| 1 | //$$ bandmat.cpp                     Band matrix definitions | 
|---|
| 2 |  | 
|---|
| 3 | // Copyright (C) 1991,2,3,4,9: R B Davies | 
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| 4 |  | 
|---|
| 5 | #define WANT_MATH                    // include.h will get math fns | 
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| 6 |  | 
|---|
| 7 | //#define WANT_STREAM | 
|---|
| 8 |  | 
|---|
| 9 | #include "include.h" | 
|---|
| 10 |  | 
|---|
| 11 | #include "newmat.h" | 
|---|
| 12 | #include "newmatrc.h" | 
|---|
| 13 |  | 
|---|
| 14 | #ifdef use_namespace | 
|---|
| 15 | namespace NEWMAT { | 
|---|
| 16 | #endif | 
|---|
| 17 |  | 
|---|
| 18 |  | 
|---|
| 19 |  | 
|---|
| 20 | #ifdef DO_REPORT | 
|---|
| 21 | #define REPORT { static ExeCounter ExeCount(__LINE__,10); ++ExeCount; } | 
|---|
| 22 | #else | 
|---|
| 23 | #define REPORT {} | 
|---|
| 24 | #endif | 
|---|
| 25 |  | 
|---|
| 26 | static inline int my_min(int x, int y) { return x < y ? x : y; } | 
|---|
| 27 | static inline int my_max(int x, int y) { return x > y ? x : y; } | 
|---|
| 28 |  | 
|---|
| 29 |  | 
|---|
| 30 | BandMatrix::BandMatrix(const BaseMatrix& M) | 
|---|
| 31 | { | 
|---|
| 32 |    REPORT // CheckConversion(M); | 
|---|
| 33 |    // MatrixConversionCheck mcc; | 
|---|
| 34 |    GeneralMatrix* gmx=((BaseMatrix&)M).Evaluate(MatrixType::BM); | 
|---|
| 35 |    GetMatrix(gmx); CornerClear(); | 
|---|
| 36 | } | 
|---|
| 37 |  | 
|---|
| 38 | void BandMatrix::SetParameters(const GeneralMatrix* gmx) | 
|---|
| 39 | { | 
|---|
| 40 |    REPORT | 
|---|
| 41 |    MatrixBandWidth bw = gmx->BandWidth(); | 
|---|
| 42 |    lower = bw.lower; upper = bw.upper; | 
|---|
| 43 | } | 
|---|
| 44 |  | 
|---|
| 45 | void BandMatrix::ReSize(int n, int lb, int ub) | 
|---|
| 46 | { | 
|---|
| 47 |    REPORT | 
|---|
| 48 |    Tracer tr("BandMatrix::ReSize"); | 
|---|
| 49 |    if (lb<0 || ub<0) Throw(ProgramException("Undefined bandwidth")); | 
|---|
| 50 |    lower = (lb<=n) ? lb : n-1; upper = (ub<=n) ? ub : n-1; | 
|---|
| 51 |    GeneralMatrix::ReSize(n,n,n*(lower+1+upper)); CornerClear(); | 
|---|
| 52 | } | 
|---|
| 53 |  | 
|---|
| 54 | // SimpleAddOK shows when we can add etc two matrices by a simple vector add | 
|---|
| 55 | // and when we can add one matrix into another | 
|---|
| 56 | // *gm must be the same type as *this | 
|---|
| 57 | // return 0 if simple add is OK | 
|---|
| 58 | // return 1 if we can add into *gm only | 
|---|
| 59 | // return 2 if we can add into *this only | 
|---|
| 60 | // return 3 if we can't add either way | 
|---|
| 61 | // For SP this will still be valid if we swap 1 and 2 | 
|---|
| 62 |  | 
|---|
| 63 | short BandMatrix::SimpleAddOK(const GeneralMatrix* gm) | 
|---|
| 64 | { | 
|---|
| 65 |    const BandMatrix* bm = (const BandMatrix*)gm; | 
|---|
| 66 |    if (bm->lower == lower && bm->upper == upper) { REPORT return 0; } | 
|---|
| 67 |    else if (bm->lower >= lower && bm->upper >= upper) { REPORT return 1; } | 
|---|
| 68 |    else if (bm->lower <= lower && bm->upper <= upper) { REPORT return 2; } | 
|---|
| 69 |    else { REPORT return 3; } | 
|---|
| 70 | } | 
|---|
| 71 |  | 
|---|
