| 1 | // Test de l'inversion de matrice (cmv 14/04/00)
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| 2 | // Pb numeriques: dapax22 et daplxa115
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| 3 | //                tsttminv -v 55,100,130,1000000000 -l 0 -a 1 
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| 4 | 
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| 5 | // if defined COMPLEX , if not REAL
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| 6 | //#define COMPLEX
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| 7 | // if defined 32 bits precision, if not 64 bits
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| 8 | // #define PRECIS32
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| 9 | #define ALSO_LAPACK
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| 10 | 
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| 11 | #include "machdefs.h"
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| 12 | #include <iostream>
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|---|
| 13 | #include <stdlib.h>
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|---|
| 14 | #include <stdio.h>
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|---|
| 15 | #include <string.h>
 | 
|---|
| 16 | #include <math.h>
 | 
|---|
| 17 | #include <unistd.h>
 | 
|---|
| 18 | #include "timing.h"
 | 
|---|
| 19 | #include "ntoolsinit.h"
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|---|
| 20 | #include "pexceptions.h"
 | 
|---|
| 21 | #include "array.h"
 | 
|---|
| 22 | #include "srandgen.h"
 | 
|---|
| 23 | 
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|---|
| 24 | #ifdef ALSO_LAPACK
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|---|
| 25 | #include "intflapack.h"
 | 
|---|
| 26 | #endif
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|---|
| 27 | 
 | 
|---|
| 28 | 
 | 
|---|
| 29 | #if defined(COMPLEX)
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|---|
| 30 |   #define ABS_VAL(_x_) sqrt((double)((_x_).real()*(_x_).real() + (_x_).imag()*(_x_).imag()))
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|---|
| 31 |   #if defined(PRECIS32)
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|---|
| 32 |     #define TYPE complex<r_4>
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|---|
| 33 |   #else
 | 
|---|
| 34 |     #define TYPE complex<r_8>
 | 
|---|
| 35 |   #endif
 | 
|---|
| 36 | #else
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|---|
| 37 |   #define ABS_VAL(_x_) fabs((double)_x_)
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|---|
| 38 |   #if defined(PRECIS32)
 | 
|---|
| 39 |     #define TYPE r_4
 | 
|---|
| 40 |   #else
 | 
|---|
| 41 |     #define TYPE r_8
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|---|
| 42 |   #endif
 | 
|---|
| 43 | #endif
 | 
|---|
| 44 | 
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|---|
| 45 | int main(int narg,char *arg[])
