| 1 | /*! | 
|---|
| 2 |  * @file lin_alg.h | 
|---|
| 3 |   *  Definition of some important linear algebra formulas | 
|---|
| 4 |  | 
|---|
| 5 |     compute the eigenpairs (eigenvalues and eigenvectors) of a real symmetric matrix "A" by the Jacobi method | 
|---|
| 6 |  */ | 
|---|
| 7 |  | 
|---|
| 8 |  | 
|---|
| 9 |  | 
|---|
| 10 | /************************************************************ | 
|---|
| 11 | * This subroutine computes all eigenvalues and eigenvectors * | 
|---|
| 12 | * of a real symmetric square matrix A(N,N). On output, ele- * | 
|---|
| 13 | * ments of A above the diagonal are destroyed. D(N) returns * | 
|---|
| 14 | * the eigenvalues of matrix A. V(N,N) contains, on output,  * | 
|---|
| 15 | * the eigenvectors of A by columns. THe normalization to    * | 
|---|
| 16 | * unity is made by main program before printing results.    * | 
|---|
| 17 | * NROT returns the number of Jacobi matrix rotations which  * | 
|---|
| 18 | * were required.                                            * | 
|---|
| 19 | * --------------------------------------------------------- * | 
|---|
| 20 | * Ref.:"NUMERICAL RECIPES IN FORTRAN, Cambridge University  * | 
|---|
| 21 | *       Press, 1986, chap. 11, pages 346-348".              * | 
|---|
| 22 | *                                                           * | 
|---|
| 23 | *                         C++ version by J-P Moreau, Paris. * | 
|---|
| 24 | ************************************************************/ | 
|---|
| 25 | void JacobI(float **A, float *D, float **V, int *NROT) { | 
|---|
| 26 |  | 
|---|
| 27 | int N = 3; | 
|---|
| 28 |  | 
|---|
| 29 | float  *B, *Z; | 
|---|
| 30 | double  c=0.0f, g=0.0f, h=0.0f, s=0.0f, sm=0.0f, t=0.0f, tau=0.0f, theta=0.0f, tresh=0.0f; | 
|---|
| 31 | int     i = 0, j = 0, ip = 0, iq = 0; | 
|---|
| 32 |  | 
|---|
| 33 |   //allocate vectors B, Z | 
|---|
| 34 |   B = new float[N]; | 
|---|
| 35 |   Z = new float[N]; | 
|---|
| 36 |  | 
|---|
| 37 |   // initialize V to identity matrix | 
|---|
| 38 |   for( ip = 0; ip < N; ip++) { | 
|---|
| 39 |     for( iq = 0; iq < N; iq++) | 
|---|
| 40 |       V[ip][iq] = 0.0f; | 
|---|
| 41 |     V[ip][ip] = 1.0f; | 
|---|
| 42 |   } | 
|---|
| 43 |   // initialize B,D to the diagonal of A | 
|---|
| 44 |   for( ip = 0; ip < N; ip++) { | 
|---|
| 45 |     B[ip] = A[ip][ip]; | 
|---|
| 46 |     D[ip] = B[ip]; | 
|---|
| 47 |     Z[ip] = 0.0f; | 
|---|
| 48 |   } | 
|---|
| 49 |  | 
|---|
| 50 |   *NROT = 0; | 
|---|
| 51 |   // make maximaly 50 iterations | 
|---|
| 52 |   for( i = 1; i <= 50; i++) { | 
|---|
| 53 |     sm = 0.0f; | 
|---|
| 54 |  | 
|---|
| 55 |     // sum off-diagonal elements | 
|---|
| 56 |     for( ip = 0; ip < N - 1; ip++) | 
|---|
| 57 |       for( iq = ip + 1; iq < N; iq++) | 
|---|
| 58 |         sm += fabs(A[ip][iq]); | 
|---|
| 59 |  | 
|---|
| 60 |     // is it already a diagonal matrix? | 
|---|
| 61 |     if( sm == 0) | 
|---|
| 62 |     { | 
|---|
| 63 |       delete[] B; | 
|---|
| 64 |       delete[] Z; | 
|---|
| 65 |       return; | 
|---|
| 66 |     } | 
|---|
| 67 |     // just adjust this on the first 3 sweeps | 
|---|
| 68 |     if( i < 4) | 
