| [0b990d] | 1 | //
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|---|
 | 2 | // matrixtest.cc
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 | 3 | //
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|---|
 | 4 | // Copyright (C) 1996 Limit Point Systems, Inc.
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|---|
 | 5 | //
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|---|
 | 6 | // Author: Curtis Janssen <cljanss@limitpt.com>
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|---|
 | 7 | // Maintainer: LPS
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|---|
 | 8 | //
 | 
|---|
 | 9 | // This file is part of the SC Toolkit.
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|---|
 | 10 | //
 | 
|---|
 | 11 | // The SC Toolkit is free software; you can redistribute it and/or modify
 | 
|---|
 | 12 | // it under the terms of the GNU Library General Public License as published by
 | 
|---|
 | 13 | // the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
 | 
|---|
 | 14 | // any later version.
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|---|
 | 15 | //
 | 
|---|
 | 16 | // The SC Toolkit is distributed in the hope that it will be useful,
 | 
|---|
 | 17 | // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 | 
|---|
 | 18 | // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 | 
|---|
 | 19 | // GNU Library General Public License for more details.
 | 
|---|
 | 20 | //
 | 
|---|
 | 21 | // You should have received a copy of the GNU Library General Public License
 | 
|---|
 | 22 | // along with the SC Toolkit; see the file COPYING.LIB.  If not, write to
 | 
|---|
 | 23 | // the Free Software Foundation, 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
 | 
|---|
 | 24 | //
 | 
|---|
 | 25 | // The U.S. Government is granted a limited license as per AL 91-7.
 | 
|---|
 | 26 | //
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|---|
 | 27 | 
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|---|
 | 28 | #include <iostream>
 | 
|---|
 | 29 | #include <math.h>
 | 
|---|
 | 30 | #include <math/scmat/matrix.h>
 | 
|---|
 | 31 | #include <math/scmat/blkiter.h>
 | 
|---|
 | 32 | #include <math/scmat/elemop.h>
 | 
|---|
 | 33 | #include <util/misc/timer.h>
 | 
|---|
 | 34 | 
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|---|
 | 35 | using namespace std;
 | 
|---|
 | 36 | using namespace sc;
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|---|
 | 37 | 
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|---|
 | 38 | class Prod3: public SCElementOp3 {
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|---|
 | 39 |   private:
 | 
|---|
 | 40 |   public:
 | 
|---|
 | 41 |     void process(SCMatrixBlockIter& i1,
 | 