| 72 | short SymmetricBandMatrix::SimpleAddOK(const GeneralMatrix* gm) | 
|---|
| 73 | { | 
|---|
| 74 |    const SymmetricBandMatrix* bm = (const SymmetricBandMatrix*)gm; | 
|---|
| 75 |    if (bm->lower == lower) { REPORT return 0; } | 
|---|
| 76 |    else if (bm->lower > lower) { REPORT return 1; } | 
|---|
| 77 |    else { REPORT return 2; } | 
|---|
| 78 | } | 
|---|
| 79 |  | 
|---|
| 80 | void UpperBandMatrix::ReSize(int n, int lb, int ub) | 
|---|
| 81 | { | 
|---|
| 82 |    REPORT | 
|---|
| 83 |    if (lb != 0) | 
|---|
| 84 |    { | 
|---|
| 85 |       Tracer tr("UpperBandMatrix::ReSize"); | 
|---|
| 86 |       Throw(ProgramException("UpperBandMatrix with non-zero lower band" )); | 
|---|
| 87 |    } | 
|---|
| 88 |    BandMatrix::ReSize(n, lb, ub); | 
|---|
| 89 | } | 
|---|
| 90 |  | 
|---|
| 91 | void LowerBandMatrix::ReSize(int n, int lb, int ub) | 
|---|
| 92 | { | 
|---|
| 93 |    REPORT | 
|---|
| 94 |    if (ub != 0) | 
|---|
| 95 |    { | 
|---|
| 96 |       Tracer tr("LowerBandMatrix::ReSize"); | 
|---|
| 97 |       Throw(ProgramException("LowerBandMatrix with non-zero upper band" )); | 
|---|
| 98 |    } | 
|---|
| 99 |    BandMatrix::ReSize(n, lb, ub); | 
|---|
| 100 | } | 
|---|
| 101 |  | 
|---|
| 102 | void BandMatrix::ReSize(const GeneralMatrix& A) | 
|---|
| 103 | { | 
|---|
| 104 |    REPORT | 
|---|
| 105 |    int n = A.Nrows(); | 
|---|
| 106 |    if (n != A.Ncols()) | 
|---|
| 107 |    { | 
|---|
| 108 |       Tracer tr("BandMatrix::ReSize(GM)"); | 
|---|
| 109 |       Throw(NotSquareException(*this)); | 
|---|
| 110 |    } | 
|---|
| 111 |    MatrixBandWidth mbw = A.BandWidth(); | 
|---|
| 112 |    ReSize(n, mbw.Lower(), mbw.Upper()); | 
|---|
| 113 | } | 
|---|
| 114 |  | 
|---|
| 115 | bool BandMatrix::SameStorageType(const GeneralMatrix& A) const | 
|---|
| 116 | { | 
|---|
| 117 |    if (Type() != A.Type()) { REPORT return false; } | 
|---|
| 118 |    REPORT | 
|---|
| 119 |    return BandWidth() == A.BandWidth(); | 
|---|
| 120 | } | 
|---|
| 121 |  | 
|---|
| 122 | void BandMatrix::ReSizeForAdd(const GeneralMatrix& A, const GeneralMatrix& B) | 
|---|
| 123 | { | 
|---|
| 124 |    REPORT | 
|---|
| 125 |    Tracer tr("BandMatrix::ReSizeForAdd"); | 
|---|
| 126 |    MatrixBandWidth A_BW = A.BandWidth(); MatrixBandWidth B_BW = B.BandWidth(); | 
|---|
| 127 |    if ((A_BW.Lower() < 0) | (A_BW.Upper() < 0) | (B_BW.Lower() < 0) | 
|---|
| 128 |       | (A_BW.Upper() < 0)) | 
|---|
| 129 |          Throw(ProgramException("Can't ReSize to BandMatrix" )); | 
|---|
| 130 |    // already know A and B are square | 
|---|
| 131 |    ReSize(A.Nrows(), my_max(A_BW.Lower(), B_BW.Lower()), | 
|---|
| 132 |       my_max(A_BW.Upper(), B_BW.Upper())); | 
|---|
| 133 | } | 
|---|
| 134 |  | 
|---|
| 135 | void BandMatrix::ReSizeForSP(const GeneralMatrix& A, const GeneralMatrix& B) | 
|---|
| 136 | { | 
|---|
| 137 |    REPORT | 
|---|
| 138 |    Tracer tr("BandMatrix::ReSizeForSP"); | 
|---|
| 139 |    MatrixBandWidth A_BW = A.BandWidth(); MatrixBandWidth B_BW = B.BandWidth(); | 
|---|
| 140 |    if ((A_BW.Lower() < 0) | (A_BW.Upper() < 0) | (B_BW.Lower() < 0) | 
|---|
| 141 |       | (A_BW.Upper() < 0)) | 
|---|
