| 1 | //$$ hholder.cpp                                   QR decomposition | 
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| 2 |  | 
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| 3 | // Copyright (C) 1991,2,3,4: R B Davies | 
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| 4 |  | 
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| 5 | #define WANT_MATH | 
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| 6 |  | 
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| 7 | #include "include.h" | 
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| 8 |  | 
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| 9 | #include "newmatap.h" | 
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| 10 |  | 
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| 11 | #ifdef use_namespace | 
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| 12 | namespace NEWMAT { | 
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| 13 | #endif | 
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| 14 |  | 
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| 15 | #ifdef DO_REPORT | 
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| 16 | #define REPORT { static ExeCounter ExeCount(__LINE__,16); ++ExeCount; } | 
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| 17 | #else | 
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| 18 | #define REPORT {} | 
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| 19 | #endif | 
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| 20 |  | 
|---|
| 21 |  | 
|---|
| 22 | /*************************** QR decompositions ***************************/ | 
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| 23 |  | 
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| 24 | inline Real square(Real x) { return x*x; } | 
|---|
| 25 |  | 
|---|
| 26 | void QRZT(Matrix& X, LowerTriangularMatrix& L) | 
|---|
| 27 | { | 
|---|
| 28 |    REPORT | 
|---|
| 29 |         Tracer et("QZT(1)"); | 
|---|
| 30 |    int n = X.Ncols(); int s = X.Nrows(); L.ReSize(s); | 
|---|
| 31 |    Real* xi = X.Store(); int k; | 
|---|
| 32 |    for (int i=0; i<s; i++) | 
|---|
| 33 |    { | 
|---|
| 34 |       Real sum = 0.0; | 
|---|
| 35 |       Real* xi0=xi; k=n; while(k--) { sum += square(*xi++); } | 
|---|
| 36 |       sum = sqrt(sum); | 
|---|
| 37 |       L.element(i,i) = sum; | 
|---|
| 38 |       if (sum==0.0) Throw(SingularException(L)); | 
|---|
| 39 |       Real* xj0=xi0; k=n; while(k--) { *xj0++ /= sum; } | 
|---|
| 40 |       for (int j=i+1; j<s; j++) | 
|---|
| 41 |       { | 
|---|
| 42 |          sum=0.0; | 
|---|
| 43 |          xi=xi0; Real* xj=xj0; k=n; while(k--) { sum += *xi++ * *xj++; } | 
|---|
| 44 |          xi=xi0; k=n; while(k--) { *xj0++ -= sum * *xi++; } | 
|---|
| 45 |          L.element(j,i) = sum; | 
|---|
| 46 |       } | 
|---|
| 47 |    } | 
|---|
| 48 | } | 
|---|
| 49 |  | 
|---|
| 50 | void QRZT(const Matrix& X, Matrix& Y, Matrix& M) | 
|---|
| 51 | { | 
|---|
| 52 |    REPORT | 
|---|
| 53 |    Tracer et("QRZT(2)"); | 
|---|
| 54 |    int n = X.Ncols(); int s = X.Nrows(); int t = Y.Nrows(); | 
|---|
| 55 |    if (Y.Ncols() != n) | 
|---|
| 56 |       { Throw(ProgramException("Unequal row lengths",X,Y)); } | 
