| 1 | // $Id: tmatrix.cc,v 1.37 2006-11-02 14:57:20 ansari Exp $ | 
|---|
| 2 | //                         C.Magneville          04/99 | 
|---|
| 3 | #include "sopnamsp.h" | 
|---|
| 4 | #include "machdefs.h" | 
|---|
| 5 | #include <iostream> | 
|---|
| 6 | #include <iomanip> | 
|---|
| 7 | #include <stdio.h> | 
|---|
| 8 | #include <stdlib.h> | 
|---|
| 9 | #include "pexceptions.h" | 
|---|
| 10 | #include "tmatrix.h" | 
|---|
| 11 |  | 
|---|
| 12 | /*! | 
|---|
| 13 | \class SOPHYA::TMatrix | 
|---|
| 14 | \ingroup TArray | 
|---|
| 15 |  | 
|---|
| 16 | The TMatrix class specializes the TArray class for representing | 
|---|
| 17 | two dimensional arrays as matrices. Matrix and vector operations, | 
|---|
| 18 | such as matrix multiplication or transposition is implemented. | 
|---|
| 19 |  | 
|---|
| 20 | Sub-matrices, in particular matrix rows and columns can easily and | 
|---|
| 21 | efficiently be extracted and manipulated. | 
|---|
| 22 | It should be noted that a significant memory overhead is associated with | 
|---|
| 23 | small matrices (typically less than 10x10=100 elements).However, | 
|---|
| 24 | higher dimension arrays (3D for examples) can be used to represent large | 
|---|
| 25 | number of small matrices or vectors. | 
|---|
| 26 |  | 
|---|
| 27 | \warning Matrix row, column indices (r,c) correspond to array indices | 
|---|
| 28 | (r=jy, c=ix) for CMemoryMapping and to (r=ix, c=jy) for FortranMemoryMapping. | 
|---|
| 29 |  | 
|---|
| 30 | \b Matrix is a typedef for double precision floating point matrix ( TMatrix<r_8> ). | 
|---|
| 31 |  | 
|---|
| 32 | \sa SOPHYA::TArray  SOPHYA::TVector | 
|---|
| 33 | \sa SOPHYA::Range   SOPHYA::Sequence | 
|---|
| 34 | \sa SOPHYA::MathArray  SOPHYA::SimpleMatrixOperation | 
|---|
| 35 |  | 
|---|
| 36 | The following sample code illustrates vector-matrix multiplication | 
|---|
| 37 | and matrix inversion, using simple gauss inversion. | 
|---|
| 38 | \code | 
|---|
| 39 | #include "array.h" | 
|---|
| 40 | // .... | 
|---|
| 41 | int n = 5;      // Size of matrix and vectors here | 
|---|
| 42 | Matrix a(n,n); | 
|---|
| 43 | a = RandomSequence(RandomSequence::Gaussian, 0., 2.5); | 
|---|
| 44 | Vector x(n); | 
|---|
| 45 | x = RegularSequence(1.,3.); | 
|---|
| 46 | Vector b = a*x; | 
|---|
| 47 | cout << " ----- Vector x = \n " << x << endl; | 
|---|
| 48 | cout << " ----- Vector b = a*x = \n " << b << endl; | 
|---|
| 49 | SimpleMatrixOperation<r_8> smo; | 
|---|
| 50 | Matrix inva = smo.Inverse(a); | 
|---|
| 51 | cout << " ----- Matrix Inverse(a) = \n " << inva << endl; | 
|---|
| 52 | cout << " ----- Matrix a*Inverse(a) = \n " << inva*a << endl; | 
|---|
| 53 | cout << " ----- Matrix Inverse(a)*b (=Inv(a)*a*x) = \n " << inva*b << endl; | 
|---|
| 54 | cout << " ----- Matrix x-Inverse(a)*b = (=0 ?)\n " << x-inva*b << endl; | 
|---|
| 55 | \endcode | 
|---|
| 56 |  | 
|---|
| 57 | */ | 
|---|
| 58 |  | 
|---|
| 59 | //////////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 60 | //**** Createur, Destructeur | 
|---|
| 61 | //! Default constructor | 
|---|
| 62 | template <class T> | 
|---|
| 63 | TMatrix<T>::TMatrix() | 
|---|
| 64 | // Constructeur par defaut. | 
|---|
| 65 | : TArray<T>() | 
|---|
| 66 | { | 
|---|
| 67 | arrtype_ = 1;   // Type = Matrix | 
|---|
| 68 | } | 
|---|
| 69 |  | 
|---|
| 70 | //! constructor of a matrix with  r lines et c columns. | 
|---|
| 71 | /*! | 
|---|
| 72 | \param r : number of rows | 
|---|
| 73 | \param c : number of columns | 
|---|
| 74 | \param mm : define the memory mapping type | 
|---|
| 75 | \param fzero : if \b true , set matrix elements to zero | 
|---|
| 76 | \sa ReSize | 
|---|
| 77 | */ | 
|---|
| 78 | template <class T> | 
|---|
| 79 | TMatrix<T>::TMatrix(sa_size_t r,sa_size_t c, short mm, bool fzero) | 
|---|
| 80 | // Construit une matrice de r lignes et c colonnes. | 
|---|
| 81 | :  TArray<T>() | 
|---|
| 82 | { | 
|---|
| 83 | if ( (r == 0) || (c == 0) ) | 