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|---|
| 46 | {
 | 
|---|
| 47 | //--------------------------------------------------------
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|---|
| 48 | // number of lines/columns
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|---|
| 49 | uint_4 N = 5;
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|---|
| 50 | // scale of the value (if =1 values between -1 and 1)
 | 
|---|
| 51 | r_8 scale = 1.;
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|---|
| 52 | // number of values change by +/- vbig
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|---|
| 53 | uint_4 nbig = N;
 | 
|---|
| 54 | r_8 vbig = 1000.;
 | 
|---|
| 55 | // Nombre de lignes de matrice a imprimer
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|---|
| 56 | uint_4 nprline = 10;
 | 
|---|
| 57 | // Initialisation du pauvre de l'aleatoire
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|---|
| 58 | uint_4 nalea = 0;
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|---|
| 59 | // data scaling for gauss pivoting and determinant
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|---|
| 60 | int tscal = 1;
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|---|
| 61 | bool detok=false;
 | 
|---|
| 62 | bool timok = false;
 | 
|---|
| 63 | //--------------------------------------------------------
 | 
|---|
| 64 | 
 | 
|---|
| 65 | //-- Decodage arguments
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|---|
| 66 | char c;
 | 
|---|
| 67 | while((c = getopt(narg,arg,"hdtv:l:a:n:")) != -1) {
 | 
|---|
| 68 |   switch (c) {
 | 
|---|
| 69 |   case 'v' :
 | 
|---|
| 70 |     sscanf(optarg,"%d,%lf,%d,%lf",&N,&scale,&nbig,&vbig);
 | 
|---|
| 71 |     break;
 | 
|---|
| 72 |   case 'l' :
 | 
|---|
| 73 |     sscanf(optarg,"%d",&nprline);
 | 
|---|
| 74 |     break;
 | 
|---|
| 75 |   case 'a' :
 | 
|---|
| 76 |     sscanf(optarg,"%d",&nalea);
 | 
|---|
| 77 |     break;
 | 
|---|
| 78 |   case 'n' :
 | 
|---|
| 79 |     sscanf(optarg,"%d",&tscal);
 | 
|---|
| 80 |     break;
 | 
|---|
| 81 |   case 'd' :
 | 
|---|
| 82 |     detok = true;
 | 
|---|
| 83 |     break;
 | 
|---|
| 84 |   case 't' :
 | 
|---|
| 85 |     timok = true;
 | 
|---|
| 86 |     break;
 | 
|---|
| 87 |   case 'h' :
 | 
|---|
| 88 |     cout<<"tsttminv [-h] [-v N,scale,nbig,vbig] [-l nprline] [-a nalea]"<<endl
 | 
|---|
| 89 |         <<"         [-n typs] [-d] [-t]"<<endl
 | 
|---|
| 90 |         <<"matrix filled with : {[-1,1] +/- vbig(nbig time)}*scale"<<endl
 | 
|---|
| 91 |         <<"-n 0/1/2 : data scaling 0=no, 1=global (def), 2=row-by-row"<<endl
 | 
|---|
| 92 |         <<"-d : also compute determinant"<<endl
 | 
|---|
| 93 |         <<"-t : do timing"<<endl;
 | 
|---|
| 94 |     exit(-1);
 | 
|---|
| 95 |   }
 | 
|---|
| 96 | }
 | 
|---|
| 97 | if(N<=1) N = 1;
 | 
|---|
| 98 | cout<<"Taille matrice NxN, N = "<<N<<endl;
 | 
|---|
| 99 | cout<<"Elements entre +/- scale = "<<scale<<endl;