|---|
 | 42 |                  SCMatrixBlockIter& i2,
 | 
|---|
 | 43 |                  SCMatrixBlockIter& i3) {
 | 
|---|
 | 44 |         for (i1.reset(),i2.reset(),i3.reset();
 | 
|---|
 | 45 |              i1;
 | 
|---|
 | 46 |              ++i1,++i2,++i3) {
 | 
|---|
 | 47 |             i1.set(i2.get()*i3.get());
 | 
|---|
 | 48 |           }
 | 
|---|
 | 49 |       }
 | 
|---|
 | 50 |     int has_side_effects() { return 1; }
 | 
|---|
 | 51 | };
 | 
|---|
 | 52 | 
 | 
|---|
 | 53 | void
 | 
|---|
 | 54 | randomize(RefSCMatrix&m)
 | 
|---|
 | 55 | {
 | 
|---|
 | 56 |   for (int i=0; i<m.rowdim().n(); i++) {
 | 
|---|
 | 57 |       for (int j=0; j<m.coldim().n(); j++) {
 | 
|---|
 | 58 |           m.set_element(i,j,drand48());
 | 
|---|
 | 59 |         }
 | 
|---|
 | 60 |     }
 | 
|---|
 | 61 | }
 | 
|---|
 | 62 | 
 | 
|---|
 | 63 | void
 | 
|---|
 | 64 | randomize(RefSymmSCMatrix&m)
 | 
|---|
 | 65 | {
 | 
|---|
 | 66 |   for (int i=0; i<m.dim().n(); i++) {
 | 
|---|
 | 67 |       for (int j=0; j<=i; j++) {
 | 
|---|
 | 68 |           m.set_element(i,j,drand48());
 | 
|---|
 | 69 |         }
 | 
|---|
 | 70 |     }
 | 
|---|
 | 71 | }
 | 
|---|
 | 72 | 
 | 
|---|
 | 73 | void
 | 
|---|
 | 74 | randomize(RefSCVector&m)
 | 
|---|
 | 75 | {
 | 
|---|
 | 76 |   for (int i=0; i<m.dim().n(); i++) {
 | 
|---|
 | 77 |       m.set_element(i,drand48());
 | 
|---|
 | 78 |     }
 | 
|---|
 | 79 | }
 | 
|---|
 | 80 | 
 | 
|---|
 | 81 | // test abstract matrices
 | 
|---|
 | 82 | void
 | 
|---|
 | 83 | matrixtest(Ref<SCMatrixKit> kit, Ref<KeyVal> keyval,
 | 
|---|
 | 84 |            RefSCDimension d1,RefSCDimension d2,RefSCDimension d3,
 | 
|---|
 | 85 |            bool have_svd)
 | 
|---|
 | 86 | {
 | 
|---|
 | 87 |   if (d1.null()) d1 << keyval->describedclassvalue("d1");
 | 
|---|
 | 88 |   if (d2.null()) d2 << keyval->describedclassvalue("d2");
 | 
|---|
 | 89 |   if (d3.null()) d3 << keyval->describedclassvalue("d3");
 | 
|---|
 | 90 | 
 | 
|---|
 | 91 |   d1.print();
 | 
|---|
 | 92 |   d2.print();
 | 
|---|
 | 93 |   d3.print();
 | 
|---|
 | 94 | 
 | 
|---|
 | 95 |   tim_enter("matrixtest");
 | 
|---|
 | 96 |   int i;
 | 
|---|
 | 97 |   int j;
 | 
|---|
 | 98 | 
 | 
|---|
 | 99 |   // seed the random number generator
 | 
|---|
 | 100 |   srand48(0);
 | 
|---|
 | 101 | 
 | 
|---|
 | 102 |   RefSCMatrix a(d1,d2,kit);
 | 
|---|
 | 103 |   RefSCMatrix a2(d1,d2,kit);
 | 
|---|
 | 104 |   RefSCMatrix a3(d1,d2,kit);
 | 
|---|
 | 105 |   RefSCMatrix b(d2,d3,kit);
 | 
|---|
 | 106 |   RefSCMatrix c(d1,d3,kit);
 | 
|---|
 | 107 | 
 | 
|---|
 | 108 |   cout << "a(" << a.nrow() << "," << a.ncol() << ")\n";
 | 
|---|
 | 109 | 
 | 
|---|
 | 110 |   a.assign(7.0);
 | 
|---|
 | 111 |   a2.assign(5.0);