|---|
| 69 |       tresh = 0.2 * sm / (N * N) ; | 
|---|
| 70 |     else | 
|---|
| 71 |       tresh = 0.0f; | 
|---|
| 72 |  | 
|---|
| 73 |     for( ip = 0; ip < (N-1); ip++) { | 
|---|
| 74 |       for( iq = ip + 1; iq < N; iq++) { | 
|---|
| 75 |  | 
|---|
| 76 |         g = 100.0f * fabs(A[ip][iq]); | 
|---|
| 77 |         // after 4 sweeps, skip the rotation if the off-diagonal element is small | 
|---|
| 78 |         if( (i > 4) && ( fabs(D[ip]) + g == fabs(D[ip]) ) && ( fabs(D[iq]) + g == fabs(D[iq]) ) ) | 
|---|
| 79 |           A[ip][iq] = 0.0f; | 
|---|
| 80 |         else if( fabs(A[ip][iq]) > tresh) { | 
|---|
| 81 |           h = D[iq] - D[ip]; | 
|---|
| 82 |           if (fabs(h) + g == fabs(h)) | 
|---|
| 83 |             t = A[ip][iq] / h; | 
|---|
| 84 |           else { | 
|---|
| 85 |             theta = 0.5f * h / A[ip][iq]; | 
|---|
| 86 |             t = 1.0f / (fabs(theta) + sqrt(1.0f + theta * theta)); | 
|---|
| 87 |             if( theta < 0.0f) | 
|---|
| 88 |               t = -t; | 
|---|
| 89 |           } | 
|---|
| 90 |           c = 1.0f / sqrt(1.0f + t * t); | 
|---|
| 91 |           s = t * c; | 
|---|
| 92 |           tau = s / (1.0f + c); | 
|---|
| 93 |           h = t * A[ip][iq]; | 
|---|
| 94 |           Z[ip] -= h; | 
|---|
| 95 |           Z[iq] += h; | 
|---|
| 96 |           D[ip] -= h; | 
|---|
| 97 |           D[iq] += h; | 
|---|
| 98 |           A[ip][iq] = 0.0f; | 
|---|
| 99 |  | 
|---|
| 100 |           for( j = 0; j < (ip - 1); j++) { | 
|---|
| 101 |             g = A[j][ip]; | 
|---|
| 102 |             h = A[j][iq]; | 
|---|
| 103 |             A[j][ip] = g - s * (h + g * tau); | 
|---|
| 104 |             A[j][iq] = h + s * (g - h * tau); | 
|---|
| 105 |           } | 
|---|
| 106 |           for( j = (ip + 1); j < (iq - 1); j++) { | 
|---|
| 107 |             g = A[ip][j]; | 
|---|
| 108 |             h = A[j][iq]; | 
|---|
| 109 |             A[ip][j] = g - s * (h + g * tau); | 
|---|
| 110 |             A[j][iq] = h + s * (g - h * tau); | 
|---|
| 111 |           } | 
|---|
| 112 |           for( j = (iq + 1); j < N; j++) { | 
|---|
| 113 |             g = A[ip][j]; | 
|---|
| 114 |             h = A[iq][j]; | 
|---|
| 115 |             A[ip][j] = g - s * (h + g * tau); | 
|---|
| 116 |             A[iq][j] = h + s * (g - h * tau); | 
|---|
| 117 |           } | 
|---|
| 118 |           for( j = 0; j < N; j++) { | 
|---|
| 119 |             g = V[j][ip]; | 
|---|
| 120 |             h = V[j][iq]; | 
|---|
| 121 |             V[j][ip] = g - s * (h + g * tau); | 
|---|
| 122 |             V[j][iq] = h + s * (g - h * tau); | 
|---|
| 123 |           } | 
|---|
| 124 |           *NROT += 1; | 
|---|
| 125 |         } //end ((i.gt.4)...else if | 
|---|
| 126 |       } // main iq loop | 
|---|
| 127 |     } // main ip loop | 
|---|
| 128 |     for( ip = 0; ip < N; ip++) { | 
|---|
| 129 |       B[ip] += Z[ip]; | 
|---|
| 130 |       D[ip] = B[ip]; | 
|---|
| 131 |       Z[ip] = 0.0f; | 
|---|
| 132 |     } | 
|---|
| 133 |   } //end of main i loop | 
|---|
| 134 |   delete[] B; | 
|---|
| 135 |   delete[] Z; | 
|---|
| 136 |   return;  //too many iterations | 