|---|
| 84 | throw ParmError("TMatrix<T>::TMatrix(sa_size_t r,sa_size_t c) NRows or NCols = 0"); | 
|---|
| 85 | arrtype_ = 1;   // Type = Matrix | 
|---|
| 86 | ReSize(r, c, mm, fzero); | 
|---|
| 87 | } | 
|---|
| 88 |  | 
|---|
| 89 | //! Constructor by copy | 
|---|
| 90 | /*! | 
|---|
| 91 | \warning datas are \b SHARED with \b a. | 
|---|
| 92 | \sa NDataBlock::NDataBlock(const NDataBlock<T>&) | 
|---|
| 93 | */ | 
|---|
| 94 | template <class T> | 
|---|
| 95 | TMatrix<T>::TMatrix(const TMatrix<T>& a) | 
|---|
| 96 | // Constructeur par copie | 
|---|
| 97 | : TArray<T>(a) | 
|---|
| 98 | { | 
|---|
| 99 | arrtype_ = 1;   // Type = Matrix | 
|---|
| 100 | UpdateMemoryMapping(a, SameMemoryMapping); | 
|---|
| 101 | } | 
|---|
| 102 |  | 
|---|
| 103 | //! Constructor by copy | 
|---|
| 104 | /*! | 
|---|
| 105 | \param share : if true, share data. If false copy data | 
|---|
| 106 | */ | 
|---|
| 107 | template <class T> | 
|---|
| 108 | TMatrix<T>::TMatrix(const TMatrix<T>& a, bool share) | 
|---|
| 109 | // Constructeur par copie avec possibilite de forcer le partage ou non. | 
|---|
| 110 | : TArray<T>(a, share) | 
|---|
| 111 | { | 
|---|
| 112 | arrtype_ = 1;   // Type = Matrix | 
|---|
| 113 | UpdateMemoryMapping(a, SameMemoryMapping); | 
|---|
| 114 | } | 
|---|
| 115 |  | 
|---|
| 116 | //! Constructor of a matrix from a TArray \b a | 
|---|
| 117 | /*! | 
|---|
| 118 | \param a : TArray to be copied or shared | 
|---|
| 119 | \param share : if true, share data. If false copy data | 
|---|
| 120 | */ | 
|---|
| 121 | template <class T> | 
|---|
| 122 | TMatrix<T>::TMatrix(const TArray<T>& a, bool share) | 
|---|
| 123 | : TArray<T>(a, share) | 
|---|
| 124 | { | 
|---|
| 125 | if (a.NbDimensions() > 2) | 
|---|
| 126 | throw SzMismatchError("TMatrix<T>::TMatrix(const TArray<T>& a, ...) a.NbDimensions()>2"); | 
|---|
| 127 | if (a.NbDimensions() == 1) { | 
|---|
| 128 | size_[1] = 1; | 
|---|
| 129 | step_[1] = size_[0]*step_[0]; | 
|---|
| 130 | ndim_ = 2; | 
|---|
| 131 | } | 
|---|
| 132 | arrtype_ = 1;   // Type = Matrix | 
|---|
| 133 | UpdateMemoryMapping(a, SameMemoryMapping); | 
|---|
| 134 | } | 
|---|
| 135 |  | 
|---|
| 136 | //! Constructor of a matrix from a TArray \b a , with a different data type | 
|---|
| 137 | template <class T> | 
|---|
| 138 | TMatrix<T>::TMatrix(const BaseArray& a) | 
|---|
| 139 | : TArray<T>() | 
|---|
| 140 | { | 
|---|
| 141 | arrtype_ = 1;   // Type = Matrix | 
|---|
| 142 | UpdateMemoryMapping(a, SameMemoryMapping); | 
|---|
| 143 | SetBA(a); | 
|---|
| 144 | } | 
|---|
| 145 |  | 
|---|
| 146 |  | 
|---|
| 147 |  | 
|---|
| 148 | //! Destructor | 
|---|
| 149 | template <class T> | 
|---|
| 150 | TMatrix<T>::~TMatrix() | 
|---|
| 151 | { | 
|---|
| 152 | } | 
|---|
| 153 |  | 
|---|
| 154 | //! Set matrix equal to \b a and return *this | 
|---|
| 155 | /*! | 
|---|
| 156 | \warning Datas are copied (cloned) from \b a. | 
|---|
| 157 | \sa NDataBlock::operator=(const NDataBlock<T>&) | 
|---|
| 158 | */ | 
|---|
| 159 | template <class T> | 
|---|
| 160 | TArray<T>& TMatrix<T>::Set(const TArray<T>& a) | 
|---|
| 161 | { | 
|---|
| 162 | if (a.NbDimensions() > 2) | 
|---|
| 163 | throw SzMismatchError("TMatrix<T>::Set(const TArray<T>& a) a.NbDimensions() > 2"); | 
|---|
| 164 | if ((arrtype_ == 2) && (a.NbDimensions() > 1) && (a.Size(0) > 1) && (a.Size(1) > 1) ) | 
|---|
| 165 | throw SzMismatchError("TMatrix<T>::Set(const TArray<T>& a) Size(0,1)>1 for Vector"); | 
|---|
| 166 | TArray<T>::Set(a); | 
|---|
| 167 | if (NbDimensions() == 1) { | 
|---|
| 168 | size_[1] = 1; | 
|---|
| 169 | step_[1] = size_[0]*step_[0]; | 
|---|
| 170 | ndim_ = 2; | 
|---|
| 171 | } | 
|---|
| 172 | UpdateMemoryMapping(*this, SameMemoryMapping); | 
|---|
| 173 | return(*this); | 
|---|
| 174 | } | 
|---|
| 175 |  | 
|---|
| 176 | template <class T> | 
|---|
| 177 | TArray<T>& TMatrix<T>::SetBA(const BaseArray& a) | 
|---|
| 178 | { | 
|---|