| 142 |          Throw(ProgramException("Can't ReSize to BandMatrix" )); | 
|---|
| 143 |    // already know A and B are square | 
|---|
| 144 |    ReSize(A.Nrows(), my_min(A_BW.Lower(), B_BW.Lower()), | 
|---|
| 145 |       my_min(A_BW.Upper(), B_BW.Upper())); | 
|---|
| 146 | } | 
|---|
| 147 |  | 
|---|
| 148 |  | 
|---|
| 149 | void BandMatrix::operator=(const BaseMatrix& X) | 
|---|
| 150 | { | 
|---|
| 151 |    REPORT // CheckConversion(X); | 
|---|
| 152 |    // MatrixConversionCheck mcc; | 
|---|
| 153 |    Eq(X,MatrixType::BM); CornerClear(); | 
|---|
| 154 | } | 
|---|
| 155 |  | 
|---|
| 156 | void BandMatrix::CornerClear() const | 
|---|
| 157 | { | 
|---|
| 158 |    // set unused parts of BandMatrix to zero | 
|---|
| 159 |    REPORT | 
|---|
| 160 |    int i = lower; Real* s = store; int bw = lower + 1 + upper; | 
|---|
| 161 |    while (i) | 
|---|
| 162 |       { int j = i--; Real* sj = s; s += bw; while (j--) *sj++ = 0.0; } | 
|---|
| 163 |    i = upper; s = store + storage; | 
|---|
| 164 |    while (i) | 
|---|
| 165 |       { int j = i--; Real* sj = s; s -= bw; while (j--) *(--sj) = 0.0; } | 
|---|
| 166 | } | 
|---|
| 167 |  | 
|---|
| 168 | MatrixBandWidth MatrixBandWidth::operator+(const MatrixBandWidth& bw) const | 
|---|
| 169 | { | 
|---|
| 170 |    REPORT | 
|---|
| 171 |    int l = bw.lower; int u = bw.upper; | 
|---|
| 172 |    l = (lower < 0 || l < 0) ? -1 : (lower > l) ? lower : l; | 
|---|
| 173 |    u = (upper < 0 || u < 0) ? -1 : (upper > u) ? upper : u; | 
|---|
| 174 |    return MatrixBandWidth(l,u); | 
|---|
| 175 | } | 
|---|
| 176 |  | 
|---|
| 177 | MatrixBandWidth MatrixBandWidth::operator*(const MatrixBandWidth& bw) const | 
|---|
| 178 | { | 
|---|
| 179 |    REPORT | 
|---|
| 180 |    int l = bw.lower; int u = bw.upper; | 
|---|
| 181 |    l = (lower < 0 || l < 0) ? -1 : lower+l; | 
|---|
| 182 |    u = (upper < 0 || u < 0) ? -1 : upper+u; | 
|---|
| 183 |    return MatrixBandWidth(l,u); | 
|---|
| 184 | } | 
|---|
| 185 |  | 
|---|
| 186 | MatrixBandWidth MatrixBandWidth::minimum(const MatrixBandWidth& bw) const | 
|---|
| 187 | { | 
|---|
| 188 |    REPORT | 
|---|
| 189 |    int l = bw.lower; int u = bw.upper; | 
|---|
| 190 |    if ((lower >= 0) && ( (l < 0) || (l > lower) )) l = lower; | 
|---|
| 191 |    if ((upper >= 0) && ( (u < 0) || (u > upper) )) u = upper; | 
|---|
| 192 |    return MatrixBandWidth(l,u); | 
|---|
| 193 | } | 
|---|
| 194 |  | 
|---|
| 195 | UpperBandMatrix::UpperBandMatrix(const BaseMatrix& M) | 
|---|
| 196 | { | 
|---|
| 197 |    REPORT // CheckConversion(M); | 
|---|
| 198 |    // MatrixConversionCheck mcc; | 
|---|
| 199 |    GeneralMatrix* gmx=((BaseMatrix&)M).Evaluate(MatrixType::UB); | 
|---|
| 200 |    GetMatrix(gmx); CornerClear(); | 
|---|
| 201 | } | 
|---|
| 202 |  | 
|---|
| 203 | void UpperBandMatrix::operator=(const BaseMatrix& X) | 
|---|
| 204 | { | 
|---|
| 205 |    REPORT // CheckConversion(X); | 
|---|
| 206 |    // MatrixConversionCheck mcc; | 
|---|
| 207 |    Eq(X,MatrixType::UB); CornerClear(); | 
|---|
| 208 | } | 
|---|
| 209 |  | 
|---|
| 210 | LowerBandMatrix::LowerBandMatrix(const BaseMatrix& M) | 
|---|
| 211 | { | 
|---|
| 212 |    REPORT // CheckConversion(M); | 