|---|
| 137 | } | 
|---|
| 138 |  | 
|---|
| 139 |  | 
|---|
| 140 |  | 
|---|
| 141 |  | 
|---|
| 142 |  | 
|---|
| 143 | #include "abstract_model.h" | 
|---|
| 144 |  | 
|---|
| 145 | #include <stdio.h> | 
|---|
| 146 | #include <math.h> | 
|---|
| 147 |  | 
|---|
| 148 | #define NDIM 3 | 
|---|
| 149 |  | 
|---|
| 150 |  | 
|---|
| 151 | typedef float MatrixX[3][3]; | 
|---|
| 152 |  | 
|---|
| 153 | // | 
|---|
| 154 | // class "EVJacobi" for computing the eigenpairs | 
|---|
| 155 | // (members) | 
|---|
| 156 | //   ndim  int    ...  dimension | 
|---|
| 157 | //       "ndim" must satisfy 1 < ndim < NDIM | 
|---|
| 158 | //   ("NDIM" is given above). | 
|---|
| 159 | //   a     double [NDIM][NDIM] ...  matrix A | 
|---|
| 160 | //   aa    double ...  the square root of | 
|---|
| 161 | //                  (1/2) x (the sum of the off-diagonal elements squared) | 
|---|
| 162 | //   ev    double [NDIM] ...  eigenvalues | 
|---|
| 163 | //   evec  double [NDIM][NDIM] ... eigenvectors | 
|---|
| 164 | //       evec[i][k], i=1,2,...,ndim are the elements of the eigenvector | 
|---|
| 165 | //       corresponding to the k-th eigenvalue ev[k] | 
|---|
| 166 | //   vec   double [NDIM][NDIM] ... the 2-dimensional array where the matrix elements are stored | 
|---|
| 167 | //   lSort     int      ... | 
|---|
| 168 | //       If lSort = 1, sort the eigenvalues d(i) in the descending order, i.e., | 
|---|
| 169 | //                       ev[1] >= ev[2] >= ... >= ev[ndim], and | 
|---|
| 170 | //       if lSort = 0, in the ascending order, i.e., | 
|---|
| 171 | //                       ev[1] <= ev[2] <= ... <= ev[ndim]. | 
|---|
| 172 | //   lMatSize  int      ...  If 1 < ndim < NDIM, lMatSize = 1 | 
|---|
| 173 | //                            otherwise, lMatSize = 0 | 
|---|
| 174 | //   p     int [NDIM]    ...  index vector for sorting the eigenvalues | 
|---|
| 175 | // (public member functions) | 
|---|
| 176 | //   setMatrix          void ...  give the matrix A | 
|---|
| 177 | //   getEigenValue      void ...  get the eigenvalues | 
|---|
| 178 | //   getEigenVector     void ...  get the eigenvectors | 
|---|
| 179 | //   sortEigenpair      void ...  sort the eigenpairs | 
|---|
| 180 | // (private member functions) | 
|---|
| 181 | //   ComputeEigenpair   void ...  compute the eigenpairs | 
|---|
| 182 | //   matrixUpdate       void ...  each step of the Jacobi method, i.e., | 
|---|
| 183 | //                          update of the matrix A by Givens' transform. | 
|---|
| 184 | //   getP               void ...  get the index vector p, i.e., sort the eigenvalues. | 
|---|
| 185 | //   printMatrix        void ...  print the elements of the matrix A. | 
|---|
| 186 | // | 
|---|
| 187 |  | 
|---|
| 188 | class EVJacobi | 
|---|
| 189 | { | 
|---|
| 190 |   public: | 
|---|
| 191 |     void setMatrix(int, double [][NDIM], int, int); | 
|---|
| 192 |     void getEigenValue(double []); | 
|---|
| 193 |     void getEigenVector(double [][NDIM]); | 
|---|
| 194 |     void sortEigenpair(int); | 
|---|
| 195 |  | 
|---|
| 196 |   private: | 
|---|
| 197 |     void ComputeEigenpair(int); | 
|---|
| 198 |     void matrixUpdate(); | 
