1 | // $Id: tmatrix.cc,v 1.14 2000-07-26 16:29:45 ansari Exp $
|
---|
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 |
|
---|
9 | /*!
|
---|
10 | \class SOPHYA::TMatrix
|
---|
11 | \ingroup TArray
|
---|
12 | Class of matrixes
|
---|
13 | \sa TArray
|
---|
14 | */
|
---|
15 |
|
---|
16 | ////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
17 | //**** Createur, Destructeur
|
---|
18 | //! Default constructor
|
---|
19 | template <class T>
|
---|
20 | TMatrix<T>::TMatrix()
|
---|
21 | // Constructeur par defaut.
|
---|
22 | : TArray<T>()
|
---|
23 | {
|
---|
24 | arrtype_ = 1; // Type = Matrix
|
---|
25 | }
|
---|
26 |
|
---|
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 | */
|
---|
34 | template <class T>
|
---|
35 | TMatrix<T>::TMatrix(uint_4 r,uint_4 c, short mm)
|
---|
36 | // Construit une matrice de r lignes et c colonnes.
|
---|
37 | : TArray<T>()
|
---|
38 | {
|
---|
39 | if ( (r == 0) || (c == 0) )
|
---|
40 | throw ParmError("TMatrix<T>::TMatrix(uint_4 r,uint_4 c) NRows or NCols = 0");
|
---|
41 | arrtype_ = 1; // Type = Matrix
|
---|
42 | ReSize(r, c, mm);
|
---|
43 | }
|
---|
44 |
|
---|
45 | //! Constructor by copy
|
---|
46 | /*!
|
---|
47 | \warning datas are \b SHARED with \b a.
|
---|
48 | \sa NDataBlock::NDataBlock(const NDataBlock<T>&)
|
---|
49 | */
|
---|
50 | template <class T>
|
---|
51 | TMatrix<T>::TMatrix(const TMatrix<T>& a)
|
---|
52 | // Constructeur par copie
|
---|
53 | : TArray<T>(a)
|
---|
54 | {
|
---|
55 | arrtype_ = 1; // Type = Matrix
|
---|
56 | }
|
---|
57 |
|
---|
58 | //! Constructor by copy
|
---|
59 | /*!
|
---|
60 | \param share : if true, share data. If false copy data
|
---|
61 | */
|
---|
62 | template <class T>
|
---|
63 | TMatrix<T>::TMatrix(const TMatrix<T>& a, bool share)
|
---|
64 | // Constructeur par copie avec possibilite de forcer le partage ou non.
|
---|
65 | : TArray<T>(a, share)
|
---|
66 | {
|
---|
67 | arrtype_ = 1; // Type = Matrix
|
---|
68 | }
|
---|
69 |
|
---|
70 | //! Constructor of a matrix from a TArray \b a
|
---|
71 | template <class T>
|
---|
72 | TMatrix<T>::TMatrix(const TArray<T>& a)
|
---|
73 | : TArray<T>(a)
|
---|
74 | {
|
---|
75 | if (a.NbDimensions() > 2)
|
---|
76 | throw SzMismatchError("TMatrix<T>::TMatrix(const TArray<T>& a) a.NbDimensions()>2 ");
|
---|
77 | if (a.NbDimensions() == 1) {
|
---|
78 | size_[1] = 1;
|
---|
79 | step_[1] = size_[0]*step_[0];
|
---|
80 | ndim_ = 2;
|
---|
81 | }
|
---|
82 | arrtype_ = 1; // Type = Matrix
|
---|
83 | UpdateMemoryMapping(a, SameMemoryMapping);
|
---|
84 | }
|
---|
85 |
|
---|
86 | //! Constructor of a matrix from a TArray \b a
|
---|
87 | /*!