|---|
| 57 |    M.ReSize(t,s); | 
|---|
| 58 |    Real* xi = X.Store(); int k; | 
|---|
| 59 |    for (int i=0; i<s; i++) | 
|---|
| 60 |    { | 
|---|
| 61 |       Real* xj0 = Y.Store(); Real* xi0 = xi; | 
|---|
| 62 |       for (int j=0; j<t; j++) | 
|---|
| 63 |       { | 
|---|
| 64 |          Real sum=0.0; | 
|---|
| 65 |          xi=xi0; Real* xj=xj0; k=n; while(k--) { sum += *xi++ * *xj++; } | 
|---|
| 66 |          xi=xi0; k=n; while(k--) { *xj0++ -= sum * *xi++; } | 
|---|
| 67 |          M.element(j,i) = sum; | 
|---|
| 68 |       } | 
|---|
| 69 |    } | 
|---|
| 70 | } | 
|---|
| 71 |  | 
|---|
| 72 | /* | 
|---|
| 73 | void QRZ(Matrix& X, UpperTriangularMatrix& U) | 
|---|
| 74 | { | 
|---|
| 75 |         Tracer et("QRZ(1)"); | 
|---|
| 76 |         int n = X.Nrows(); int s = X.Ncols(); U.ReSize(s); | 
|---|
| 77 |         Real* xi0 = X.Store(); int k; | 
|---|
| 78 |         for (int i=0; i<s; i++) | 
|---|
| 79 |         { | 
|---|
| 80 |                 Real sum = 0.0; | 
|---|
| 81 |                 Real* xi = xi0; k=n; while(k--) { sum += square(*xi); xi+=s; } | 
|---|
| 82 |                 sum = sqrt(sum); | 
|---|
| 83 |                 U.element(i,i) = sum; | 
|---|
| 84 |                 if (sum==0.0) Throw(SingularException(U)); | 
|---|
| 85 |                 Real* xj0=xi0; k=n; while(k--) { *xj0 /= sum; xj0+=s; } | 
|---|
| 86 |                 xj0 = xi0; | 
|---|
| 87 |                 for (int j=i+1; j<s; j++) | 
|---|
| 88 |                 { | 
|---|
| 89 |                         sum=0.0; | 
|---|
| 90 |                         xi=xi0; k=n; xj0++; Real* xj=xj0; | 
|---|
| 91 |                         while(k--) { sum += *xi * *xj; xi+=s; xj+=s; } | 
|---|
| 92 |                         xi=xi0; k=n; xj=xj0; | 
|---|
| 93 |                         while(k--) { *xj -= sum * *xi; xj+=s; xi+=s; } | 
|---|
| 94 |                         U.element(i,j) = sum; | 
|---|
| 95 |                 } | 
|---|
| 96 |                 xi0++; | 
|---|
| 97 |         } | 
|---|
| 98 | } | 
|---|
| 99 | */ | 
|---|
| 100 |  | 
|---|
| 101 | void QRZ(Matrix& X, UpperTriangularMatrix& U) | 
|---|
| 102 | { | 
|---|
| 103 |    REPORT | 
|---|
| 104 |    Tracer et("QRZ(1)"); | 
|---|
| 105 |    int n = X.Nrows(); int s = X.Ncols(); U.ReSize(s); U = 0.0; | 
|---|
| 106 |    Real* xi0 = X.Store(); Real* u0 = U.Store(); Real* u; | 
|---|
| 107 |    int j, k; int J = s; int i = s; | 
|---|
| 108 |    while (i--) | 
|---|
| 109 |    { | 
|---|
| 110 |       Real* xj0 = xi0; Real* xi = xi0; k = n; | 
|---|
| 111 |       if (k) for (;;) | 
|---|
| 112 |       { | 
|---|
| 113 |          u = u0; Real Xi = *xi; Real* xj = xj0; | 
|---|
| 114 |          j = J; while(j--) *u++ += Xi * *xj++; | 
|---|
| 115 |          if (!(--k)) break; | 
|---|
| 116 |          xi += s; xj0 += s; | 
|---|
| 117 |       } | 
|---|
| 118 |  | 
|---|
| 119 |       Real sum = sqrt(*u0); *u0 = sum; u = u0+1; | 
|---|
| 120 |       if (sum == 0.0) Throw(SingularException(U)); | 
|---|
| 121 |       int J1 = J-1; j = J1; while(j--) *u++ /= sum; | 
|---|
| 122 |  | 
|---|
| 123 |       xj0 = xi0; xi = xi0++; k = n; | 
|---|
| 124 |       if (k) for (;;) | 
|---|