 | 
|---|
 | 112 |   a3.assign(3.0);
 | 
|---|
 | 113 |   Ref<SCElementOp3> op3 = new Prod3;
 | 
|---|
 | 114 |   a.element_op(op3,a2,a3);
 | 
|---|
 | 115 |   a.print("a");
 | 
|---|
 | 116 |   a2.print("a2");
 | 
|---|
 | 117 |   a3.print("a3");
 | 
|---|
 | 118 | 
 | 
|---|
 | 119 |   /////////////////////////////////
 | 
|---|
 | 120 |   
 | 
|---|
 | 121 |   RefSymmSCMatrix sa(d3,kit);
 | 
|---|
 | 122 |   RefSymmSCMatrix sa2(d3,kit);
 | 
|---|
 | 123 |   RefSymmSCMatrix sa3(d3,kit);
 | 
|---|
 | 124 | 
 | 
|---|
 | 125 |   sa.assign(7.0);
 | 
|---|
 | 126 |   sa2.assign(5.0);
 | 
|---|
 | 127 |   sa3.assign(3.0);
 | 
|---|
 | 128 |   sa.element_op(op3,sa2,sa3);
 | 
|---|
 | 129 |   sa.print("sa");
 | 
|---|
 | 130 |   sa2.print("sa2");
 | 
|---|
 | 131 |   sa3.print("sa3");
 | 
|---|
 | 132 | 
 | 
|---|
 | 133 |   /////////////////////////////////
 | 
|---|
 | 134 |   
 | 
|---|
 | 135 |   RefDiagSCMatrix da(d3,kit);
 | 
|---|
 | 136 |   RefDiagSCMatrix da2(d3,kit);
 | 
|---|
 | 137 |   RefDiagSCMatrix da3(d3,kit);
 | 
|---|
 | 138 | 
 | 
|---|
 | 139 |   da.assign(7.0);
 | 
|---|
 | 140 |   da2.assign(5.0);
 | 
|---|
 | 141 |   da3.assign(3.0);
 | 
|---|
 | 142 |   da.element_op(op3,da2,da3);
 | 
|---|
 | 143 |   da.print("da");
 | 
|---|
 | 144 |   da2.print("da2");
 | 
|---|
 | 145 |   da3.print("da3");
 | 
|---|
 | 146 | 
 | 
|---|
 | 147 |   /////////////////////////////////
 | 
|---|
 | 148 |   
 | 
|---|
 | 149 |   RefSCVector vva(d3,kit);
 | 
|---|
 | 150 |   RefSCVector vva2(d3,kit);
 | 
|---|
 | 151 |   RefSCVector vva3(d3,kit);
 | 
|---|
 | 152 | 
 | 
|---|
 | 153 |   vva.assign(7.0);
 | 
|---|
 | 154 |   vva2.assign(5.0);
 | 
|---|
 | 155 |   vva3.assign(3.0);
 | 
|---|
 | 156 |   vva.element_op(op3,vva2,vva3);
 | 
|---|
 | 157 |   vva.print("vva");
 | 
|---|
 | 158 |   vva2.print("vva2");
 | 
|---|
 | 159 |   vva3.print("vva3");
 | 
|---|
 | 160 | 
 | 
|---|
 | 161 |   ////////////////////////////////
 | 
|---|
 | 162 | 
 | 
|---|
 | 163 |   a.assign(0.0);
 | 
|---|
 | 164 |   b.assign(1.0);
 | 
|---|
 | 165 |   c.assign(2.0);
 | 
|---|
 | 166 | 
 | 
|---|
 | 167 |   a.print("a");
 | 
|---|
 | 168 |   b.print("b");
 | 
|---|
 | 169 |   c.print("c");
 | 
|---|
 | 170 | 
 | 
|---|
 | 171 |   tim_enter("mxm");
 | 
|---|
 | 172 |   RefSCMatrix d = c * b.t();
 | 
|---|
 | 173 |   tim_exit("mxm");
 | 
|---|
 | 174 | 
 | 
|---|
 | 175 |   d.print("d");
 | 
|---|
 | 176 | 
 | 
|---|
 | 177 |   RefSCDimension d4; d4 << keyval->describedclassvalue("d4");
 | 
|---|
 | 178 |   int nd4 = d4->n();
 | 
|---|
 | 179 |   cout << "n4 = " << nd4 << endl;
 | 
|---|
 | 180 |   d4.print();
 | 
|---|
 | 181 |   RefSCMatrix aaa(d4,d4,kit);
 | 
|---|
 | 182 |   RefSCMatrix bbb(d4,d4,kit);
 | 