| 179 | if (a.NbDimensions() > 2) | 
|---|
| 180 | throw SzMismatchError("TMatrix<T>::SetBA(const BaseArray& a) a.NbDimensions() > 2"); | 
|---|
| 181 | if ((arrtype_ == 2) && (a.NbDimensions() > 1) && (a.Size(0) > 1) && (a.Size(1) > 1) ) | 
|---|
| 182 | throw SzMismatchError("TMatrix<T>::Set(const TArray<T>& a) Size(0,1)>1 for Vector"); | 
|---|
| 183 | TArray<T>::SetBA(a); | 
|---|
| 184 | if (NbDimensions() == 1) { | 
|---|
| 185 | size_[1] = 1; | 
|---|
| 186 | step_[1] = size_[0]*step_[0]; | 
|---|
| 187 | ndim_ = 2; | 
|---|
| 188 | } | 
|---|
| 189 | UpdateMemoryMapping(*this, SameMemoryMapping); | 
|---|
| 190 | return(*this); | 
|---|
| 191 | } | 
|---|
| 192 |  | 
|---|
| 193 |  | 
|---|
| 194 |  | 
|---|
| 195 | //! Resize the matrix | 
|---|
| 196 | /*! | 
|---|
| 197 | \param r : number of rows | 
|---|
| 198 | \param c : number of columns | 
|---|
| 199 | \param mm : define the memory mapping type | 
|---|
| 200 | (SameMemoryMapping,CMemoryMapping | 
|---|
| 201 | ,FortranMemoryMapping,DefaultMemoryMapping) | 
|---|
| 202 | \param fzero : if \b true , set matrix elements to zero | 
|---|
| 203 | */ | 
|---|
| 204 | template <class T> | 
|---|
| 205 | void TMatrix<T>::ReSize(sa_size_t r, sa_size_t c, short mm, bool fzero) | 
|---|
| 206 | { | 
|---|
| 207 | if(r==0||c==0) | 
|---|
| 208 | throw(SzMismatchError("TMatrix::ReSize r or c==0 ")); | 
|---|
| 209 | if ((arrtype_ == 2) && (r > 1) && (c > 1)) | 
|---|
| 210 | throw(SzMismatchError("TMatrix::ReSize r>1&&c>1 for Vector ")); | 
|---|
| 211 | sa_size_t size[BASEARRAY_MAXNDIMS]; | 
|---|
| 212 | for(int_4 kk=0; kk<BASEARRAY_MAXNDIMS; kk++)  size[kk] = 0; | 
|---|
| 213 | if (mm == SameMemoryMapping) mm = GetMemoryMapping(); | 
|---|
| 214 | else if ( (mm != CMemoryMapping) && (mm != FortranMemoryMapping) ) | 
|---|
| 215 | mm = GetDefaultMemoryMapping(); | 
|---|
| 216 | if (mm == CMemoryMapping) { | 
|---|
| 217 | size[0] = c;  size[1] = r; | 
|---|
| 218 | } | 
|---|
| 219 | else { | 
|---|
| 220 | size[0] = r;  size[1] = c; | 
|---|
| 221 | } | 
|---|
| 222 | TArray<T>::ReSize(2, size, 1, fzero); | 
|---|
| 223 | UpdateMemoryMapping(mm); | 
|---|
| 224 | } | 
|---|
| 225 |  | 
|---|
| 226 | //! Re-allocate space for the matrix | 
|---|
| 227 | /*! | 
|---|
| 228 | \param r : number of rows | 
|---|
| 229 | \param c : number of columns | 
|---|
| 230 | \param mm : define the memory mapping type | 
|---|
| 231 | \param force : if true re-allocation is forced, if not it occurs | 
|---|
| 232 | only if the required space is greater than the old one. | 
|---|
| 233 | \sa ReSize | 
|---|
| 234 | */ | 
|---|
| 235 | template <class T> | 
|---|
| 236 | void TMatrix<T>::Realloc(sa_size_t r,sa_size_t c, short mm, bool force) | 
|---|
| 237 | { | 
|---|
| 238 | if(r==0||c==0) | 
|---|
| 239 | throw(SzMismatchError("TMatrix::Realloc r or c==0 ")); | 
|---|
| 240 | if ((arrtype_ == 2) && (r > 1) && (c > 1)) | 
|---|
| 241 | throw(SzMismatchError("TMatrix::Realloc r>1&&c>1 for Vector ")); | 
|---|
| 242 | sa_size_t size[BASEARRAY_MAXNDIMS]; | 
|---|
| 243 | for(int_4 kk=0; kk<BASEARRAY_MAXNDIMS; kk++)  size[kk] = 0; | 
|---|
| 244 | if (mm == SameMemoryMapping) mm = GetMemoryMapping(); | 
|---|
| 245 | else if ( (mm != CMemoryMapping) && (mm != FortranMemoryMapping) ) | 
|---|
| 246 | mm = GetDefaultMemoryMapping(); | 
|---|
| 247 | if (mm == CMemoryMapping) { | 
|---|
| 248 | size[0] = c;  size[1] = r; | 
|---|
| 249 | } | 
|---|
| 250 | else { | 
|---|
| 251 | size[0] = r;  size[1] = c; | 
|---|
| 252 | } | 
|---|
| 253 | TArray<T>::Realloc(2, size, 1, force); | 
|---|
| 254 | UpdateMemoryMapping(mm); | 
|---|
| 255 | } | 
|---|
| 256 |  | 
|---|
| 257 | // $CHECK$ Reza 03/2000  Doit-on declarer cette methode const ? | 
|---|
| 258 | //! Return a submatrix define by \b Range \b rline and \b rcol | 
|---|
| 259 | template <class T> | 
|---|
| 260 | TMatrix<T> TMatrix<T>::SubMatrix(Range rline, Range rcol) const | 
|---|
| 261 | { | 
|---|