|
---|
88 | \param a : TArray to be copied or shared
|
---|
89 | \param share : if true, share data. If false copy data
|
---|
90 | \param mm : define the memory mapping type
|
---|
91 | */
|
---|
92 | template <class T>
|
---|
93 | TMatrix<T>::TMatrix(const TArray<T>& a, bool share, short mm )
|
---|
94 | : TArray<T>(a, share)
|
---|
95 | {
|
---|
96 | if (a.NbDimensions() > 2)
|
---|
97 | throw SzMismatchError("TMatrix<T>::TMatrix(const TArray<T>& a, ...) a.NbDimensions()>2");
|
---|
98 | if (a.NbDimensions() == 1) {
|
---|
99 | size_[1] = 1;
|
---|
100 | step_[1] = size_[0]*step_[0];
|
---|
101 | ndim_ = 2;
|
---|
102 | }
|
---|
103 | arrtype_ = 1; // Type = Matrix
|
---|
104 | UpdateMemoryMapping(a, mm);
|
---|
105 | }
|
---|
106 |
|
---|
107 | //! Constructor of a matrix from a TArray \b a , with a different data type
|
---|
108 | template <class T>
|
---|
109 | TMatrix<T>::TMatrix(const BaseArray& a)
|
---|
110 | : TArray<T>()
|
---|
111 | {
|
---|
112 | arrtype_ = 1; // Type = Matrix
|
---|
113 | SetBA(a);
|
---|
114 | }
|
---|
115 |
|
---|
116 |
|
---|
117 |
|
---|
118 | //! Destructor
|
---|
119 | template <class T>
|
---|
120 | TMatrix<T>::~TMatrix()
|
---|
121 | {
|
---|
122 | }
|
---|
123 |
|
---|
124 | //! Set matrix equal to \b a and return *this
|
---|
125 | /*!
|
---|
126 | \warning Datas are copied (cloned) from \b a.
|
---|
127 | \sa NDataBlock::operator=(const NDataBlock<T>&)
|
---|
128 | */
|
---|
129 | template <class T>
|
---|
130 | TArray<T>& TMatrix<T>::Set(const TArray<T>& a)
|
---|
131 | {
|
---|
132 | if (a.NbDimensions() > 2)
|
---|
133 | throw SzMismatchError("TMatrix<T>::Set(const TArray<T>& a) a.NbDimensions() > 2");
|
---|
134 | if ((arrtype_ == 2) && (a.NbDimensions() > 1) && (a.Size(0) > 1) && (a.Size(1) > 1) )
|
---|
135 | throw SzMismatchError("TMatrix<T>::Set(const TArray<T>& a) Size(0,1)>1 for Vector");
|
---|
136 | TArray<T>::Set(a);
|
---|
137 | if (NbDimensions() == 1) {
|
---|
138 | size_[1] = 1;
|
---|
139 | step_[1] = size_[0]*step_[0];
|
---|
140 | ndim_ = 2;
|
---|
141 | }
|
---|
142 | UpdateMemoryMapping(*this, SameMemoryMapping);
|
---|
143 | return(*this);
|
---|
144 | }
|
---|
145 |
|
---|
146 | template <class T>
|
---|
147 | TArray<T>& TMatrix<T>::SetBA(const BaseArray& a)
|
---|
148 | {
|
---|
149 | if (a.NbDimensions() > 2)
|
---|
150 | throw SzMismatchError("TMatrix<T>::SetBA(const BaseArray& a) a.NbDimensions() > 2");
|
---|
151 | if ((arrtype_ == 2) && (a.NbDimensions() > 1) && (a.Size(0) > 1) && (a.Size(1) > 1) )
|
---|
152 | throw SzMismatchError("TMatrix<T>::Set(const TArray<T>& a) Size(0,1)>1 for Vector");
|
---|
153 | TArray<T>::SetBA(a);
|
---|
154 | if (NbDimensions() == 1) {
|
---|
155 | size_[1] = 1;
|
---|
156 | step_[1] = size_[0]*step_[0];
|
---|
157 | ndim_ = 2;
|
---|
158 | }
|
---|
159 | UpdateMemoryMapping(*this, SameMemoryMapping);
|
---|
160 | return(*this);
|
---|
161 | }
|
---|
162 |
|
---|
163 |
|
---|
164 |
|
---|
165 | //! Resize the matrix
|
---|
166 | /*!