|---|
| 199 |     void getP(); | 
|---|
| 200 |     void printMatrix(); | 
|---|
| 201 |  | 
|---|
| 202 |   private: | 
|---|
| 203 |     double a[NDIM][NDIM], aa, ev[NDIM], evec[NDIM][NDIM], vec[NDIM][NDIM]; | 
|---|
| 204 |     int ndim, lSort, p[NDIM], lMatSize; | 
|---|
| 205 | }; | 
|---|
| 206 |  | 
|---|
| 207 | //------------public member function of the class "EVJacobi"------------------------------ | 
|---|
| 208 | // | 
|---|
| 209 | // give the dimension "ndim" and the matrix "A" and compute the eigenpairs | 
|---|
| 210 | // (input) | 
|---|
| 211 | // ndim0    int      ... dimension | 
|---|
| 212 | // a0     double[][NDIM]  matrix A | 
|---|
| 213 | // lSort0  int      ... lSort | 
|---|
| 214 | //       If lSort = 1, sort the eigenvalues d(i) in the descending order, i.e., | 
|---|
| 215 | //                       ev[1] >= ev[2] >= ... >= ev[ndim], and | 
|---|
| 216 | //       if lSort = 0, in the ascending order, i.e., | 
|---|
| 217 | //                       ev[1] <= ev[2] <= ... <= ev[ndim]. | 
|---|
| 218 | // l_print  int      ... | 
|---|
| 219 | //       If l_print = 1, print the matrices during the iterations. | 
|---|
| 220 | // | 
|---|
| 221 | void EVJacobi::setMatrix(int ndim0, double a0[][NDIM], int lSort0, int l_print) | 
|---|
| 222 | { | 
|---|
| 223 |   ndim = ndim0; | 
|---|
| 224 |   if (ndim < NDIM && ndim > 1) | 
|---|
| 225 |   { | 
|---|
| 226 |     lMatSize = 1; | 
|---|
| 227 |     lSort = lSort0; | 
|---|
| 228 |     for (int i=1; i<=ndim; ++i) | 
|---|
| 229 |       for (int j=1; j<=ndim; ++j) | 
|---|
| 230 |         a[i][j] = a0[i][j]; | 
|---|
| 231 |     // | 
|---|
| 232 |     aa = 0.0; | 
|---|
| 233 |     for (int i=1; i<=ndim; ++i) | 
|---|
| 234 |       for (int j=1; j<=i-1; ++j) | 
|---|
| 235 |         aa += a[i][j]*a[i][j]; | 
|---|
| 236 |     aa = sqrt(aa); | 
|---|
| 237 |     // | 
|---|
| 238 |     ComputeEigenpair(l_print); | 
|---|
| 239 |     getP(); | 
|---|
| 240 |   } | 
|---|
| 241 |   else | 
|---|
| 242 |   { | 
|---|
| 243 |     lMatSize = 0; | 
|---|
| 244 |     printf("ndim = %d\n", ndim); | 
|---|
| 245 |     printf("ndim must satisfy 1 < ndim < NDIM=%d\n", NDIM); | 
|---|
| 246 |   } | 
|---|
| 247 | } | 
|---|
| 248 | // | 
|---|
| 249 | // get the eigenvalues | 
|---|
| 250 | // (input) | 
|---|
| 251 | // ev0[NDIM] double ...  the array where the eigenvalues are written | 
|---|
| 252 | void EVJacobi::getEigenValue(double ev0[]) | 
|---|
| 253 | { | 
|---|
| 254 |   for (int k=1; k<=ndim; ++k) ev0[k] = ev[p[k]]; | 
|---|
| 255 | } | 
|---|
| 256 | // | 
|---|
| 257 | // get the eigenvectors | 
|---|
| 258 | // (input) | 
|---|
| 259 | // evec0[NDIM][NDIM] double ...  the two-dimensional array | 
|---|
| 260 | //   where the eigenvectors are written in such a way that | 
|---|
| 261 | //   evec0[k][i], i=1,2,...,ndim are the elements of the eigenvector | 
|---|
| 262 | //   corresponding to the k-th eigenvalue ev0[k] | 
|---|
| 263 | // | 
|---|
| 264 | void EVJacobi::getEigenVector(double evec0[][NDIM]) | 
|---|
| 265 | { | 
|---|
| 266 |   for (int k=1; k<=ndim; ++k) | 
|---|
| 267 |     for (int i=1; i<=ndim; ++i) | 
|---|