| 262 | Range rx=Range::first(); | 
|---|
| 263 | Range ry=Range::first(); | 
|---|
| 264 | short mm = GetMemoryMapping(); | 
|---|
| 265 | if (mm == CMemoryMapping)  { rx = rcol;  ry = rline; } | 
|---|
| 266 | else { ry = rcol;  rx = rline; } | 
|---|
| 267 | TMatrix sm(SubArray(rx, ry, Range::first(), Range::first(), Range::first(), false), true); | 
|---|
| 268 | sm.UpdateMemoryMapping(mm); | 
|---|
| 269 | return(sm); | 
|---|
| 270 | } | 
|---|
| 271 |  | 
|---|
| 272 | //////////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 273 | // Transposition | 
|---|
| 274 | //! Transpose matrix in place, by changing the memory mapping | 
|---|
| 275 | template <class T> | 
|---|
| 276 | TMatrix<T>& TMatrix<T>::TransposeSelf() | 
|---|
| 277 | { | 
|---|
| 278 | short vt = (marowi_ == veceli_) ? ColumnVector : RowVector; | 
|---|
| 279 | int_4 rci = macoli_; | 
|---|
| 280 | macoli_ = marowi_; | 
|---|
| 281 | marowi_ = rci; | 
|---|
| 282 | veceli_ = (vt ==  ColumnVector ) ?  marowi_ : macoli_; | 
|---|
| 283 | return(*this); | 
|---|
| 284 | } | 
|---|
| 285 |  | 
|---|
| 286 |  | 
|---|
| 287 | //! Returns the transpose of the original matrix. | 
|---|
| 288 | /*! | 
|---|
| 289 | The data is shared between the two matrices | 
|---|
| 290 | \return return a new matrix | 
|---|
| 291 | */ | 
|---|
| 292 | template <class T> | 
|---|
| 293 | TMatrix<T> TMatrix<T>::Transpose() const | 
|---|
| 294 | { | 
|---|
| 295 | TMatrix<T> tm(*this); | 
|---|
| 296 | tm.TransposeSelf(); | 
|---|
| 297 | return tm; | 
|---|
| 298 | } | 
|---|
| 299 |  | 
|---|
| 300 | //! Returns a new matrix, corresponding to the transpose of the original matrix | 
|---|
| 301 | /*! | 
|---|
| 302 | \param mm : define the memory mapping type | 
|---|
| 303 | (SameMemoryMapping,CMemoryMapping,FortranMemoryMapping) | 
|---|
| 304 | \return return a new matrix | 
|---|
| 305 | */ | 
|---|
| 306 | template <class T> | 
|---|
| 307 | TMatrix<T> TMatrix<T>::Transpose(short mm) const | 
|---|
| 308 | { | 
|---|
| 309 | if (mm == SameMemoryMapping) mm = GetMemoryMapping(); | 
|---|
| 310 | TMatrix<T> tm(NCols(), NRows(), mm); | 
|---|
| 311 | for(sa_size_t i=0; i<NRows(); i++) | 
|---|
| 312 | for(sa_size_t j=0; j<NCols(); j++) | 
|---|
| 313 | tm(j,i) = (*this)(i,j); | 
|---|
| 314 | return tm; | 
|---|
| 315 | } | 
|---|
| 316 |  | 
|---|
| 317 | //! Rearrange data in memory according to \b mm | 
|---|
| 318 | /*! | 
|---|
| 319 | \param mm : define the memory mapping type | 
|---|
| 320 | (SameMemoryMapping,CMemoryMapping,FortranMemoryMapping) | 
|---|
| 321 | \warning If identical, return a matrix that share the datas | 
|---|
| 322 | */ | 
|---|
| 323 | template <class T> | 
|---|
| 324 | TMatrix<T> TMatrix<T>::Rearrange(short mm) const | 
|---|
| 325 | { | 
|---|
| 326 | if ( mm == SameMemoryMapping)  mm = GetMemoryMapping(); | 
|---|
| 327 | else if ( (mm != CMemoryMapping) && (mm != FortranMemoryMapping) ) | 
|---|
| 328 | mm = GetDefaultMemoryMapping(); | 
|---|
| 329 |  | 
|---|
| 330 | if  (mm == GetMemoryMapping()) | 
|---|
| 331 | return (TMatrix<T>(*this, true)); | 
|---|
| 332 |  | 
|---|
| 333 | TMatrix<T> tm(NRows(), NCols(), mm); | 
|---|
| 334 | for(sa_size_t i=0; i<NRows(); i++) | 
|---|
| 335 | for(sa_size_t j=0; j<NCols(); j++) | 
|---|
| 336 | tm(i,j) = (*this)(i,j); | 
|---|
| 337 | return tm; | 
|---|
| 338 | } | 
|---|
| 339 |  | 
|---|
| 340 | //! Set the matrix to the identity matrix \b imx | 
|---|
| 341 | template <class T> | 
|---|
| 342 | TMatrix<T>& TMatrix<T>::SetIdentity(IdentityMatrix imx) | 
|---|
| 343 | { | 
|---|
| 344 | if (ndim_ == 0) { | 
|---|
| 345 | sa_size_t sz = imx.Size(); | 
|---|
| 346 | if (sz < 1) sz = 1; | 
|---|
| 347 | ReSize(sz, sz); | 
|---|
| 348 | } | 
|---|
| 349 | T diag = (T)imx.Diag(); | 
|---|
| 350 | if (NRows() != NCols()) | 
|---|
| 351 | throw SzMismatchError("TMatrix::operator= (IdentityMatrix) NRows() != NCols()") ; | 
|---|
| 352 | *this = (T) 0; | 