|---|
| 213 |    // MatrixConversionCheck mcc; | 
|---|
| 214 |    GeneralMatrix* gmx=((BaseMatrix&)M).Evaluate(MatrixType::LB); | 
|---|
| 215 |    GetMatrix(gmx); CornerClear(); | 
|---|
| 216 | } | 
|---|
| 217 |  | 
|---|
| 218 | void LowerBandMatrix::operator=(const BaseMatrix& X) | 
|---|
| 219 | { | 
|---|
| 220 |    REPORT // CheckConversion(X); | 
|---|
| 221 |    // MatrixConversionCheck mcc; | 
|---|
| 222 |    Eq(X,MatrixType::LB); CornerClear(); | 
|---|
| 223 | } | 
|---|
| 224 |  | 
|---|
| 225 | BandLUMatrix::BandLUMatrix(const BaseMatrix& m) | 
|---|
| 226 | { | 
|---|
| 227 |    REPORT | 
|---|
| 228 |    Tracer tr("BandLUMatrix"); | 
|---|
| 229 |    storage2 = 0; store2 = 0;  // in event of exception during build | 
|---|
| 230 |    GeneralMatrix* gm = ((BaseMatrix&)m).Evaluate(MatrixType::BM); | 
|---|
| 231 |    m1 = ((BandMatrix*)gm)->lower; m2 = ((BandMatrix*)gm)->upper; | 
|---|
| 232 |    GetMatrix(gm); | 
|---|
| 233 |    if (nrows!=ncols) Throw(NotSquareException(*this)); | 
|---|
| 234 |    d = true; sing = false; | 
|---|
| 235 |    indx = new int [nrows]; MatrixErrorNoSpace(indx); | 
|---|
| 236 |    MONITOR_INT_NEW("Index (BndLUMat)",nrows,indx) | 
|---|
| 237 |    storage2 = nrows * m1; | 
|---|
| 238 |    store2 = new Real [storage2]; MatrixErrorNoSpace(store2); | 
|---|
| 239 |    MONITOR_REAL_NEW("Make (BandLUMat)",storage2,store2) | 
|---|
| 240 |    ludcmp(); | 
|---|
| 241 | } | 
|---|
| 242 |  | 
|---|
| 243 | BandLUMatrix::~BandLUMatrix() | 
|---|
| 244 | { | 
|---|
| 245 |    REPORT | 
|---|
| 246 |    MONITOR_INT_DELETE("Index (BndLUMat)",nrows,indx) | 
|---|
| 247 |    MONITOR_REAL_DELETE("Delete (BndLUMt)",storage2,store2) | 
|---|
| 248 |    delete [] indx; delete [] store2; | 
|---|
| 249 | } | 
|---|
| 250 |  | 
|---|
| 251 | MatrixType BandLUMatrix::Type() const { REPORT return MatrixType::BC; } | 
|---|
| 252 |  | 
|---|
| 253 |  | 
|---|
| 254 | LogAndSign BandLUMatrix::LogDeterminant() const | 
|---|
| 255 | { | 
|---|
| 256 |    REPORT | 
|---|
| 257 |    if (sing) return 0.0; | 
|---|
| 258 |    Real* a = store; int w = m1+1+m2; LogAndSign sum; int i = nrows; | 
|---|
| 259 |    // while (i--) { sum *= *a; a += w; } | 
|---|
| 260 |    if (i) for (;;) { sum *= *a; if (!(--i)) break; a += w; } | 
|---|
| 261 |    if (!d) sum.ChangeSign(); return sum; | 
|---|
| 262 | } | 
|---|
| 263 |  | 
|---|
| 264 | GeneralMatrix* BandMatrix::MakeSolver() | 
|---|
| 265 | { | 
|---|
| 266 |    REPORT | 
|---|
| 267 |    GeneralMatrix* gm = new BandLUMatrix(*this); | 
|---|
| 268 |    MatrixErrorNoSpace(gm); gm->ReleaseAndDelete(); return gm; | 
|---|
| 269 | } | 
|---|
| 270 |  | 
|---|
| 271 |  | 
|---|
| 272 | void BandLUMatrix::ludcmp() | 
|---|
| 273 | { | 
|---|
| 274 |    REPORT | 
|---|
| 275 |    Real* a = store2; int i = storage2; | 
|---|
| 276 |    // clear store2 - so unused locations are always zero - | 
|---|
| 277 |    // required by operator== | 
|---|
| 278 |    while (i--) *a++ = 0.0; | 
|---|
| 279 |    a = store; | 
|---|
| 280 |    i = m1; int j = m2; int k; int n = nrows; int w = m1 + 1 + m2; | 
|---|
| 281 |    while (i) | 
|---|
| 282 |    { | 
|---|