|
---|
167 | \param r : number of rows
|
---|
168 | \param c : number of columns
|
---|
169 | \param mm : define the memory mapping type
|
---|
170 | (SameMemoryMapping,CMemoryMapping
|
---|
171 | ,FortranMemoryMapping,DefaultMemoryMapping)
|
---|
172 | */
|
---|
173 | template <class T>
|
---|
174 | void TMatrix<T>::ReSize(uint_4 r, uint_4 c, short mm)
|
---|
175 | {
|
---|
176 | if(r==0||c==0)
|
---|
177 | throw(SzMismatchError("TMatrix::ReSize r or c==0 "));
|
---|
178 | if ((arrtype_ == 2) && (r > 1) && (c > 1))
|
---|
179 | throw(SzMismatchError("TMatrix::ReSize r>1&&c>1 for Vector "));
|
---|
180 | uint_4 size[BASEARRAY_MAXNDIMS];
|
---|
181 | for(int kk=0; kk<BASEARRAY_MAXNDIMS; kk++) size[kk] = 0;
|
---|
182 | if (mm == SameMemoryMapping) mm = GetMemoryMapping();
|
---|
183 | else if ( (mm != CMemoryMapping) && (mm != FortranMemoryMapping) )
|
---|
184 | mm = GetDefaultMemoryMapping();
|
---|
185 | if (mm == CMemoryMapping) {
|
---|
186 | size[0] = c; size[1] = r;
|
---|
187 | }
|
---|
188 | else {
|
---|
189 | size[0] = r; size[1] = c;
|
---|
190 | }
|
---|
191 | TArray<T>::ReSize(2, size, 1);
|
---|
192 | UpdateMemoryMapping(mm);
|
---|
193 | }
|
---|
194 |
|
---|
195 | //! Re-allocate space for the matrix
|
---|
196 | /*!
|
---|
197 | \param r : number of rows
|
---|
198 | \param c : number of columns
|
---|
199 | \param mm : define the memory mapping type
|
---|
200 | \param force : if true re-allocation is forced, if not it occurs
|
---|
201 | only if the required space is greater than the old one.
|
---|
202 | \sa ReSize
|
---|
203 | */
|
---|
204 | template <class T>
|
---|
205 | void TMatrix<T>::Realloc(uint_4 r,uint_4 c, short mm, bool force)
|
---|
206 | {
|
---|
207 | if(r==0||c==0)
|
---|
208 | throw(SzMismatchError("TMatrix::Realloc r or c==0 "));
|
---|
209 | if ((arrtype_ == 2) && (r > 1) && (c > 1))
|
---|
210 | throw(SzMismatchError("TMatrix::Realloc r>1&&c>1 for Vector "));
|
---|
211 | uint_4 size[BASEARRAY_MAXNDIMS];
|
---|
212 | for(int 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>::Realloc(2, size, 1, force);
|
---|
223 | UpdateMemoryMapping(mm);
|
---|
224 | }
|
---|
225 |
|
---|
226 | // $CHECK$ Reza 03/2000 Doit-on declarer cette methode const ?
|
---|
227 | //! Return a submatrix define by \b Range \b rline and \b rcol
|
---|
228 | template <class T>
|
---|
229 | TMatrix<T> TMatrix<T>::SubMatrix(Range rline, Range rcol) const
|
---|
230 | {
|
---|
231 | short mm = GetMemoryMapping();
|
---|
232 | Range rx, ry;
|
---|
233 | if (mm == CMemoryMapping) { rx = rcol; ry = rline; }
|
---|
234 | else { ry = rcol; rx = rline; }
|
---|
235 | TMatrix sm(SubArray(rx, ry, Range(0), Range(0), Range(0)),true, mm);
|
---|
236 | sm.UpdateMemoryMapping(mm);
|
---|
237 | sm.SetTemp(true);
|
---|
238 | return(sm);
|
---|
239 | }
|
---|
240 |
|
---|
241 | ////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
242 | // Transposition
|
---|
243 | //! Transpose matrix in place
|
---|
244 | template <class T>
|
---|
245 | TMatrix<T>& TMatrix<T>::Transpose()
|
---|
246 | {
|
---|
247 | short vt = (marowi_ == veceli_) ? ColumnVector : RowVector;
|
---|
248 | uint_4 rci = macoli_;
|
---|
249 | macoli_ = marowi_;
|
---|
250 | marowi_ = rci;
|
---|
251 | veceli_ = (vt == ColumnVector ) ? marowi_ : macoli_;
|
---|
252 | return(*this);
|
---|
253 | }
|
---|
254 |
|
---|
255 |
|
---|
256 | //! Transpose matrix into new matrix
|
---|
257 | /*!