|---|
| 353 | for(sa_size_t i=0; i<NRows(); i++) (*this)(i,i) = diag; | 
|---|
| 354 |  | 
|---|
| 355 | return (*this); | 
|---|
| 356 | } | 
|---|
| 357 |  | 
|---|
| 358 |  | 
|---|
| 359 |  | 
|---|
| 360 | //////////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 361 | //**** Impression | 
|---|
| 362 | //! Return info on number of rows, column and type \b T | 
|---|
| 363 | template <class T> | 
|---|
| 364 | string TMatrix<T>::InfoString() const | 
|---|
| 365 | { | 
|---|
| 366 | string rs = "TMatrix<"; | 
|---|
| 367 | rs += typeid(T).name(); | 
|---|
| 368 | char buff[64]; | 
|---|
| 369 | sprintf(buff, ">(NRows=%ld, NCols=%ld)", (long)NRows(), (long)NCols()); | 
|---|
| 370 | rs += buff; | 
|---|
| 371 | return(rs); | 
|---|
| 372 | } | 
|---|
| 373 |  | 
|---|
| 374 | //! Print matrix | 
|---|
| 375 | /*! | 
|---|
| 376 | \param os : output stream | 
|---|
| 377 | \param maxprt : maximum numer of print | 
|---|
| 378 | \param si : if true,  display attached DvList | 
|---|
| 379 | \param ascd : if true, suppresses the display of line numbers, | 
|---|
| 380 | suitable for ascii dump format. | 
|---|
| 381 | \sa SetMaxPrint | 
|---|
| 382 | */ | 
|---|
| 383 | template <class T> | 
|---|
| 384 | void TMatrix<T>::Print(ostream& os, sa_size_t maxprt, bool si, bool ascd) const | 
|---|
| 385 | { | 
|---|
| 386 | if (maxprt < 0)  maxprt = max_nprt_; | 
|---|
| 387 | sa_size_t npr = 0; | 
|---|
| 388 |  | 
|---|
| 389 | // keep stream's io flags | 
|---|
| 390 | // ios_base::fmtflags ioflg = os.flags(); compil pas sur OSF-cxx | 
|---|
| 391 | // os << right ;   compile pas sur OSF-cxx | 
|---|
| 392 |  | 
|---|
| 393 | Show(os, si); | 
|---|
| 394 | if (ndim_ < 1)  return; | 
|---|
| 395 | // Calcul de la largeur d'impression pour chaque element | 
|---|
| 396 | int fprtw = os.precision()+7; | 
|---|
| 397 | int prtw = 5; | 
|---|
| 398 |  | 
|---|
| 399 | if ( (typeid(T) == typeid( int_4 )) || (typeid(T) == typeid( uint_4 )) ) prtw = 8; | 
|---|
| 400 | else if ( (typeid(T) == typeid( int_8 )) || (typeid(T) == typeid( uint_8 )) ) prtw = 11; | 
|---|
| 401 | else if ( typeid(T) == typeid( r_4 ) ) prtw = fprtw; | 
|---|
| 402 | else if ( typeid(T) == typeid( r_8 ) ) prtw = fprtw; | 
|---|
| 403 | else if ( typeid(T) == typeid(complex<r_4>) ) prtw = fprtw; | 
|---|
| 404 | else if ( typeid(T) == typeid(complex<r_8>) ) prtw = fprtw; | 
|---|
| 405 |  | 
|---|
| 406 | sa_size_t kc,kr; | 
|---|
| 407 | for(kr=0; kr<size_[marowi_]; kr++) { | 
|---|
| 408 | if ( (size_[marowi_] > 1) && (size_[macoli_] > 10) && !ascd) | 
|---|
| 409 | os << "----- Line= " << kr << endl; | 
|---|
| 410 | for(kc=0; kc<size_[macoli_]; kc++) { | 
|---|
| 411 | if(kc > 0) os << " "; | 
|---|
| 412 | os << setw(prtw) << (*this)(kr, kc);   npr++; | 
|---|
| 413 | if (npr >= (sa_size_t) maxprt) { | 
|---|
| 414 | if (npr < totsize_)  os << "\n     .... " << endl; return; | 
|---|
| 415 | } | 
|---|
| 416 | } | 
|---|
| 417 | os << endl; | 
|---|
| 418 | } | 
|---|
| 419 | os << endl; | 
|---|
| 420 | //compile pas sur OSF-cxx os.flags(ioflg);  // reset stream io flags | 
|---|
| 421 | } | 
|---|
| 422 |  | 
|---|
| 423 | ////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 424 | /////////////// Multiplication matricielle /////////////// | 
|---|
| 425 | ////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 426 |  | 
|---|
| 427 | //! Return the matrix product C = (*this)*B | 
|---|
| 428 | /*! | 
|---|
| 429 | \param mm : define the memory mapping type for the return matrix | 
|---|
| 430 | */ | 
|---|
| 431 | ////////////// Routine de base sans optimisation ////////////// | 
|---|
| 432 | /* | 
|---|
| 433 | template <class T> | 
|---|
| 434 | TMatrix<T> TMatrix<T>::Multiply(const TMatrix<T>& b, short mm) const | 
|---|
| 435 | { | 
|---|
| 436 | if (NCols() != b.NRows()) | 
|---|
| 437 | throw(SzMismatchError("TMatrix<T>::Multiply(b) NCols() != b.NRows() ") ); | 
|---|