|---|
 | 183 |   aaa.assign(1.0);
 | 
|---|
 | 184 |   bbb.assign(2.0);
 | 
|---|
 | 185 |   tim_enter("mxm2");
 | 
|---|
 | 186 |   RefSCMatrix ccc = aaa*bbb;
 | 
|---|
 | 187 |   tim_exit("mxm2");
 | 
|---|
 | 188 | 
 | 
|---|
 | 189 |   d.print("d later");
 | 
|---|
 | 190 | 
 | 
|---|
 | 191 |   RefSymmSCMatrix e(d3,kit);
 | 
|---|
 | 192 | 
 | 
|---|
 | 193 |   e.assign(1.0);
 | 
|---|
 | 194 |   e.print("e");
 | 
|---|
 | 195 |   e.eigvals().print("e.eigvals()");
 | 
|---|
 | 196 |   e.eigvecs().print("e.eigvecs()");
 | 
|---|
 | 197 | 
 | 
|---|
 | 198 |   RefSymmSCMatrix f(d3,kit);
 | 
|---|
 | 199 |   for (i=0; i<d3.n(); i++) {
 | 
|---|
 | 200 |       for (j=0; j<=i; j++) {
 | 
|---|
 | 201 |           f(i,j) = i + sqrt((double)j);
 | 
|---|
 | 202 |         }
 | 
|---|
 | 203 |     }
 | 
|---|
 | 204 |   f.print("f");
 | 
|---|
 | 205 |   f.eigvals().print("f.eigvals()");
 | 
|---|
 | 206 |   f.i().print("f.i()");
 | 
|---|
 | 207 | 
 | 
|---|
 | 208 |   RefSymmSCMatrix h(d3,kit);
 | 
|---|
 | 209 |   for (i=0; i<d3.n(); i++) {
 | 
|---|
 | 210 |     for (j=0; j<=i; j++) {
 | 
|---|
 | 211 |       h(i,j) = f(i,j);
 | 
|---|
 | 212 |     }
 | 
|---|
 | 213 |   }
 | 
|---|
 | 214 |   h.print("h should be equal to f");
 | 
|---|
 | 215 | 
 | 
|---|
 | 216 |   RefSCMatrix g(d3,d3,kit);
 | 
|---|
 | 217 |   for (i=0; i<d3.n(); i++) {
 | 
|---|
 | 218 |       for (j=0; j<d3.n(); j++) {
 | 
|---|
 | 219 |           if (i>j) g(i,j) = i + sqrt((double)j);
 | 
|---|
 | 220 |           else g(i,j) = j + sqrt((double)i);
 | 
|---|
 | 221 |         }
 | 
|---|
 | 222 |     }
 | 
|---|
 | 223 |   g.print("g");
 | 
|---|
 | 224 |   g.i().print("g.i()");
 | 
|---|
 | 225 |   (g * g.i()).print("g * g.i()");
 | 
|---|
 | 226 | 
 | 
|---|
 | 227 |   if (have_svd) {
 | 
|---|
 | 228 |       g.gi().print("g.gi()");
 | 
|---|
 | 229 |       (g * g.gi()).print("g * g.gi()");
 | 
|---|
 | 230 |       (g.gi() * g).print("g.gi() * g");
 | 
|---|
 | 231 |     }
 | 
|---|
 | 232 | 
 | 
|---|
 | 233 |   RefSCVector v(d3,kit);
 | 
|---|
 | 234 |   for (i=0; i<d3.n(); i++) {
 | 
|---|
 | 235 |       v(i) = 1.0/(i+1);
 | 
|---|
 | 236 |     }
 | 
|---|
 | 237 |   v.print("Vector v");
 | 
|---|
 | 238 | 
 | 
|---|
 | 239 |   RefSCVector wa(d3,kit);
 | 
|---|
 | 240 |   RefSCMatrix ma(d1,d3,kit);
 | 
|---|
 | 241 |   randomize(ma);
 | 
|---|
 | 242 |   randomize(wa);
 | 
|---|
 | 243 |   RefSCVector va = ma * wa;
 | 
|---|
 | 244 |   ma.print("Matrix ma");
 | 
|---|
 | 245 |   va.print("Vector va");
 | 
|---|
 | 246 |   wa.print("Vector wa");
 | 
|---|
 | 247 | 
 | 
|---|
 | 248 |   if (have_svd) {
 | 
|---|
 | 249 |       ma.gi().print("ma.gi()");
 | 
|---|
 | 250 |       (ma * ma.gi()).print("ma * ma.gi()");