| 268 |       evec0[k][i] = evec[p[k]][i]; | 
|---|
| 269 | } | 
|---|
| 270 | // | 
|---|
| 271 | // sort the eigenpairs | 
|---|
| 272 | // (input) | 
|---|
| 273 | // lSort0  int | 
|---|
| 274 | //   If lSort0 = 1, the eigenvalues are sorted in the descending order, i.e., | 
|---|
| 275 | //      ev0[1] >= ev0[2] >= ... >= ev0[ndim] | 
|---|
| 276 | //   and if lSort0 = 0, in the ascending order, i.e., | 
|---|
| 277 | //      ev0[1] <= ev0[2] <= ... <= ev0[ndim] | 
|---|
| 278 | // | 
|---|
| 279 | void EVJacobi::sortEigenpair(int lSort0) | 
|---|
| 280 | { | 
|---|
| 281 |   lSort = lSort0; | 
|---|
| 282 |   getP(); | 
|---|
| 283 | } | 
|---|
| 284 | //-------private member function of the class "EVJacobi"----- | 
|---|
| 285 | // | 
|---|
| 286 | // compute the eigenpairs | 
|---|
| 287 | // (input) | 
|---|
| 288 | // l_print  int | 
|---|
| 289 | //    If l_print = 1, print the matrices during the iterations. | 
|---|
| 290 | // | 
|---|
| 291 | void EVJacobi::ComputeEigenpair(int l_print) | 
|---|
| 292 | { | 
|---|
| 293 |   if (lMatSize==1) | 
|---|
| 294 |   { | 
|---|
| 295 |     if (l_print==1) | 
|---|
| 296 |     { | 
|---|
| 297 |       printf("step %d\n", 0); | 
|---|
| 298 |       printMatrix(); | 
|---|
| 299 |       printf("\n"); | 
|---|
| 300 |     } | 
|---|
| 301 |     // | 
|---|
| 302 |     double eps = 1.0e-15, epsa = eps * aa; | 
|---|
| 303 |     int kend = 1000, l_conv = 0; | 
|---|
| 304 |     // | 
|---|
| 305 |     for (int i=1; i<=ndim; ++i) | 
|---|
| 306 |       for (int j=1; j<=ndim; ++j) | 
|---|
| 307 |         vec[i][j] = 0.0; | 
|---|
| 308 |     for (int i=1; i<=ndim; ++i) | 
|---|
| 309 |       vec[i][i] = 1.0; | 
|---|
| 310 |     // | 
|---|
| 311 |     for (int k=1; k<=kend; ++k) | 
|---|
| 312 |     { | 
|---|
| 313 |       matrixUpdate(); | 
|---|
| 314 |       double a1 = 0.0; | 
|---|
| 315 |       for (int i=1; i<=ndim; ++i) | 
|---|
| 316 |         for (int j=1; j<=i-1; ++j) | 
|---|
| 317 |           a1 += a[i][j] * a[i][j]; | 
|---|
| 318 |       a1 = sqrt(a1); | 
|---|
| 319 |       if (a1 < epsa) | 
|---|
| 320 |       { | 
|---|
| 321 |         if (l_print==1) | 
|---|
| 322 |         { | 
|---|
| 323 |           printf("converged at step %d\n", k); | 
|---|
| 324 |           printMatrix(); | 
|---|
| 325 |           printf("\n"); | 
|---|
| 326 |         } | 
|---|
| 327 |         l_conv = 1; | 
|---|
| 328 |         break; | 
|---|
| 329 |       } | 
|---|
| 330 |       if (l_print==1) | 
|---|
| 331 |         if (k%10==0) | 
|---|
| 332 |       { | 
|---|
| 333 |         printf("step %d\n", k); | 
|---|
| 334 |         printMatrix(); | 
|---|
| 335 |         printf("\n"); | 
|---|
| 336 |       } | 
|---|
| 337 |     } | 
|---|
| 338 |     // | 
|---|
| 339 |     if (l_conv == 0) printf("Jacobi method not converged.\n"); | 
|---|
| 340 |     for (int k=1; k<=ndim; ++k) | 
|---|
| 341 |     { | 
|---|
| 342 |       ev[k] = a[k][k]; | 
|---|
| 343 |       for (int i=1; i<=ndim; ++i) evec[k][i] = vec[i][k]; | 
|---|
| 344 |     } | 
|---|
| 345 |   } | 
|---|
| 346 | } | 
|---|
| 347 | // | 
|---|
| 348 | void EVJacobi::printMatrix() | 
|---|
| 349 | { | 