|
---|
258 | \param mm : define the memory mapping type
|
---|
259 | (SameMemoryMapping,CMemoryMapping,FortranMemoryMapping)
|
---|
260 | \return return a new matrix
|
---|
261 | */
|
---|
262 | template <class T>
|
---|
263 | TMatrix<T> TMatrix<T>::Transpose(short mm)
|
---|
264 | {
|
---|
265 | if (mm == SameMemoryMapping) mm = GetMemoryMapping();
|
---|
266 | TMatrix<T> tm(NCols(), NRows(), mm);
|
---|
267 | for(uint_4 i=0; i<NRows(); i++)
|
---|
268 | for(uint_4 j=0; j<NCols(); j++)
|
---|
269 | tm(j,i) = (*this)(i,j);
|
---|
270 | tm.SetTemp(true);
|
---|
271 | return tm;
|
---|
272 | }
|
---|
273 |
|
---|
274 | //! Rearrange data in memory memoire according to \b mm
|
---|
275 | /*!
|
---|
276 | \param mm : define the memory mapping type
|
---|
277 | (SameMemoryMapping,CMemoryMapping,FortranMemoryMapping)
|
---|
278 | \warning If identical, return a matrix that share the datas
|
---|
279 | */
|
---|
280 | template <class T>
|
---|
281 | TMatrix<T> TMatrix<T>::Rearrange(short mm)
|
---|
282 | {
|
---|
283 | if ( mm == SameMemoryMapping) mm = GetMemoryMapping();
|
---|
284 | else if ( (mm != CMemoryMapping) && (mm != FortranMemoryMapping) )
|
---|
285 | mm = GetDefaultMemoryMapping();
|
---|
286 |
|
---|
287 | if (mm == GetMemoryMapping())
|
---|
288 | return (TMatrix<T>(*this, true));
|
---|
289 |
|
---|
290 | TMatrix<T> tm(NRows(), NCols(), mm);
|
---|
291 | for(uint_4 i=0; i<NRows(); i++)
|
---|
292 | for(uint_4 j=0; j<NCols(); j++)
|
---|
293 | tm(i,j) = (*this)(i,j);
|
---|
294 | tm.SetTemp(true);
|
---|
295 | return tm;
|
---|
296 | }
|
---|
297 |
|
---|
298 | //! Set the matrix to the identity matrix \b imx
|
---|
299 | template <class T>
|
---|
300 | TMatrix<T>& TMatrix<T>::SetIdentity(IdentityMatrix imx)
|
---|
301 | {
|
---|
302 | if (ndim_ == 0) {
|
---|
303 | uint_4 sz = imx.Size();
|
---|
304 | if (sz < 1) sz = 1;
|
---|
305 | ReSize(sz, sz);
|
---|
306 | }
|
---|
307 | T diag = (T)imx.Diag();
|
---|
308 | if (NRows() != NCols())
|
---|
309 | throw SzMismatchError("TMatrix::operator= (IdentityMatrix) NRows() != NCols()") ;
|
---|
310 | *this = (T) 0;
|
---|
311 | for(uint_4 i=0; i<NRows(); i++) (*this)(i,i) = diag;
|
---|
312 |
|
---|
313 | return (*this);
|
---|
314 | }
|
---|
315 |
|
---|
316 |
|
---|
317 |
|
---|
318 | ////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
319 | //**** Impression
|
---|
320 | //! Return info on number of rows, column and type \b T
|
---|
321 | template <class T>
|
---|
322 | string TMatrix<T>::InfoString() const
|
---|
323 | {
|
---|
324 | string rs = "TMatrix<";
|
---|
325 | rs += typeid(T).name();
|
---|
326 | char buff[64];
|
---|
327 | sprintf(buff, ">(NRows=%ld, NCols=%ld)", (long)NRows(), (long)NCols());
|
---|
328 | rs += buff;
|
---|
329 | return(rs);
|
---|
330 | }
|
---|
331 |
|
---|
332 | //! Print matrix
|
---|
333 | /*!