| 283 |       Real* ai = a + i; | 
|---|
| 284 |       k = ++j; while (k--) *a++ = *ai++; | 
|---|
| 285 |       k = i--; while (k--) *a++ = 0.0; | 
|---|
| 286 |    } | 
|---|
| 287 |  | 
|---|
| 288 |    a = store; int l = m1; | 
|---|
| 289 |    for (k=0; k<n; k++) | 
|---|
| 290 |    { | 
|---|
| 291 |       Real x = *a; i = k; Real* aj = a; | 
|---|
| 292 |       if (l < n) l++; | 
|---|
| 293 |       for (j=k+1; j<l; j++) | 
|---|
| 294 |          { aj += w; if (fabs(x) < fabs(*aj)) { x = *aj; i = j; } } | 
|---|
| 295 |       indx[k] = i; | 
|---|
| 296 |       if (x==0) { sing = true; return; } | 
|---|
| 297 |       if (i!=k) | 
|---|
| 298 |       { | 
|---|
| 299 |          d = !d; Real* ak = a; Real* ai = store + i * w; j = w; | 
|---|
| 300 |          while (j--) { x = *ak; *ak++ = *ai; *ai++ = x; } | 
|---|
| 301 |       } | 
|---|
| 302 |       aj = a + w; Real* m = store2 + m1 * k; | 
|---|
| 303 |       for (j=k+1; j<l; j++) | 
|---|
| 304 |       { | 
|---|
| 305 |          *m++ = x = *aj / *a; i = w; Real* ak = a; | 
|---|
| 306 |          while (--i) { Real* aj1 = aj++; *aj1 = *aj - x * *(++ak); } | 
|---|
| 307 |          *aj++ = 0.0; | 
|---|
| 308 |       } | 
|---|
| 309 |       a += w; | 
|---|
| 310 |    } | 
|---|
| 311 | } | 
|---|
| 312 |  | 
|---|
| 313 | void BandLUMatrix::lubksb(Real* B, int mini) | 
|---|
| 314 | { | 
|---|
| 315 |    REPORT | 
|---|
| 316 |    Tracer tr("BandLUMatrix::lubksb"); | 
|---|
| 317 |    if (sing) Throw(SingularException(*this)); | 
|---|
| 318 |    int n = nrows; int l = m1; int w = m1 + 1 + m2; | 
|---|
| 319 |  | 
|---|
| 320 |    for (int k=0; k<n; k++) | 
|---|
| 321 |    { | 
|---|
| 322 |       int i = indx[k]; | 
|---|
| 323 |       if (i!=k) { Real x=B[k]; B[k]=B[i]; B[i]=x; } | 
|---|
| 324 |       if (l<n) l++; | 
|---|
| 325 |       Real* m = store2 + k*m1; Real* b = B+k; Real* bi = b; | 
|---|
| 326 |       for (i=k+1; i<l; i++)  *(++bi) -= *m++ * *b; | 
|---|
| 327 |    } | 
|---|
| 328 |  | 
|---|
| 329 |    l = -m1; | 
|---|
| 330 |    for (int i = n-1; i>=mini; i--) | 
|---|
| 331 |    { | 
|---|
| 332 |       Real* b = B + i; Real* bk = b; Real x = *bk; | 
|---|
| 333 |       Real* a = store + w*i; Real y = *a; | 
|---|
| 334 |       int k = l+m1; while (k--) x -=  *(++a) * *(++bk); | 
|---|
| 335 |       *b = x / y; | 
|---|
| 336 |       if (l < m2) l++; | 
|---|
| 337 |    } | 
|---|
| 338 | } | 
|---|
| 339 |  | 
|---|
| 340 | void BandLUMatrix::Solver(MatrixColX& mcout, const MatrixColX& mcin) | 
|---|
| 341 | { | 
|---|
| 342 |    REPORT | 
|---|
| 343 |    int i = mcin.skip; Real* el = mcin.data-i; Real* el1=el; | 
|---|
| 344 |    while (i--) *el++ = 0.0; | 
|---|
| 345 |    el += mcin.storage; i = nrows - mcin.skip - mcin.storage; | 
|---|
| 346 |    while (i--) *el++ = 0.0; | 
|---|
| 347 |    lubksb(el1, mcout.skip); | 
|---|
| 348 | } | 
|---|
| 349 |  | 
|---|
| 350 | // Do we need check for entirely zero output? | 
|---|
| 351 |  | 
|---|
| 352 |  | 
|---|
| 353 | void UpperBandMatrix::Solver(MatrixColX& mcout, | 
|---|
| 354 |    const MatrixColX& mcin) | 
|---|
| 355 | { | 
|---|
| 356 |    REPORT | 
|---|