| 438 | if (mm == SameMemoryMapping) mm = GetMemoryMapping(); | 
|---|
| 439 | TMatrix<T> rm(NRows(), b.NCols(), mm); | 
|---|
| 440 |  | 
|---|
| 441 | const T * pea; | 
|---|
| 442 | const T * peb; | 
|---|
| 443 | T sum; | 
|---|
| 444 | sa_size_t r,c,k; | 
|---|
| 445 | sa_size_t stepa = Step(ColsKA()); | 
|---|
| 446 | sa_size_t stepb = b.Step(b.RowsKA()); | 
|---|
| 447 | // Calcul de C=rm = A*B   (A=*this) | 
|---|
| 448 | for(r=0; r<rm.NRows(); r++)      // Boucle sur les lignes de A | 
|---|
| 449 | for(c=0; c<rm.NCols(); c++) {     // Boucle sur les colonnes de B | 
|---|
| 450 | sum = 0; | 
|---|
| 451 | pea = &((*this)(r,0));       // 1er element de la ligne r de A | 
|---|
| 452 | peb = &(b(0,c));                // 1er element de la colonne c de B | 
|---|
| 453 | for(k=0; k<NCols(); k++)  sum += pea[k*stepa]*peb[k*stepb]; | 
|---|
| 454 | rm(r,c) = sum; | 
|---|
| 455 | } | 
|---|
| 456 |  | 
|---|
| 457 | return rm; | 
|---|
| 458 | } | 
|---|
| 459 | */ | 
|---|
| 460 |  | 
|---|
| 461 | ////////////// Routine optimisee ////////////// | 
|---|
| 462 | template <class T> | 
|---|
| 463 | TMatrix<T> TMatrix<T>::Multiply(const TMatrix<T>& b, short mm) const | 
|---|
| 464 | // Calcul de C= rm = A*B   (A=*this) | 
|---|
| 465 | // Remember: C-like      matrices are column packed | 
|---|
| 466 | //           Fortan-like matrices are line   packed | 
|---|
| 467 | { | 
|---|
| 468 | if (NCols() != b.NRows()) | 
|---|
| 469 | throw(SzMismatchError("TMatrix<T>::Multiply(b) NCols() != b.NRows() ") ); | 
|---|
| 470 |  | 
|---|
| 471 | // Commentaire: pas de difference de vitesse notable selon le mapping de la matrice produit "rm" | 
|---|
| 472 | if (mm == SameMemoryMapping) mm = GetMemoryMapping(); | 
|---|
| 473 | TMatrix<T> rm(NRows(), b.NCols(), mm); | 
|---|
| 474 |  | 
|---|
| 475 | // Les "steps" pour l'adressage des colonnes de A et des lignes de B | 
|---|
| 476 | sa_size_t stepa = Step(ColsKA()); | 
|---|
| 477 | sa_size_t stepb = b.Step(b.RowsKA()); | 
|---|
| 478 |  | 
|---|
| 479 | // Taille totale des matrices A et B | 
|---|
| 480 | size_t totsiza = this->DataBlock().Size(); | 
|---|
| 481 | size_t totsizb = b.DataBlock().Size(); | 
|---|
| 482 |  | 
|---|
| 483 |  | 
|---|
| 484 | /////////////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 485 | // On decide si on optimise ou non selon les dimensions de A et B // | 
|---|
| 486 | // (il semble que optimiser ou non ne degrade pas                 // | 
|---|
| 487 | //  beaucoup la vitesse pour les petites matrices)                // | 
|---|
| 488 | //////////////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 489 |  | 
|---|
| 490 | uint_2 popt = GetMatProdOpt(); | 
|---|
| 491 | bool no_optim = false; // optimization demandee par default | 
|---|
| 492 | if( (popt&(uint_2)1) == 0 ) { // pas d'optimization explicitement demande | 
|---|
| 493 | no_optim = true; | 
|---|
| 494 | } else if( (popt&(uint_2)2) == 0 ) { // pas d'optimization forcee, la methode decide | 
|---|
| 495 | // On part sur une disponibilite dans le cache processeur de 100 ko | 
|---|
| 496 | // (A et B peuvent etre stoquees dans le cache) | 
|---|
| 497 | if((totsiza+totsizb)*sizeof(T)<100000) no_optim = true; | 
|---|
| 498 | } | 
|---|
| 499 |  | 
|---|
| 500 | sa_size_t r,c,k; | 
|---|
| 501 | T sum; | 
|---|
| 502 | const T * pe; | 
|---|
| 503 |  | 
|---|
| 504 |  | 
|---|
| 505 | ///////////////////////////////// | 
|---|
| 506 | // Pas d'optimisation demandee // | 
|---|
| 507 | ///////////////////////////////// | 
|---|
| 508 |  | 
|---|
| 509 | if( no_optim ) { | 
|---|
| 510 | //cout<<"no_optim("<<no_optim<<") "<<stepa<<" "<<stepb<<endl; | 
|---|
| 511 | const T * pea; | 
|---|
| 512 | const T * peb; | 
|---|
| 513 | for(r=0; r<rm.NRows(); r++) {     // Boucle sur les lignes de A | 
|---|
| 514 | for(c=0; c<rm.NCols(); c++) {   // Boucle sur les colonnes de B | 
|---|
| 515 | sum = 0; | 
|---|
| 516 | pea = &((*this)(r,0)); | 
|---|