 | 
|---|
 | 251 |       (ma.gi() * ma).print("ma.gi() * ma");
 | 
|---|
 | 252 |     }
 | 
|---|
 | 253 | 
 | 
|---|
 | 254 |   RefSCVector wb(d1,kit);
 | 
|---|
 | 255 |   RefSCMatrix mb(d3,d1,kit);
 | 
|---|
 | 256 |   randomize(mb);
 | 
|---|
 | 257 |   randomize(wb);
 | 
|---|
 | 258 |   RefSCVector vb = mb * wb;
 | 
|---|
 | 259 |   ma.print("Matrix mb");
 | 
|---|
 | 260 |   va.print("Vector vb");
 | 
|---|
 | 261 |   wa.print("Vector wb");
 | 
|---|
 | 262 | 
 | 
|---|
 | 263 |   if (have_svd) {
 | 
|---|
 | 264 |       mb.gi().print("mb.gi()");
 | 
|---|
 | 265 |       (mb * mb.gi()).print("mb * mb.gi()");
 | 
|---|
 | 266 |       (mb.gi() * mb).print("mb.gi() * mb");
 | 
|---|
 | 267 |     }
 | 
|---|
 | 268 | 
 | 
|---|
 | 269 |   RefSymmSCMatrix bmbt(d3,kit);
 | 
|---|
 | 270 |   RefSCMatrix redundant_ortho(d2,d3,kit);
 | 
|---|
 | 271 |   RefSymmSCMatrix bmbt_fixed(d2,kit);
 | 
|---|
 | 272 |   RefSCMatrix bmbt_fix_red(d2,d3,kit);
 | 
|---|
 | 273 |   bmbt.assign(0.0);
 | 
|---|
 | 274 |   randomize(redundant_ortho);
 | 
|---|
 | 275 |   randomize(bmbt_fixed);
 | 
|---|
 | 276 |   randomize(bmbt_fix_red);
 | 
|---|
 | 277 |   bmbt.accumulate_transform(redundant_ortho.t(), bmbt_fixed);
 | 
|---|
 | 278 |   bmbt.print("bmbt");
 | 
|---|
 | 279 | 
 | 
|---|
 | 280 |   bmbt.assign(0.0);
 | 
|---|
 | 281 |   bmbt.accumulate_transform(redundant_ortho, bmbt_fixed,
 | 
|---|
 | 282 |                             SCMatrix::TransposeTransform);
 | 
|---|
 | 283 |   bmbt.print("bmbt (2)");
 | 
|---|
 | 284 | 
 | 
|---|
 | 285 |   bmbt.accumulate_symmetric_sum(redundant_ortho.t() * bmbt_fix_red);
 | 
|---|
 | 286 |   bmbt.print("bmbt (symmetric_sum)");
 | 
|---|
 | 287 | 
 | 
|---|
 | 288 |   RefSCMatrix bmbt_test;
 | 
|---|
 | 289 |   RefSCMatrix bmbt_fixed_test(d2,d2,kit);
 | 
|---|
 | 290 |   for (i=0; i<d2.n(); i++) {
 | 
|---|
 | 291 |       for (j=0; j<=i; j++) {
 | 
|---|
 | 292 |           bmbt_fixed_test(i,j) = bmbt_fixed(i,j);
 | 
|---|
 | 293 |           bmbt_fixed_test(j,i) = bmbt_fixed(i,j);
 | 
|---|
 | 294 |         }
 | 
|---|
 | 295 |     }
 | 
|---|
 | 296 |   RefSCMatrix tmp = redundant_ortho.t() * bmbt_fix_red;
 | 
|---|
 | 297 |   bmbt_test =  redundant_ortho.t() * bmbt_fixed_test * redundant_ortho
 | 
|---|
 | 298 |              + tmp + tmp.t();
 | 
|---|
 | 299 |   bmbt_test.print("bmbt_test");
 | 
|---|
 | 300 | 
 | 
|---|
 | 301 |   tim_exit("matrixtest");
 | 
|---|
 | 302 |   tim_print(0);
 | 
|---|
 | 303 | }
 | 
|---|
 | 304 | 
 | 
|---|
 | 305 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 | 
|---|
 | 306 | 
 | 
|---|
 | 307 | // Local Variables:
 | 
|---|
 | 308 | // mode: c++
 | 
|---|
 | 309 | // c-file-style: "CLJ"
 | 
|---|
 | 310 | // End:
 | 
|---|