| 357 |    int i = mcin.skip-mcout.skip; Real* elx = mcin.data-i; | 
|---|
| 358 |    while (i-- > 0) *elx++ = 0.0; | 
|---|
| 359 |    int nr = mcin.skip+mcin.storage; | 
|---|
| 360 |    elx = mcin.data+mcin.storage; Real* el = elx; | 
|---|
| 361 |    int j = mcout.skip+mcout.storage-nr; i = nr-mcout.skip; | 
|---|
| 362 |    while (j-- > 0) *elx++ = 0.0; | 
|---|
| 363 |  | 
|---|
| 364 |    Real* Ael = store + (upper+1)*(i-1)+1; j = 0; | 
|---|
| 365 |    if (i > 0) for(;;) | 
|---|
| 366 |    { | 
|---|
| 367 |       elx = el; Real sum = 0.0; int jx = j; | 
|---|
| 368 |       while (jx--) sum += *(--Ael) * *(--elx); | 
|---|
| 369 |       elx--; *elx = (*elx - sum) / *(--Ael); | 
|---|
| 370 |       if (--i <= 0) break; | 
|---|
| 371 |       if (j<upper) Ael -= upper - (++j); else el--; | 
|---|
| 372 |    } | 
|---|
| 373 | } | 
|---|
| 374 |  | 
|---|
| 375 | void LowerBandMatrix::Solver(MatrixColX& mcout, | 
|---|
| 376 |    const MatrixColX& mcin) | 
|---|
| 377 | { | 
|---|
| 378 |    REPORT | 
|---|
| 379 |    int i = mcin.skip-mcout.skip; Real* elx = mcin.data-i; | 
|---|
| 380 |    while (i-- > 0) *elx++ = 0.0; | 
|---|
| 381 |    int nc = mcin.skip; i = nc+mcin.storage; elx = mcin.data+mcin.storage; | 
|---|
| 382 |    int nr = mcout.skip+mcout.storage; int j = nr-i; i = nr-nc; | 
|---|
| 383 |    while (j-- > 0) *elx++ = 0.0; | 
|---|
| 384 |  | 
|---|
| 385 |    Real* el = mcin.data; Real* Ael = store + (lower+1)*nc + lower; j = 0; | 
|---|
| 386 |    if (i > 0) for(;;) | 
|---|
| 387 |    { | 
|---|
| 388 |       elx = el; Real sum = 0.0; int jx = j; | 
|---|
| 389 |       while (jx--) sum += *Ael++ * *elx++; | 
|---|
| 390 |       *elx = (*elx - sum) / *Ael++; | 
|---|
| 391 |       if (--i <= 0) break; | 
|---|
| 392 |       if (j<lower) Ael += lower - (++j); else el++; | 
|---|
| 393 |    } | 
|---|
| 394 | } | 
|---|
| 395 |  | 
|---|
| 396 |  | 
|---|
| 397 | LogAndSign BandMatrix::LogDeterminant() const | 
|---|
| 398 | { | 
|---|
| 399 |    REPORT | 
|---|
| 400 |    BandLUMatrix C(*this); return C.LogDeterminant(); | 
|---|
| 401 | } | 
|---|
| 402 |  | 
|---|
| 403 | LogAndSign LowerBandMatrix::LogDeterminant() const | 
|---|
| 404 | { | 
|---|
| 405 |    REPORT | 
|---|
| 406 |    int i = nrows; LogAndSign sum; Real* s = store + lower; int j = lower + 1; | 
|---|
| 407 | //   while (i--) { sum *= *s; s += j; } | 
|---|
| 408 |    if (i) for (;;) { sum *= *s; if (!(--i)) break; s += j; } | 
|---|
| 409 |    ((GeneralMatrix&)*this).tDelete(); return sum; | 
|---|
| 410 | } | 
|---|
| 411 |  | 
|---|
| 412 | LogAndSign UpperBandMatrix::LogDeterminant() const | 
|---|
| 413 | { | 
|---|
| 414 |    REPORT | 
|---|
| 415 |    int i = nrows; LogAndSign sum; Real* s = store; int j = upper + 1; | 
|---|
| 416 | //   while (i--) { sum *= *s; s += j; } | 
|---|
| 417 |    if (i) for (;;) { sum *= *s; if (!(--i)) break; s += j; } | 
|---|
| 418 |    ((GeneralMatrix&)*this).tDelete(); return sum; | 
|---|
| 419 | } | 
|---|
| 420 |  | 
|---|
| 421 | GeneralMatrix* SymmetricBandMatrix::MakeSolver() | 
|---|
| 422 | { | 
|---|
| 423 |    REPORT | 
|---|
| 424 |    GeneralMatrix* gm = new BandLUMatrix(*this); | 
|---|