|---|
| 350 |   for (int i=1; i<=ndim; ++i) | 
|---|
| 351 |   { | 
|---|
| 352 |     for (int j=1; j<=ndim; ++j) printf("%8.1e ",a[i][j]); | 
|---|
| 353 |     printf("\n"); | 
|---|
| 354 |   } | 
|---|
| 355 | } | 
|---|
| 356 | // | 
|---|
| 357 | void EVJacobi::matrixUpdate() | 
|---|
| 358 | { | 
|---|
| 359 |   double a_new[NDIM][NDIM], vec_new[NDIM][NDIM]; | 
|---|
| 360 |   // | 
|---|
| 361 |   int p=2, q=1; | 
|---|
| 362 |   double amax = fabs(a[p][q]); | 
|---|
| 363 |   for (int i=3; i<=ndim; ++i) | 
|---|
| 364 |     for (int j=1; j<=i-1; ++j) | 
|---|
| 365 |       if (fabs(a[i][j]) > amax) | 
|---|
| 366 |   { | 
|---|
| 367 |     p = i; | 
|---|
| 368 |     q = j; | 
|---|
| 369 |     amax = fabs(a[i][j]); | 
|---|
| 370 |   } | 
|---|
| 371 |   // | 
|---|
| 372 |         // Givens' rotation by Rutishauser's rule | 
|---|
| 373 |   // | 
|---|
| 374 |   double z, t, c, s, u; | 
|---|
| 375 |   z = (a[q][q]  - a[p][p]) / (2.0 * a[p][q]); | 
|---|
| 376 |   t = fabs(z) + sqrt(1.0 + z*z); | 
|---|
| 377 |   if (z < 0.0) t = - t; | 
|---|
| 378 |   t = 1.0 / t; | 
|---|
| 379 |   c = 1.0 / sqrt(1.0 + t*t); | 
|---|
| 380 |   s = c * t; | 
|---|
| 381 |   u = s / (1.0 + c); | 
|---|
| 382 |   // | 
|---|
| 383 |   for (int i=1; i<=ndim; ++i) | 
|---|
| 384 |     for (int j=1; j<=ndim; ++j) | 
|---|
| 385 |       a_new[i][j] = a[i][j]; | 
|---|
| 386 |   // | 
|---|
| 387 |   a_new[p][p] = a[p][p] - t * a[p][q]; | 
|---|
| 388 |   a_new[q][q] = a[q][q] + t * a[p][q]; | 
|---|
| 389 |   a_new[p][q] = 0.0; | 
|---|
| 390 |   a_new[q][p] = 0.0; | 
|---|
| 391 |   for (int j=1; j<=ndim; ++j) | 
|---|
| 392 |     if (j!=p && j!=q) | 
|---|
| 393 |   { | 
|---|
| 394 |     a_new[p][j] = a[p][j] - s * (a[q][j] + u * a[p][j]); | 
|---|
| 395 |     a_new[j][p] = a_new[p][j]; | 
|---|
| 396 |     a_new[q][j] = a[q][j] + s * (a[p][j] - u * a[q][j]); | 
|---|
| 397 |     a_new[j][q] = a_new[q][j]; | 
|---|
| 398 |   } | 
|---|
| 399 |   // | 
|---|
| 400 |   for (int i=1; i<=ndim; ++i) | 
|---|
| 401 |   { | 
|---|
| 402 |     vec_new[i][p] = vec[i][p] * c - vec[i][q] * s; | 
|---|
| 403 |     vec_new[i][q] = vec[i][p] * s + vec[i][q] * c; | 
|---|
| 404 |     for (int j=1; j<=ndim; ++j) | 
|---|
| 405 |       if (j!=p && j!=q) vec_new[i][j] = vec[i][j]; | 
|---|
| 406 |   } | 
|---|
| 407 |   // | 
|---|
| 408 |   for (int i=1; i<=ndim; ++i) | 
|---|
| 409 |     for (int j=1; j<=ndim; ++j) | 
|---|
| 410 |   { | 
|---|
| 411 |     a[i][j] = a_new[i][j]; | 
|---|
| 412 |     vec[i][j] = vec_new[i][j]; | 
|---|
| 413 |   } | 
|---|
| 414 | } | 
|---|
| 415 | // | 
|---|
| 416 | // sort the eigenpairs | 
|---|
| 417 | //   If l_print=1, sort the eigenvalues in the descending order, i.e., | 
|---|
| 418 | //      ev[1] >= ev[2] >= ... >= ev[ndim], and | 
|---|
| 419 | //   if l_print=0, in the ascending order, i.e., | 
|---|
| 420 | //      ev[1] <= ev[2] <= ... <= ev[ndim]. | 
|---|
| 421 | // | 
|---|
| 422 | void EVJacobi::getP() | 
|---|
| 423 | { | 
|---|
| 424 |   for (int i=1; i<=ndim; ++i) p[i] = i; | 
|---|
| 425 |   // | 
|---|
| 426 |   if (lSort==1) | 
|---|
| 427 |   { | 
|---|
| 428 |     for (int k=1; k<=ndim; ++k) | 
