| 1 | //$$ cholesky.cpp                     cholesky decomposition | 
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| 3 | // Copyright (C) 1991,2,3,4: R B Davies | 
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| 5 | #define WANT_MATH | 
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| 6 | //#define WANT_STREAM | 
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| 8 | #include "include.h" | 
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| 10 | #include "newmat.h" | 
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| 11 |  | 
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| 12 | #ifdef use_namespace | 
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| 13 | namespace NEWMAT { | 
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| 14 | #endif | 
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| 15 |  | 
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| 16 | #ifdef DO_REPORT | 
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| 17 | #define REPORT { static ExeCounter ExeCount(__LINE__,14); ++ExeCount; } | 
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| 18 | #else | 
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| 19 | #define REPORT {} | 
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| 20 | #endif | 
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| 21 |  | 
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| 22 | /********* Cholesky decomposition of a positive definite matrix *************/ | 
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| 23 |  | 
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| 24 | // Suppose S is symmetrix and positive definite. Then there exists a unique | 
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| 25 | // lower triangular matrix L such that L L.t() = S; | 
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| 26 |  | 
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| 27 | inline Real square(Real x) { return x*x; } | 
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| 28 |  | 
|---|
| 29 | ReturnMatrix Cholesky(const SymmetricMatrix& S) | 
|---|
| 30 | { | 
|---|
| 31 |    REPORT | 
|---|
| 32 |    Tracer trace("Cholesky"); | 
|---|
| 33 |    int nr = S.Nrows(); | 
|---|
| 34 |    LowerTriangularMatrix T(nr); | 
|---|
| 35 |    Real* s = S.Store(); Real* t = T.Store(); Real* ti = t; | 
|---|
| 36 |    for (int i=0; i<nr; i++) | 
|---|
| 37 |    { | 
|---|
| 38 |       Real* tj = t; Real sum; int k; | 
|---|
| 39 |       for (int j=0; j<i; j++) | 
|---|
| 40 |       { | 
|---|
| 41 |          Real* tk = ti; sum = 0.0; k = j; | 
|---|
| 42 |          while (k--) { sum += *tj++ * *tk++; } | 
|---|
| 43 |          *tk = (*s++ - sum) / *tj++; | 
|---|
| 44 |       } | 
|---|
| 45 |       sum = 0.0; k = i; | 
|---|
| 46 |       while (k--) { sum += square(*ti++); } | 
|---|
| 47 |       Real d = *s++ - sum; | 
|---|
| 48 |       if (d<=0.0)  Throw(NPDException(S)); | 
|---|
| 49 |       *ti++ = sqrt(d); | 
|---|
| 50 |    } | 
|---|
| 51 |    T.Release(); return T.ForReturn(); | 
|---|
| 52 | } | 
|---|
| 53 |  | 
|---|
| 54 | ReturnMatrix Cholesky(const SymmetricBandMatrix& S) | 
|---|
| 55 | { | 
|---|
| 56 |    REPORT | 
|---|
| 57 |    Tracer trace("Band-Cholesky"); | 
|---|
| 58 |    int nr = S.Nrows(); int m = S.lower; | 
|---|
| 59 |    LowerBandMatrix T(nr,m); | 
|---|
| 60 |    Real* s = S.Store(); Real* t = T.Store(); Real* ti = t; | 
|---|
| 61 |  | 
|---|
| 62 |    for (int i=0; i<nr; i++) | 
|---|
| 63 |    { | 
|---|
| 64 |       Real* tj = t; Real sum; int l; | 
|---|
| 65 |       if (i<m) { REPORT l = m-i; s += l; ti += l; l = i; } | 
|---|
| 66 |       else { REPORT t += (m+1); l = m; } | 
|---|
| 67 |  | 
|---|
| 68 |       for (int j=0; j<l; j++) | 
|---|
| 69 |       { | 
|---|
| 70 |          Real* tk = ti; sum = 0.0; int k = j; tj += (m-j); | 
|---|
| 71 |          while (k--) { sum += *tj++ * *tk++; } | 
|---|
| 72 |          *tk = (*s++ - sum) / *tj++; | 
|---|
| 73 |       } | 
|---|
| 74 |       sum = 0.0; | 
|---|
| 75 |       while (l--) { sum += square(*ti++); } | 
|---|
| 76 |       Real d = *s++ - sum; | 
|---|
| 77 |       if (d<=0.0)  Throw(NPDException(S)); | 
|---|
| 78 |       *ti++ = sqrt(d); | 
|---|
| 79 |    } | 
|---|
| 80 |  | 
|---|
| 81 |    T.Release(); return T.ForReturn(); | 
|---|
| 82 | } | 
|---|
| 83 |  | 
|---|
| 84 |  | 
|---|
| 85 | #ifdef use_namespace | 
|---|
| 86 | } | 
|---|
| 87 | #endif | 
|---|
| 88 |  | 
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