 | 
|---|
| 100 | cout<<"Nombre de valeurs hors standard nbig = "<<nbig<<endl;
 | 
|---|
| 101 | cout<<"Valeurs hors standard (+/- vbig = "<<vbig<<" ) * scale"<<endl;
 | 
|---|
| 102 | cout<<"Nombre de lignes de matrice a imprimer "<<nprline<<endl;
 | 
|---|
| 103 | cout<<"Initialisation de l aleatoire par "<<nalea<<" tirages"<<endl;
 | 
|---|
| 104 |  cout<<"Data scaling "<<tscal<<" determinant="<<detok<<" timing="<<timok<<endl;
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|---|
| 105 | cout<<endl;
 | 
|---|
| 106 | 
 | 
|---|
| 107 | //-- Initialization arrays
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|---|
| 108 | SophyaInit();
 | 
|---|
| 109 | if(timok) InitTim();
 | 
|---|
| 110 | #ifdef ALSO_LAPACK
 | 
|---|
| 111 |   BaseArray::SetDefaultMemoryMapping(BaseArray::FortranMemoryMapping);
 | 
|---|
| 112 | #endif
 | 
|---|
| 113 | 
 | 
|---|
| 114 | //-- Definition arrays
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|---|
| 115 | TMatrix< TYPE > A(N,N);
 | 
|---|
| 116 | TMatrix< TYPE > InvA(N,N);
 | 
|---|
| 117 | TMatrix< TYPE > AiA(N,N);
 | 
|---|
| 118 | TMatrix< TYPE > B(N,N);
 | 
|---|
| 119 | TMatrix< TYPE > Adum(N,N);
 | 
|---|
| 120 | TVector< int >  Vind(N*N);
 | 
|---|
| 121 | A.Show();
 | 
|---|
| 122 | 
 | 
|---|
| 123 | SimpleMatrixOperation< TYPE >::SetGausPivScal(tscal);
 | 
|---|
| 124 | 
 | 
|---|
| 125 | //-- Mise a zero
 | 
|---|
| 126 | A    = (TYPE) 0;
 | 
|---|
| 127 | InvA = (TYPE) 0;
 | 
|---|
| 128 | AiA  = (TYPE) 0;
 | 
|---|
| 129 | B    = (TYPE) 0;
 | 
|---|
| 130 | Adum = (TYPE) 0;
 | 
|---|
| 131 | BaseArray::SetMaxPrint(nprline*N,0);
 | 
|---|
| 132 | 
 | 
|---|
| 133 | //-- Fill matrices
 | 
|---|
| 134 | double vmax=-1.;
 | 
|---|
| 135 | uint_8 k;
 | 
|---|
| 136 | uint_4 i,j; double s;
 | 
|---|
| 137 | uint_4 nbr=0, nbi=0;
 | 
|---|
| 138 | Vind = 0;
 | 
|---|
| 139 | if(nalea>0) for(i=0;i<nalea;i++) drand01();
 | 
|---|
| 140 | A = RandomSequence(RandomSequence::Flat,0.,1.);
 | 
|---|
| 141 | if(nbig>0) for(i=0;i<nbig;i++) {
 | 
|---|
| 142 |   k=(uint_8)(drand01()*N*N); if(k>=N*N) k--;
 | 
|---|
| 143 |   s=(drand01()>0.5)?1.:-1.;
 | 
|---|
| 144 |   if(Vind[k]==0) {A[k] += (TYPE) s*vbig; Vind[k]=1; nbr++;}
 | 
|---|
| 145 | }
 | 
|---|
| 146 | A *= (TYPE) scale;
 | 
|---|
| 147 | #if defined(COMPLEX)
 | 
|---|
| 148 | Vind = 0;
 | 
|---|
| 149 | B = RandomSequence(RandomSequence::Flat,0.,1.);
 | 
|---|
| 150 | if(nbig>0) for(i=0;i<nbig;i++) {
 | 
|---|
| 151 |   k=(uint_8)(drand01()*N*N); if(k>=N*N) k--;
 | 
|---|
| 152 |   s=(drand01()>0.5)?1.:-1.;
 | 
|---|
| 153 |   if(Vind[k]==0) {B[k] += (TYPE) s*vbig; Vind[k]=1; nbi++;}
 | 
|---|
| 154 | }
 | 
|---|
| 155 | B *= (TYPE) scale;
 | 
|---|
| 156 | A += TYPE(0.,1.)*B;
 | 
|---|
| 157 | #endif
 | 
|---|
| 158 | cout<<"Nombre de valeurs BIG reelles = "<<nbr<<", imaginaires = "<<nbi<<endl;
 | 
|---|
| 159 | Adum = A;
 | 
|---|
| 160 | 
 | 
|---|
| 161 | //-- Print matrice A
 | 