|---|
| 429 |     { | 
|---|
| 430 |       double emax = ev[p[k]]; | 
|---|
| 431 |       for (int i=k+1; i<=ndim; ++i) | 
|---|
| 432 |       { | 
|---|
| 433 |         if (emax < ev[p[i]]) | 
|---|
| 434 |         { | 
|---|
| 435 |           emax = ev[p[i]]; | 
|---|
| 436 |           int pp = p[k]; | 
|---|
| 437 |           p[k] = p[i]; | 
|---|
| 438 |           p[i] = pp; | 
|---|
| 439 |         } | 
|---|
| 440 |       } | 
|---|
| 441 |     } | 
|---|
| 442 |   } | 
|---|
| 443 |   if (lSort==0) | 
|---|
| 444 |   { | 
|---|
| 445 |     for (int k=1; k<=ndim; ++k) | 
|---|
| 446 |     { | 
|---|
| 447 |       double emin = ev[p[k]]; | 
|---|
| 448 |       for (int i=k+1; i<=ndim; ++i) | 
|---|
| 449 |       { | 
|---|
| 450 |         if (emin > ev[p[i]]) | 
|---|
| 451 |         { | 
|---|
| 452 |           emin = ev[p[i]]; | 
|---|
| 453 |           int pp = p[k]; | 
|---|
| 454 |           p[k] = p[i]; | 
|---|
| 455 |           p[i] = pp; | 
|---|
| 456 |         } | 
|---|
| 457 |       } | 
|---|
| 458 |     } | 
|---|
| 459 |   } | 
|---|
| 460 | } | 
|---|
| 461 |  | 
|---|
| 462 |  | 
|---|
| 463 |  | 
|---|
| 464 | // void jacobi(float **A, float *D, float **V, int *nRot) { | 
|---|
| 465 | // | 
|---|
| 466 | // int n = 3; | 
|---|
| 467 | // | 
|---|
| 468 | // float   *B, *Z; | 
|---|
| 469 | // double  c=0.0f, g=0.0f, h=0.0f, s=0.0f, sm=0.0f, t=0.0f, tau=0.0f, theta=0.0f, tresh=0.0f; | 
|---|
| 470 | // int     i = 0, j = 0, ip = 0, iq = 0; | 
|---|
| 471 | // | 
|---|
| 472 | //   //void *vmblock1 = NULL; | 
|---|
| 473 | // | 
|---|
| 474 | //   //allocate vectors B, Z | 
|---|
| 475 | //   //vmblock1 = vminit(); | 
|---|
| 476 | //   //B = (float *) vmalloc(vmblock1, VEKTOR,  100, 0); | 
|---|
| 477 | //   //Z = (float *) vmalloc(vmblock1, VEKTOR,  100, 0); | 
|---|
| 478 | //   B = new float[n+1]; | 
|---|
| 479 | //   Z = new float[n+1]; | 
|---|
| 480 | // | 
|---|
| 481 | //    //initialize V to identity matrix | 
|---|
| 482 | //   for(int i = 1; i <= n; i++) | 
|---|
| 483 | //   { | 
|---|
| 484 | //     for(int j = 1; j <= n; j++) | 
|---|
| 485 | //         V[i][j] = 0; | 
|---|
| 486 | //     V[i][i] = 1; | 
|---|
| 487 | //   } | 
|---|
| 488 | // | 
|---|
| 489 | //   for(int i = 1; i <= n; i++) | 
|---|
| 490 | //   { | 
|---|
| 491 | //     B[i] = A[i][i]; | 
|---|
| 492 | //     D[i] = B[i]; | 
|---|
| 493 | //     Z[i] = 0; | 
|---|
| 494 | //   } | 
|---|
| 495 | // | 
|---|
| 496 | //   *nRot = 0; | 
|---|
| 497 | //   for(int i = 1; i<=50; i++) | 
|---|
| 498 | //   { | 
|---|
| 499 | //     sm = 0; | 
|---|
| 500 | //     for(int k = 1; k < n; k++)    //sum off-diagonal elements | 
|---|
| 501 | //       for (int l = k + 1; l <= n; k++) | 
|---|
| 502 | //         sm = sm + fabs(A[k][l]); | 
|---|
| 503 | //     if ( sm == 0 ) | 
|---|
| 504 | //     { | 
|---|
| 505 | //       //vmfree(vmblock1); | 
|---|
| 506 | //       delete[] B; | 
|---|
| 507 | //       delete[] Z; | 
|---|
| 508 | //       return;       //normal return | 
|---|
| 509 | //     } | 
|---|
| 510 | //     if (i < 4) | 
|---|
| 511 | //       tresh = 0.2 * sm * sm; | 
|---|
| 512 | //     else | 
