00001 #ifdef CH_LANG_CC
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00009 #endif
00010
00011 #ifndef _LAPACKMATRIX_H_
00012 #define _LAPACKMATRIX_H_
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00014 #include "REAL.H"
00015 #include "LoHiSide.H"
00016 #include <utility>
00017 #include "BaseNamespaceHeader.H"
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00024 class LAPACKMatrix
00025 {
00026 public:
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00028
00029
00030 LAPACKMatrix(int a_nrow, int a_ncol):m_nrow(a_nrow),m_ncol(a_ncol),m_data(new Real[a_nrow*a_ncol]){}
00031
00032
00033 void define(int nrow, int ncol)
00034 {
00035 m_nrow = nrow;
00036 m_ncol = ncol;
00037 if(m_data != nullptr)
00038 {
00039 delete m_data;
00040 }
00041 m_data =new Real[m_nrow*m_ncol];
00042 }
00043
00044
00045
00046 LAPACKMatrix( int a_nrow, int a_ncol, Real* a_data)
00047 :m_nrow(a_nrow),m_ncol(a_ncol),m_data(a_data),m_alias(true) {;}
00048
00049
00050 LAPACKMatrix():m_nrow(0),m_ncol(0),m_data(nullptr){}
00051
00052
00053 LAPACKMatrix(const LAPACKMatrix& a_input);
00054
00055
00056 LAPACKMatrix(LAPACKMatrix&& a_input)
00057 :m_nrow(a_input.m_nrow),m_ncol(a_input.m_ncol),m_data(a_input.m_data),m_alias(a_input.m_alias)
00058 {a_input.m_data=nullptr;}
00059
00060
00061 void clear()
00062 {
00063 define(0, 0);
00064 }
00065
00066
00067 Real normLTwo() const;
00068
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00071
00072
00073 void setToIdentity();
00074
00075
00076 ~LAPACKMatrix();
00077
00078
00079 void setVal(const Real& a_val);
00080
00081 Real* dataPtr();
00082
00083
00084 const Real* dataPtr() const;
00085
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00088
00089
00090 void truncate(int a_nrow,int a_ncol);
00091
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00095
00096
00097 Real maxNorm() const;
00098
00099
00100 const Real& operator() (int irow, int icol) const;
00101
00102
00103 Real & operator() (int irow, int icol);
00104
00105
00106 std::pair<int, int> dims() const
00107 {
00108 std::pair<int, int> retval;
00109 retval.first = m_nrow;
00110 retval.second= m_ncol;
00111 return retval;
00112 }
00113
00114
00115 LAPACKMatrix& operator=(const LAPACKMatrix& a_matrix);
00116
00117
00118 inline LAPACKMatrix& operator=(LAPACKMatrix&& a_matrix)
00119 {
00120 if(&a_matrix != this)
00121 {
00122 m_nrow=a_matrix.m_nrow;
00123 m_ncol=a_matrix.m_ncol;
00124 std::swap(m_data,a_matrix.m_data);
00125 std::swap(m_alias,a_matrix.m_alias);
00126 }
00127 return *this;
00128 }
00129
00130
00131
00132 LAPACKMatrix& operator+=(const LAPACKMatrix& a_matrix);
00133
00134
00135 LAPACKMatrix& operator-=(const LAPACKMatrix& a_matrix);
00136
00137
00138 LAPACKMatrix& operator*=(const Real& a_scalingFactor);
00139
00140
00141
00142 int offset(int irow, int icol) const;
00143
00144
00145 void poutAll() const;
00146
00147
00148 void poutDiag() const;
00149
00150
00151 void poutDiagMatlab() const;
00152
00153
00154 void poutMatlab() const;
00155
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00160
00161 int invert();
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00168 int invertUsingSVD(int a_maxiter, Real a_tol);
00169
00170
00171
00172 int pseudoInvertUsingSVD(int a_maxiter, Real a_tol);
00173
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00175 int pseudoInvertUsingQR();
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00180
00181
00182 int invertUsingLeastSquares();
00183
00184
00185
00186 void setSmallCellRow(const int& irow)
00187 {
00188 LAPACKMatrix& Mvol = *this;
00189 Mvol(irow, 0) = 1.0;
00190 for(int icol = 1; icol < m_ncol; icol++)
00191 {
00192 Mvol(irow, icol) = 0.0;
00193 }
00194 }
00195
00196
00197
00198 void transpose();
00199
00200
00201 void checkConditionNumber() const;
00202
00203 void checkUpperTriangularConditionNumber() const;
00204
00205
00206
00207
00208
00209
00210 friend void multiply(LAPACKMatrix& a_product,
00211 const LAPACKMatrix& a_left,
00212 const LAPACKMatrix& a_right);
00213
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00220 friend int solveLeastSquares(LAPACKMatrix& A, LAPACKMatrix& B);
00221
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00227 friend int solveLeastSquaresTranspose(LAPACKMatrix& A, LAPACKMatrix& B);
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00230
00231
00232
00233 friend int solveLSTSVD(LAPACKMatrix& A, LAPACKMatrix& B, int a_maxiter, Real a_tol);
00234
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00239 friend int solveLSTSVD(LAPACKMatrix& X, const LAPACKMatrix& A, const LAPACKMatrix& B, int a_maxiter, Real a_tol);
00240
00241
00242 friend int solveLSTSVDOnce(LAPACKMatrix& X, LAPACKMatrix& B);
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00248 friend int solveLSTSVDOnce(LAPACKMatrix& X, const LAPACKMatrix& A, const LAPACKMatrix& B);
00249
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00255 friend int solveEqualityConstrainedLS(LAPACKMatrix& A, LAPACKMatrix& c, LAPACKMatrix& B, LAPACKMatrix& d, LAPACKMatrix& x);
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00261 friend int solveReducedRankLS(LAPACKMatrix& A, LAPACKMatrix& b);
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00268 friend Real getInverseOfConditionNumber(const LAPACKMatrix& A);
00269
00270 friend Real getInverseOfUpperTriangularConditionNumber(const LAPACKMatrix& A);
00271
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00273 static bool s_checkConditionNumber;
00274
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00276 static bool s_verbose;
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00278 static bool s_outputStenData;
00279
00280 private:
00281
00282 int m_nrow;
00283 int m_ncol;
00284 Real* m_data;
00285 bool m_alias=false;
00286 };
00287
00288 Real getInverseOfConditionNumber(const LAPACKMatrix& A);
00289
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00295 void multiply(LAPACKMatrix& a_product,
00296 const LAPACKMatrix& a_left,
00297 const LAPACKMatrix& a_right);
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00305 int solveLeastSquares(LAPACKMatrix& A, LAPACKMatrix& B);
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00311 int solveLeastSquaresTranspose(LAPACKMatrix& A, LAPACKMatrix& B);
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00314 int solveLSTSVDOnce(LAPACKMatrix& X, const LAPACKMatrix& A, const LAPACKMatrix& B);
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00320 int solveLSTSVD(LAPACKMatrix& A, LAPACKMatrix& B, int a_maxiter, Real a_tol);
00321
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00323 int solveLSTSVDOnce(LAPACKMatrix& X, const LAPACKMatrix& A, const LAPACKMatrix& B);
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00330 int solveEqualityConstrainedLS(LAPACKMatrix& A, LAPACKMatrix& c, LAPACKMatrix& B, LAPACKMatrix& d, LAPACKMatrix& x);
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00336 int solveReducedRankLS(LAPACKMatrix& A, LAPACKMatrix & b);
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00339 #include "BaseNamespaceFooter.H"
00340 #endif