|---|
| 162 | cout<<"------------ TMatrix A :"<<endl;
 | 
|---|
| 163 | if(nprline>0) {cout<<A; cout<<endl<<endl;}
 | 
|---|
| 164 | 
 | 
|---|
| 165 | //-- Inversion
 | 
|---|
| 166 | cout<<"------------ Inversion"<<endl;
 | 
|---|
| 167 | //InvA = Inverse(A);
 | 
|---|
| 168 | InvA = IdentityMatrix(1.,N);
 | 
|---|
| 169 | if(timok) PrtTim("--- End of filling ---");
 | 
|---|
| 170 | TYPE det = GausPiv(A,InvA,detok);
 | 
|---|
| 171 | if(timok) PrtTim("--- End of GausPiv ---");
 | 
|---|
| 172 | cout<<"Det = "<<det<<endl;
 | 
|---|
| 173 | cout<<"------------ TMatrix InvA = A^(-1):"<<endl;
 | 
|---|
| 174 | if(nprline>0) {cout<<InvA; cout<<endl<<endl;}
 | 
|---|
| 175 | 
 | 
|---|
| 176 | //-- AiA = A * InvA
 | 
|---|
| 177 | cout<<"AiA = A * InvA"<<endl;
 | 
|---|
| 178 | AiA = A * InvA;
 | 
|---|
| 179 | cout<<"------------ TMatrix AiA = A * InvA:"<<endl;
 | 
|---|
| 180 | if(nprline>0) {cout<<AiA; cout<<endl;}
 | 
|---|
| 181 | 
 | 
|---|
| 182 | //-- Check
 | 
|---|
| 183 | vmax=-1.;
 | 
|---|
| 184 | for(i=0;i<N;i++) {
 | 
|---|
| 185 |   double absv = ABS_VAL( 1. - AiA(i,i) );
 | 
|---|
| 186 |   if( absv > vmax ) vmax = absv;
 | 
|---|
| 187 | }
 | 
|---|
| 188 | cout<<"Ecart maximum par rapport a 1 sur diagonale = "<<vmax<<endl;
 | 
|---|
| 189 | vmax = -1.;
 | 
|---|
| 190 | for(i=0;i<N;i++) for(j=0;j<N;j++) {
 | 
|---|
| 191 |   if( i == j ) continue;
 | 
|---|
| 192 |   double absv = ABS_VAL( AiA(i,j) );
 | 
|---|
| 193 |   if( absv > vmax ) vmax = absv;
 | 
|---|
| 194 | }
 | 
|---|
| 195 | cout<<"Ecart maximum par rapport a 0 hors diagonale = "<<vmax<<endl;
 | 
|---|
| 196 | 
 | 
|---|
| 197 | ////////////////////////////////////
 | 
|---|
| 198 | ///////// Test avec Lapack /////////
 | 
|---|
| 199 | ////////////////////////////////////
 | 
|---|
| 200 | #ifdef ALSO_LAPACK
 | 
|---|
| 201 | 
 | 
|---|
| 202 | cout<<endl<<"LAPACK Cross-Check"<<endl;
 | 
|---|
| 203 | InvA = IdentityMatrix(1.,N);
 | 
|---|
| 204 | if(timok) PrtTim("--- End of check ---");
 | 
|---|
| 205 | LapackLinSolve(Adum,InvA);
 | 
|---|
| 206 | if(timok) PrtTim("--- End of LapackLinSolve ---");
 | 
|---|
| 207 | AiA = A * InvA;
 | 
|---|
| 208 | vmax=-1.;
 | 
|---|
| 209 | for(i=0;i<N;i++) {
 | 
|---|
| 210 |   double absv = ABS_VAL( 1. - AiA(i,i) );
 | 
|---|
| 211 |   if( absv > vmax ) vmax = absv;
 | 
|---|
| 212 | }
 | 
|---|
| 213 | cout<<"Ecart maximum par rapport a 1 sur diagonale = "<<vmax<<endl;
 | 
|---|
| 214 | vmax = -1.;
 | 
|---|
| 215 | for(i=0;i<N;i++) for(j=0;j<N;j++) {
 | 
|---|
| 216 |   if( i == j ) continue;
 | 
|---|
| 217 |   double absv = ABS_VAL( AiA(i,j) );
 | 
|---|
| 218 |   if( absv > vmax ) vmax = absv;
 | 
|---|
| 219 | }
 | 
|---|
| 220 | cout<<"Ecart maximum par rapport a 0 hors diagonale = "<<vmax<<endl;
 | 
|---|
| 221 | 
 | 
|---|
| 222 | #endif
 | 
|---|
| 223 | 
 | 
|---|
| 224 | if(timok) PrtTim("--- End of Job ---");
 | 
|---|
| 225 | exit(0);
 | 
|---|
| 226 | }
 | 
|---|