| 1 | // | 
|---|
| 2 | // matrixtest.cc | 
|---|
| 3 | // | 
|---|
| 4 | // Copyright (C) 1996 Limit Point Systems, Inc. | 
|---|
| 5 | // | 
|---|
| 6 | // Author: Curtis Janssen <cljanss@limitpt.com> | 
|---|
| 7 | // Maintainer: LPS | 
|---|
| 8 | // | 
|---|
| 9 | // This file is part of the SC Toolkit. | 
|---|
| 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. | 
|---|
| 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 | // | 
|---|
| 27 |  | 
|---|
| 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 |  | 
|---|
| 35 | using namespace std; | 
|---|
| 36 | using namespace sc; | 
|---|
| 37 |  | 
|---|
| 38 | class Prod3: public SCElementOp3 { | 
|---|
| 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: | 
|---|