| 425 |    MatrixErrorNoSpace(gm); gm->ReleaseAndDelete(); return gm; | 
|---|
| 426 | } | 
|---|
| 427 |  | 
|---|
| 428 | SymmetricBandMatrix::SymmetricBandMatrix(const BaseMatrix& M) | 
|---|
| 429 | { | 
|---|
| 430 |    REPORT  // CheckConversion(M); | 
|---|
| 431 |    // MatrixConversionCheck mcc; | 
|---|
| 432 |    GeneralMatrix* gmx=((BaseMatrix&)M).Evaluate(MatrixType::SB); | 
|---|
| 433 |    GetMatrix(gmx); | 
|---|
| 434 | } | 
|---|
| 435 |  | 
|---|
| 436 | GeneralMatrix* SymmetricBandMatrix::Transpose(TransposedMatrix*, MatrixType mt) | 
|---|
| 437 | { REPORT  return Evaluate(mt); } | 
|---|
| 438 |  | 
|---|
| 439 | LogAndSign SymmetricBandMatrix::LogDeterminant() const | 
|---|
| 440 | { | 
|---|
| 441 |    REPORT | 
|---|
| 442 |    BandLUMatrix C(*this); return C.LogDeterminant(); | 
|---|
| 443 | } | 
|---|
| 444 |  | 
|---|
| 445 | void SymmetricBandMatrix::SetParameters(const GeneralMatrix* gmx) | 
|---|
| 446 | { REPORT lower = gmx->BandWidth().lower; } | 
|---|
| 447 |  | 
|---|
| 448 | void SymmetricBandMatrix::ReSize(int n, int lb) | 
|---|
| 449 | { | 
|---|
| 450 |    REPORT | 
|---|
| 451 |    Tracer tr("SymmetricBandMatrix::ReSize"); | 
|---|
| 452 |    if (lb<0) Throw(ProgramException("Undefined bandwidth")); | 
|---|
| 453 |    lower = (lb<=n) ? lb : n-1; | 
|---|
| 454 |    GeneralMatrix::ReSize(n,n,n*(lower+1)); | 
|---|
| 455 | } | 
|---|
| 456 |  | 
|---|
| 457 | void SymmetricBandMatrix::ReSize(const GeneralMatrix& A) | 
|---|
| 458 | { | 
|---|
| 459 |    REPORT | 
|---|
| 460 |    int n = A.Nrows(); | 
|---|
| 461 |    if (n != A.Ncols()) | 
|---|
| 462 |    { | 
|---|
| 463 |       Tracer tr("SymmetricBandMatrix::ReSize(GM)"); | 
|---|
| 464 |       Throw(NotSquareException(*this)); | 
|---|
| 465 |    } | 
|---|
| 466 |    MatrixBandWidth mbw = A.BandWidth(); int b = mbw.Lower(); | 
|---|
| 467 |    if (b != mbw.Upper()) | 
|---|
| 468 |    { | 
|---|
| 469 |       Tracer tr("SymmetricBandMatrix::ReSize(GM)"); | 
|---|
| 470 |       Throw(ProgramException("Upper and lower band-widths not equal")); | 
|---|
| 471 |    } | 
|---|
| 472 |    ReSize(n, b); | 
|---|
| 473 | } | 
|---|
| 474 |  | 
|---|
| 475 | bool SymmetricBandMatrix::SameStorageType(const GeneralMatrix& A) const | 
|---|
| 476 | { | 
|---|
| 477 |    if (Type() != A.Type()) { REPORT return false; } | 
|---|
| 478 |    REPORT | 
|---|
| 479 |    return BandWidth() == A.BandWidth(); | 
|---|
| 480 | } | 
|---|
| 481 |  | 
|---|
| 482 | void SymmetricBandMatrix::ReSizeForAdd(const GeneralMatrix& A, | 
|---|
| 483 |    const GeneralMatrix& B) | 
|---|
| 484 | { | 
|---|
| 485 |    REPORT | 
|---|
| 486 |    Tracer tr("SymmetricBandMatrix::ReSizeForAdd"); | 
|---|
| 487 |    MatrixBandWidth A_BW = A.BandWidth(); MatrixBandWidth B_BW = B.BandWidth(); | 
|---|
| 488 |    if ((A_BW.Lower() < 0) | (B_BW.Lower() < 0)) | 
|---|
| 489 |          Throw(ProgramException("Can't ReSize to SymmetricBandMatrix" )); | 
|---|
| 490 |    // already know A and B are square | 
|---|
| 491 |    ReSize(A.Nrows(), my_max(A_BW.Lower(), B_BW.Lower())); | 
|---|
| 492 | } | 
|---|
| 493 |  | 
|---|
| 494 | void SymmetricBandMatrix::ReSizeForSP(const GeneralMatrix& A, | 
|---|