| 125 |       { | 
|---|
| 126 |          u = u0+1; Real Xi = *xi; Real* xj = xj0; | 
|---|
| 127 |          Xi /= sum; *xj++ = Xi; | 
|---|
| 128 |          j = J1; while(j--) *xj++ -= *u++ * Xi; | 
|---|
| 129 |          if (!(--k)) break; | 
|---|
| 130 |               xi += s; xj0 += s; | 
|---|
| 131 |       } | 
|---|
| 132 |       u0 += J--; | 
|---|
| 133 |    } | 
|---|
| 134 | } | 
|---|
| 135 |  | 
|---|
| 136 | void QRZ(const Matrix& X, Matrix& Y, Matrix& M) | 
|---|
| 137 | { | 
|---|
| 138 |    REPORT | 
|---|
| 139 |    Tracer et("QRZ(2)"); | 
|---|
| 140 |    int n = X.Nrows(); int s = X.Ncols(); int t = Y.Ncols(); | 
|---|
| 141 |    if (Y.Nrows() != n) | 
|---|
| 142 |       { Throw(ProgramException("Unequal column lengths",X,Y)); } | 
|---|
| 143 |    M.ReSize(s,t); M = 0;Real* m0 = M.Store(); Real* m; | 
|---|
| 144 |    Real* xi0 = X.Store(); | 
|---|
| 145 |    int j, k; int i = s; | 
|---|
| 146 |    while (i--) | 
|---|
| 147 |    { | 
|---|
| 148 |       Real* xj0 = Y.Store(); Real* xi = xi0; k = n; | 
|---|
| 149 |       if (k) for (;;) | 
|---|
| 150 |       { | 
|---|
| 151 |          m = m0; Real Xi = *xi; Real* xj = xj0; | 
|---|
| 152 |          j = t; while(j--) *m++ += Xi * *xj++; | 
|---|
| 153 |          if (!(--k)) break; | 
|---|
| 154 |          xi += s; xj0 += t; | 
|---|
| 155 |       } | 
|---|
| 156 |  | 
|---|
| 157 |       xj0 = Y.Store(); xi = xi0++; k = n; | 
|---|
| 158 |       if (k) for (;;) | 
|---|
| 159 |       { | 
|---|
| 160 |          m = m0; Real Xi = *xi; Real* xj = xj0; | 
|---|
| 161 |          j = t; while(j--) *xj++ -= *m++ * Xi; | 
|---|
| 162 |          if (!(--k)) break; | 
|---|
| 163 |          xi += s; xj0 += t; | 
|---|
| 164 |       } | 
|---|
| 165 |       m0 += t; | 
|---|
| 166 |    } | 
|---|
| 167 | } | 
|---|
| 168 |  | 
|---|
| 169 | /* | 
|---|
| 170 |  | 
|---|
| 171 | void QRZ(const Matrix& X, Matrix& Y, Matrix& M) | 
|---|
| 172 | { | 
|---|
| 173 |         Tracer et("QRZ(2)"); | 
|---|
| 174 |         int n = X.Nrows(); int s = X.Ncols(); int t = Y.Ncols(); | 
|---|
| 175 |         if (Y.Nrows() != n) | 
|---|
| 176 |         { Throw(ProgramException("Unequal column lengths",X,Y)); } | 
|---|
| 177 |         M.ReSize(s,t); | 
|---|
| 178 |         Real* xi0 = X.Store(); int k; | 
|---|
| 179 |         for (int i=0; i<s; i++) | 
|---|
| 180 |         { | 
|---|
| 181 |                 Real* xj0 = Y.Store(); | 
|---|
| 182 |                 for (int j=0; j<t; j++) | 
|---|
| 183 |                 { | 
|---|
| 184 |                         Real sum=0.0; | 
|---|
| 185 |                         Real* xi=xi0; Real* xj=xj0; k=n; | 
|---|
| 186 |                         while(k--) { sum += *xi * *xj; xi+=s; xj+=t; } | 
|---|
| 187 |                         xi=xi0; k=n; xj=xj0++; | 
|---|
| 188 |                         while(k--) { *xj -= sum * *xi; xj+=t; xi+=s; } | 
|---|
| 189 |                         M.element(i,j) = sum; | 
|---|
| 190 |                 } | 
|---|
| 191 |                 xi0++; | 
|---|
| 192 |         } | 
|---|
| 193 | } | 
|---|
| 194 | */ | 
|---|
| 195 |  | 
|---|
| 196 | #ifdef use_namespace | 
|---|
| 197 | } | 
|---|
| 198 | #endif | 
|---|
| 199 |  | 
|---|