---|
|  | 257 | ReSize(sz, sz); | 
|---|
|  | 258 | } | 
|---|
|  | 259 | T diag = (T)imx.Diag(); | 
|---|
|  | 260 | if (NRows() != NCols()) | 
|---|
|  | 261 | throw SzMismatchError("TMatrix::operator= (IdentityMatrix) NRows() != NCols()") ; | 
|---|
|  | 262 | for(uint_4 i=0; i<NRows(); i++) (*this)(i,i) = diag; | 
|---|
| [762] | 263 |  | 
|---|
| [804] | 264 | return (*this); | 
|---|
| [762] | 265 | } | 
|---|
|  | 266 |  | 
|---|
| [804] | 267 |  | 
|---|
|  | 268 |  | 
|---|
|  | 269 | //////////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
|  | 270 | //**** Impression | 
|---|
| [894] | 271 | //! Return info on number of rows, column and type \b T | 
|---|
| [762] | 272 | template <class T> | 
|---|
| [813] | 273 | string TMatrix<T>::InfoString() const | 
|---|
|  | 274 | { | 
|---|
|  | 275 | string rs = "TMatrix<"; | 
|---|
|  | 276 | rs += typeid(T).name(); | 
|---|
|  | 277 | char buff[64]; | 
|---|
|  | 278 | sprintf(buff, ">(NRows=%ld, NCols=%ld)", (long)NRows(), (long)NCols()); | 
|---|
|  | 279 | rs += buff; | 
|---|
|  | 280 | return(rs); | 
|---|
|  | 281 | } | 
|---|
|  | 282 |  | 
|---|
| [894] | 283 | //! Print matrix | 
|---|
|  | 284 | /*! | 
|---|
|  | 285 | \param maxprt : maximum numer of print | 
|---|
|  | 286 | \param si : if true,  display attached DvList | 
|---|
|  | 287 | \sa SetMaxPrint | 
|---|
|  | 288 | */ | 
|---|
| [813] | 289 | template <class T> | 
|---|
| [804] | 290 | void TMatrix<T>::Print(ostream& os, int_4 maxprt, bool si) const | 
|---|
| [762] | 291 | { | 
|---|
| [804] | 292 | if (maxprt < 0)  maxprt = max_nprt_; | 
|---|
| [958] | 293 | uint_4 npr = 0; | 
|---|
| [804] | 294 | Show(os, si); | 
|---|
| [850] | 295 | if (ndim_ < 1)  return; | 
|---|
| [804] | 296 | uint_4 kc,kr; | 
|---|
|  | 297 | for(kr=0; kr<size_[marowi_]; kr++) { | 
|---|
|  | 298 | if ( (size_[marowi_] > 1) && (size_[macoli_] > 10) ) cout << "----- Ligne Line= " << kr << endl; | 
|---|
|  | 299 | for(kc=0; kc<size_[macoli_]; kc++) { | 
|---|
|  | 300 | if(kc > 0) os << ", "; | 
|---|
|  | 301 | os << (*this)(kr, kc);   npr++; | 
|---|
| [958] | 302 | if (npr >= (uint_4) maxprt) { | 
|---|
| [804] | 303 | if (npr < totsize_)  os << "\n     .... " << endl; return; | 
|---|
|  | 304 | } | 
|---|
|  | 305 | } | 
|---|
|  | 306 | os << endl; | 
|---|
|  | 307 | } | 
|---|
| [813] | 308 | os << endl; | 
|---|
| [762] | 309 | } | 
|---|
|  | 310 |  | 
|---|
|  | 311 | //////////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| [804] | 312 | //****  Multiplication matricielle  ***** | 
|---|
| [762] | 313 | //////////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
|  | 314 |  | 
|---|
| [894] | 315 | //! Return the matrix product C = (*this)*B | 
|---|
|  | 316 | /*! | 
|---|
|  | 317 | \param mm : define the memory mapping type for the return matrix | 
|---|
|  | 318 | */ | 
|---|
| [804] | 319 | template <class T> | 
|---|
|  | 320 | TMatrix<T> TMatrix<T>::Multiply(const TMatrix<T>& b, short mm) const | 
|---|
|  | 321 | { | 
|---|
|  | 322 | if (NCols() != b.NRows()) | 
|---|
|  | 323 | throw(SzMismatchError("TMatrix<T>::Multiply(b) NCols() != b.NRows() ") ); | 
|---|
|  | 324 | if (mm == SameMemoryMapping) mm = GetMemoryMapping(); | 
|---|
|  | 325 | TMatrix<T> rm(NRows(), b.NCols(), mm); | 
|---|
| [762] | 326 |  | 
|---|
| [804] | 327 | const T * pea; | 
|---|
|  | 328 | const T * peb; | 
|---|
|  | 329 | T sum; | 
|---|
|  | 330 | uint_4 r,c,k; | 
|---|
|  | 331 | uint_4 stepa = Step(ColsKA()); | 
|---|
|  | 332 | uint_4 stepb = b.Step(RowsKA()); | 
|---|
|  | 333 | // Calcul de C=rm = A*B   (A=*this) | 
|---|
|  | 334 | for(r=0; r<rm.NRows(); r++)      // Boucle sur les lignes de A | 
|---|
|  | 335 | for(c=0; c<rm.NCols(); c++) {     // Boucle sur les colonnes de B | 
|---|
|  | 336 | sum = 0; | 
|---|
|  | 337 | pea = &((*this)(r,0));       // 1er element de la ligne r de A | 
|---|
|  | 338 | peb = &(b(0,c));                // 1er element de la colonne c de B | 
|---|
|  | 339 | for(k=0; k<NCols(); k++)  sum += pea[k*stepa]*peb[k*stepb]; | 
|---|
|  | 340 | rm(r,c) = sum; | 
|---|
|  | 341 | } | 
|---|
|  | 342 |  | 
|---|
|  | 343 | rm.SetTemp(true); | 
|---|
|  | 344 | return rm; | 
|---|
|  | 345 | } | 
|---|
|  | 346 |  | 
|---|
| [762] | 347 | /////////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
|  | 348 | #ifdef __CXX_PRAGMA_TEMPLATES__ | 
|---|
|  | 349 | #pragma define_template TMatrix<uint_2> | 
|---|
|  | 350 | #pragma define_template TMatrix<int_4> | 
|---|
|  | 351 | #pragma define_template TMatrix<int_8> | 
|---|
|  | 352 | #pragma define_template TMatrix<r_4> | 
|---|
| [804] | 353 | #pragma define_template TMatrix<r_8> | 
|---|
| [762] | 354 | #pragma define_template TMatrix< complex<r_4> > | 
|---|
|  | 355 | #pragma define_template TMatrix< complex<r_8> > | 
|---|
|  | 356 | #endif | 
|---|
|  | 357 |  | 
|---|
|  | 358 | #if defined(ANSI_TEMPLATES) || defined(GNU_TEMPLATES) | 
|---|
|  | 359 | template class TMatrix<uint_2>; | 
|---|
|  | 360 | template class TMatrix<int_4>; | 
|---|
|  | 361 | template class TMatrix<int_8>; | 
|---|
|  | 362 | template class TMatrix<r_4>; | 
|---|
|  | 363 | template class TMatrix<r_8>; | 
|---|
|  | 364 | template class TMatrix< complex<r_4> >; | 
|---|
|  | 365 | template class TMatrix< complex<r_8> >; | 
|---|
|  | 366 | #endif | 
|---|