|---|
| 513 | //       tresh = 0; | 
|---|
| 514 | //     for(int k = 1; k < n; k++) | 
|---|
| 515 | //     { | 
|---|
| 516 | //       for (iq=ip+1; iq<=n; iq++) { | 
|---|
| 517 | //         g=100*fabs(A[ip][iq]); | 
|---|
| 518 | // // after 4 sweeps, skip the rotation if the off-diagonal element is small | 
|---|
| 519 | //         if ((i > 4) && (fabs(D[ip])+g == fabs(D[ip])) && (fabs(D[iq])+g == fabs(D[iq]))) | 
|---|
| 520 | //           A[ip][iq]=0; | 
|---|
| 521 | //         else if (fabs(A[ip][iq]) > tresh) { | 
|---|
| 522 | //           h=D[iq]-D[ip]; | 
|---|
| 523 | //           if (fabs(h)+g == fabs(h)) | 
|---|
| 524 | //             t=A[ip][iq]/h; | 
|---|
| 525 | //           else { | 
|---|
| 526 | //             theta=0.5*h/A[ip][iq]; | 
|---|
| 527 | //             t=1/(fabs(theta)+sqrt(1.0+theta*theta)); | 
|---|
| 528 | //             if (theta < 0)  t=-t; | 
|---|
| 529 | //           } | 
|---|
| 530 | //           c=1.0/sqrt(1.0+t*t); | 
|---|
| 531 | //           s=t*c; | 
|---|
| 532 | //           tau=s/(1.0+c); | 
|---|
| 533 | //           h=t*A[ip][iq]; | 
|---|
| 534 | //           Z[ip] -= h; | 
|---|
| 535 | //           Z[iq] += h; | 
|---|
| 536 | //           D[ip] -= h; | 
|---|
| 537 | //           D[iq] += h; | 
|---|
| 538 | //           A[ip][iq]=0; | 
|---|
| 539 | //           for (j=1; j<ip; j++) { | 
|---|
| 540 | //             g=A[j][ip]; | 
|---|
| 541 | //             h=A[j][iq]; | 
|---|
| 542 | //             A[j][ip] = g-s*(h+g*tau); | 
|---|
| 543 | //             A[j][iq] = h+s*(g-h*tau); | 
|---|
| 544 | //           } | 
|---|
| 545 | //           for (j=ip+1; j<iq; j++) { | 
|---|
| 546 | //             g=A[ip][j]; | 
|---|
| 547 | //             h=A[j][iq]; | 
|---|
| 548 | //             A[ip][j] = g-s*(h+g*tau); | 
|---|
| 549 | //             A[j][iq] = h+s*(g-h*tau); | 
|---|
| 550 | //           } | 
|---|
| 551 | //           for (j=iq+1; j<=n; j++) { | 
|---|
| 552 | //             g=A[ip][j]; | 
|---|
| 553 | //             h=A[iq][j]; | 
|---|
| 554 | //             A[ip][j] = g-s*(h+g*tau); | 
|---|
| 555 | //             A[iq][j] = h+s*(g-h*tau); | 
|---|
| 556 | //           } | 
|---|
| 557 | //           for (j=1; j<=n; j++) { | 
|---|
| 558 | //             g=V[j][ip]; | 
|---|
| 559 | //             h=V[j][iq]; | 
|---|
| 560 | //             V[j][ip] = g-s*(h+g*tau); | 
|---|
| 561 | //             V[j][iq] = h+s*(g-h*tau); | 
|---|
| 562 | //           } | 
|---|
| 563 | //           *nRot=*nRot+1; | 
|---|
| 564 | //         } //end ((i.gt.4)...else if | 
|---|
| 565 | //       } // main iq loop | 
|---|
| 566 | //     } // main ip loop | 
|---|
| 567 | //     for (ip=1; ip<=n; ip++) { | 
|---|
| 568 | //       B[ip] += Z[ip]; | 
|---|
| 569 | //       D[ip]=B[ip]; | 
|---|
| 570 | //       Z[ip]=0; | 
|---|
| 571 | //     } | 
|---|
| 572 | //   } //end of main i loop | 
|---|
| 573 | //   printf("\n 50 iterations !\n"); | 
|---|
| 574 | //   //vmfree(vmblock1); | 
|---|
| 575 | //   delete[] Z; | 
|---|
| 576 | //   delete[] B; | 
|---|
| 577 | //   return;  //too many iterations | 
|---|
| 578 | // } | 
|---|
| 579 |  | 
|---|