| 517 | peb = &(b(0,c)); | 
|---|
| 518 | // On gagne un peu en remplacant "pea[k*stepa]" par "pea+=stepa" pour les grosses matrices | 
|---|
| 519 | //for(k=0; k<NCols(); k++)  sum += pea[k*stepa]*peb[k*stepb]; | 
|---|
| 520 | for(k=0; k<NCols(); k++) {sum += (*pea)*(*peb); pea+=stepa; peb+=stepb;} | 
|---|
| 521 | rm(r,c) = sum; | 
|---|
| 522 | } | 
|---|
| 523 | } | 
|---|
| 524 | return rm; | 
|---|
| 525 | } | 
|---|
| 526 |  | 
|---|
| 527 |  | 
|---|
| 528 | ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 529 | // A.col est packed  et  B.row est packed (on a interet a optimiser quand meme) // | 
|---|
| 530 | ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 531 |  | 
|---|
| 532 | if(stepa==1 && stepb==1) { | 
|---|
| 533 | //cout<<"A.col packed && B.row packed "<<stepa<<" "<<stepb<<endl; | 
|---|
| 534 | T * pea = new T[NCols()]; | 
|---|
| 535 | const T * peb; | 
|---|
| 536 | for(r=0; r<rm.NRows(); r++) {     // Boucle sur les lignes de A | 
|---|
| 537 | pe = &((*this)(r,0)); | 
|---|
| 538 | for(k=0; k<NCols(); k++) {pea[k] = *(pe++);} | 
|---|
| 539 | for(c=0; c<rm.NCols(); c++) {   // Boucle sur les colonnes de B | 
|---|
| 540 | sum = 0; | 
|---|
| 541 | peb = &(b(0,c)); | 
|---|
| 542 | for(k=0; k<NCols(); k++) sum += *(peb++)*pea[k]; | 
|---|
| 543 | rm(r,c) = sum; | 
|---|
| 544 | } | 
|---|
| 545 | } | 
|---|
| 546 | delete [] pea; | 
|---|
| 547 | return rm; | 
|---|
| 548 | } | 
|---|
| 549 |  | 
|---|
| 550 |  | 
|---|
| 551 | ////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 552 | // A.col est packed  et  B.row n'est pas packed // | 
|---|
| 553 | ////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 554 |  | 
|---|
| 555 | if(stepa==1 && stepb!=1) { | 
|---|
| 556 | //cout<<"A.col packed && B.row not packed "<<stepa<<" "<<stepb<<endl; | 
|---|
| 557 | const T * pea; | 
|---|
| 558 | T * peb = new T[NCols()]; | 
|---|
| 559 | for(c=0; c<rm.NCols(); c++) {     // Boucle sur les colonnes de B | 
|---|
| 560 | pe = &(b(0,c)); | 
|---|
| 561 | for(k=0; k<NCols(); k++) {peb[k] = *pe; pe+=stepb;} | 
|---|
| 562 | for(r=0; r<rm.NRows(); r++) {   // Boucle sur les lignes de A | 
|---|
| 563 | sum = 0; | 
|---|
| 564 | pea = &((*this)(r,0)); | 
|---|
| 565 | for(k=0; k<NCols(); k++) sum += pea[k]*peb[k]; | 
|---|
| 566 | rm(r,c) = sum; | 
|---|
| 567 | } | 
|---|
| 568 | } | 
|---|
| 569 | delete [] peb; | 
|---|
| 570 | return rm; | 
|---|
| 571 | } | 
|---|
| 572 |  | 
|---|
| 573 |  | 
|---|
| 574 | ////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 575 | // A.col n'est pas packed  et  B.row est packed // | 
|---|
| 576 | ////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 577 |  | 
|---|
| 578 | if(stepa!=1 && stepb==1) { | 
|---|
| 579 | //cout<<"A.col not packed && B.row packed "<<stepa<<" "<<stepb<<endl; | 
|---|
| 580 | T * pea = new T[NCols()]; | 
|---|
| 581 | const T * peb; | 
|---|
| 582 | for(r=0; r<rm.NRows(); r++) {     // Boucle sur les lignes de A | 
|---|
| 583 | pe = &((*this)(r,0)); | 
|---|
| 584 | for(k=0; k<NCols(); k++) {pea[k] = *pe; pe+=stepa;} | 
|---|
| 585 | for(c=0; c<rm.NCols(); c++) {   // Boucle sur les colonnes de B | 
|---|
| 586 | sum = 0; | 
|---|
| 587 | peb = &(b(0,c)); | 
|---|
| 588 | for(k=0; k<NCols(); k++) sum += pea[k]*peb[k]; | 
|---|
| 589 | rm(r,c) = sum; | 
|---|
| 590 | } | 
|---|
| 591 | } | 
|---|
| 592 | delete [] pea; | 
|---|
| 593 | return rm; | 
|---|
| 594 | } | 
|---|
| 595 |  | 
|---|
| 596 |  | 
|---|
| 597 | //////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 598 | // A.col n'est pas packed  et  B.row n'est pas packed // | 
|---|
| 599 | //////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 600 |  | 
|---|
| 601 | //---- On demande l'optimization par copie d'une des matrices | 
|---|
| 602 |  | 
|---|
| 603 | if( (popt&(uint_2)4) ) { | 
|---|
| 604 | // On copie la plus petite | 
|---|
| 605 | if(totsiza<totsizb) {   // on copie A | 
|---|