| 495 |    const GeneralMatrix& B) | 
|---|
| 496 | { | 
|---|
| 497 |    REPORT | 
|---|
| 498 |    Tracer tr("SymmetricBandMatrix::ReSizeForSP"); | 
|---|
| 499 |    MatrixBandWidth A_BW = A.BandWidth(); MatrixBandWidth B_BW = B.BandWidth(); | 
|---|
| 500 |    if ((A_BW.Lower() < 0) | (B_BW.Lower() < 0)) | 
|---|
| 501 |          Throw(ProgramException("Can't ReSize to SymmetricBandMatrix" )); | 
|---|
| 502 |    // already know A and B are square | 
|---|
| 503 |    ReSize(A.Nrows(), my_min(A_BW.Lower(), B_BW.Lower())); | 
|---|
| 504 | } | 
|---|
| 505 |  | 
|---|
| 506 |  | 
|---|
| 507 | void SymmetricBandMatrix::operator=(const BaseMatrix& X) | 
|---|
| 508 | { | 
|---|
| 509 |    REPORT // CheckConversion(X); | 
|---|
| 510 |    // MatrixConversionCheck mcc; | 
|---|
| 511 |    Eq(X,MatrixType::SB); | 
|---|
| 512 | } | 
|---|
| 513 |  | 
|---|
| 514 | void SymmetricBandMatrix::CornerClear() const | 
|---|
| 515 | { | 
|---|
| 516 |    // set unused parts of BandMatrix to zero | 
|---|
| 517 |    REPORT | 
|---|
| 518 |    int i = lower; Real* s = store; int bw = lower + 1; | 
|---|
| 519 |    if (i) for(;;) | 
|---|
| 520 |    { | 
|---|
| 521 |       int j = i; | 
|---|
| 522 |       Real* sj = s; | 
|---|
| 523 |       while (j--) *sj++ = 0.0; | 
|---|
| 524 |       if (!(--i)) break; | 
|---|
| 525 |       s += bw; | 
|---|
| 526 |    } | 
|---|
| 527 | } | 
|---|
| 528 |  | 
|---|
| 529 | MatrixBandWidth SymmetricBandMatrix::BandWidth() const | 
|---|
| 530 |    { REPORT return MatrixBandWidth(lower,lower); } | 
|---|
| 531 |  | 
|---|
| 532 | inline Real square(Real x) { return x*x; } | 
|---|
| 533 |  | 
|---|
| 534 |  | 
|---|
| 535 | Real SymmetricBandMatrix::SumSquare() const | 
|---|
| 536 | { | 
|---|
| 537 |    REPORT | 
|---|
| 538 |    CornerClear(); | 
|---|
| 539 |    Real sum1=0.0; Real sum2=0.0; Real* s=store; int i=nrows; int l=lower; | 
|---|
| 540 |    while (i--) | 
|---|
| 541 |       { int j = l; while (j--) sum2 += square(*s++); sum1 += square(*s++); } | 
|---|
| 542 |    ((GeneralMatrix&)*this).tDelete(); return sum1 + 2.0 * sum2; | 
|---|
| 543 | } | 
|---|
| 544 |  | 
|---|
| 545 | Real SymmetricBandMatrix::SumAbsoluteValue() const | 
|---|
| 546 | { | 
|---|
| 547 |    REPORT | 
|---|
| 548 |    CornerClear(); | 
|---|
| 549 |    Real sum1=0.0; Real sum2=0.0; Real* s=store; int i=nrows; int l=lower; | 
|---|
| 550 |    while (i--) | 
|---|
| 551 |       { int j = l; while (j--) sum2 += fabs(*s++); sum1 += fabs(*s++); } | 
|---|
| 552 |    ((GeneralMatrix&)*this).tDelete(); return sum1 + 2.0 * sum2; | 
|---|
| 553 | } | 
|---|
| 554 |  | 
|---|
| 555 | Real SymmetricBandMatrix::Sum() const | 
|---|
| 556 | { | 
|---|
| 557 |    REPORT | 
|---|
| 558 |    CornerClear(); | 
|---|
| 559 |    Real sum1=0.0; Real sum2=0.0; Real* s=store; int i=nrows; int l=lower; | 
|---|
| 560 |    while (i--) | 
|---|
| 561 |       { int j = l; while (j--) sum2 += *s++; sum1 += *s++; } | 
|---|
| 562 |    ((GeneralMatrix&)*this).tDelete(); return sum1 + 2.0 * sum2; | 
|---|
| 563 | } | 
|---|
| 564 |  | 
|---|
| 565 |  | 
|---|
| 566 | #ifdef use_namespace | 
|---|
| 567 | } | 
|---|
| 568 | #endif | 
|---|
| 569 |  | 
|---|