|
---|
334 | \param maxprt : maximum numer of print
|
---|
335 | \param si : if true, display attached DvList
|
---|
336 | \sa SetMaxPrint
|
---|
337 | */
|
---|
338 | template <class T>
|
---|
339 | void TMatrix<T>::Print(ostream& os, int_4 maxprt, bool si) const
|
---|
340 | {
|
---|
341 | if (maxprt < 0) maxprt = max_nprt_;
|
---|
342 | uint_4 npr = 0;
|
---|
343 | Show(os, si);
|
---|
344 | if (ndim_ < 1) return;
|
---|
345 | uint_4 kc,kr;
|
---|
346 | for(kr=0; kr<size_[marowi_]; kr++) {
|
---|
347 | if ( (size_[marowi_] > 1) && (size_[macoli_] > 10) ) cout << "----- Ligne Line= " << kr << endl;
|
---|
348 | for(kc=0; kc<size_[macoli_]; kc++) {
|
---|
349 | if(kc > 0) os << ", ";
|
---|
350 | os << (*this)(kr, kc); npr++;
|
---|
351 | if (npr >= (uint_4) maxprt) {
|
---|
352 | if (npr < totsize_) os << "\n .... " << endl; return;
|
---|
353 | }
|
---|
354 | }
|
---|
355 | os << endl;
|
---|
356 | }
|
---|
357 | os << endl;
|
---|
358 | }
|
---|
359 |
|
---|
360 | ////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
361 | //**** Multiplication matricielle *****
|
---|
362 | ////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
363 |
|
---|
364 | //! Return the matrix product C = (*this)*B
|
---|
365 | /*!
|
---|
366 | \param mm : define the memory mapping type for the return matrix
|
---|
367 | */
|
---|
368 | template <class T>
|
---|
369 | TMatrix<T> TMatrix<T>::Multiply(const TMatrix<T>& b, short mm) const
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370 | {
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371 | if (NCols() != b.NRows())
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372 | throw(SzMismatchError("TMatrix<T>::Multiply(b) NCols() != b.NRows() ") );
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373 | if (mm == SameMemoryMapping) mm = GetMemoryMapping();
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374 | TMatrix<T> rm(NRows(), b.NCols(), mm);
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375 |
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376 | const T * pea;
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377 | const T * peb;
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378 | T sum;
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379 | uint_4 r,c,k;
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380 | uint_4 stepa = Step(ColsKA());
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381 | uint_4 stepb = b.Step(RowsKA());
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382 | // Calcul de C=rm = A*B (A=*this)
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383 | for(r=0; r<rm.NRows(); r++) // Boucle sur les lignes de A
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384 | for(c=0; c<rm.NCols(); c++) { // Boucle sur les colonnes de B
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385 | sum = 0;
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386 | pea = &((*this)(r,0)); // 1er element de la ligne r de A
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387 | peb = &(b(0,c)); // 1er element de la colonne c de B
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388 | for(k=0; k<NCols(); k++) sum += pea[k*stepa]*peb[k*stepb];
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389 | rm(r,c) = sum;
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390 | }
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391 |
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392 | rm.SetTemp(true);
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393 | return rm;
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394 | }
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395 |
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396 | ///////////////////////////////////////////////////////////////
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397 | #ifdef __CXX_PRAGMA_TEMPLATES__
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398 | #pragma define_template TMatrix<uint_2>
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399 | #pragma define_template TMatrix<int_4>
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400 | #pragma define_template TMatrix<int_8>
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401 | #pragma define_template TMatrix<r_4>
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402 | #pragma define_template TMatrix<r_8>
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403 | #pragma define_template TMatrix< complex<r_4> >
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404 | #pragma define_template TMatrix< complex<r_8> >
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405 | #endif
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406 |
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407 | #if defined(ANSI_TEMPLATES) || defined(GNU_TEMPLATES)
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408 | template class TMatrix<uint_2>;
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409 | template class TMatrix<int_4>;
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410 | template class TMatrix<int_8>;
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411 | template class TMatrix<r_4>;
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412 | template class TMatrix<r_8>;
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413 | template class TMatrix< complex<r_4> >;
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414 | template class TMatrix< complex<r_8> >;
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415 | #endif
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