| 606 | //cout<<"A.col not packed && B.row not packed ==> copy A to optimize "<<stepa<<" "<<stepb<<endl; | 
|---|
| 607 | // Acopy doit etre C-like pour etre column-packed | 
|---|
| 608 | TMatrix<T> acopy(NRows(),NCols(),BaseArray::CMemoryMapping); | 
|---|
| 609 | acopy = *this; | 
|---|
| 610 | rm = acopy.Multiply(b,mm); | 
|---|
| 611 | } else {               // on copie B | 
|---|
| 612 | //cout<<"A.col not packed && B.row not packed ==> copy B to optimize "<<stepa<<" "<<stepb<<endl; | 
|---|
| 613 | // Bcopy doit etre Fortran-like pour etre column-packed | 
|---|
| 614 | TMatrix<T> bcopy(b.NRows(),b.NCols(),BaseArray::FortranMemoryMapping); | 
|---|
| 615 | bcopy = b; | 
|---|
| 616 | rm = Multiply(bcopy,mm); | 
|---|
| 617 | } | 
|---|
| 618 | return rm; | 
|---|
| 619 | } | 
|---|
| 620 |  | 
|---|
| 621 | //---- stepb>stepa | 
|---|
| 622 |  | 
|---|
| 623 | if(stepa!=1 && stepb!=1 && stepb>stepa) { | 
|---|
| 624 | //cout<<"A.col not packed && B.row not packed ==> optimize on B "<<stepa<<" "<<stepb<<endl; | 
|---|
| 625 | const T * pea; | 
|---|
| 626 | T * peb = new T[NCols()]; | 
|---|
| 627 | for(c=0; c<rm.NCols(); c++) {     // Boucle sur les colonnes de B | 
|---|
| 628 | pe = &(b(0,c)); | 
|---|
| 629 | for(k=0; k<NCols(); k++) {peb[k] = *pe; pe+=stepb;} | 
|---|
| 630 | for(r=0; r<rm.NRows(); r++) {     // Boucle sur les lignes de A | 
|---|
| 631 | sum = 0; | 
|---|
| 632 | pea = &((*this)(r,0)); | 
|---|
| 633 | for(k=0; k<NCols(); k++) {sum += (*pea)*peb[k]; pea+=stepa;} | 
|---|
| 634 | rm(r,c) = sum; | 
|---|
| 635 | } | 
|---|
| 636 | } | 
|---|
| 637 | delete [] peb; | 
|---|
| 638 | return rm; | 
|---|
| 639 | } | 
|---|
| 640 |  | 
|---|
| 641 | //---- stepa>=stepb | 
|---|
| 642 |  | 
|---|
| 643 | if(stepa!=1 && stepb!=1) { | 
|---|
| 644 | //cout<<"A.col not packed && B.row not packed ==> optimize on A "<<stepa<<" "<<stepb<<endl; | 
|---|
| 645 | T * pea = new T[NCols()]; | 
|---|
| 646 | const T * peb; | 
|---|
| 647 | for(r=0; r<rm.NRows(); r++) {     // Boucle sur les lignes de A | 
|---|
| 648 | pe = &((*this)(r,0)); | 
|---|
| 649 | for(k=0; k<NCols(); k++) {pea[k] = *pe; pe+=stepa;} | 
|---|
| 650 | for(c=0; c<rm.NCols(); c++) {     // Boucle sur les colonnes de B | 
|---|
| 651 | sum = 0; | 
|---|
| 652 | peb = &(b(0,c)); | 
|---|
| 653 | for(k=0; k<NCols(); k++) {sum += pea[k]*(*peb); peb+=stepb;} | 
|---|
| 654 | rm(r,c) = sum; | 
|---|
| 655 | } | 
|---|
| 656 | } | 
|---|
| 657 | delete [] pea; | 
|---|
| 658 | return rm; | 
|---|
| 659 | } | 
|---|
| 660 |  | 
|---|
| 661 |  | 
|---|
| 662 | ////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 663 | // Cas non prevu, on ne doit JAMAIS arriver ici // | 
|---|
| 664 | ////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 665 | cout<<"TMatrix<T>::Multiply(b) Optimize case not treated... Please report BUG !!! "<<endl; | 
|---|
| 666 | throw(SzMismatchError("TMatrix<T>::Multiply(b) Optimize case not treated... Please report BUG !!! ") ); | 
|---|
| 667 | return rm; | 
|---|
| 668 |  | 
|---|
| 669 | } | 
|---|
| 670 |  | 
|---|
| 671 |  | 
|---|
| 672 | /////////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 673 | #ifdef __CXX_PRAGMA_TEMPLATES__ | 
|---|
| 674 | #pragma define_template TMatrix<uint_2> | 
|---|
| 675 | #pragma define_template TMatrix<uint_4> | 
|---|
| 676 | #pragma define_template TMatrix<uint_8> | 
|---|
| 677 | #pragma define_template TMatrix<int_2> | 
|---|
| 678 | #pragma define_template TMatrix<int_4> | 
|---|
| 679 | #pragma define_template TMatrix<int_8> | 
|---|
| 680 | #pragma define_template TMatrix<r_4> | 
|---|
| 681 | #pragma define_template TMatrix<r_8> | 
|---|
| 682 | #pragma define_template TMatrix< complex<r_4> > | 
|---|
| 683 | #pragma define_template TMatrix< complex<r_8> > | 
|---|
| 684 | #endif | 
|---|
| 685 |  | 
|---|
| 686 | #if defined(ANSI_TEMPLATES) || defined(GNU_TEMPLATES) | 
|---|
| 687 | namespace SOPHYA { | 
|---|
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