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[matrix] Annotation of /pkg/Matrix/src/Csparse.c
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Annotation of /pkg/Matrix/src/Csparse.c

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Revision 1751 - (view) (download) (as text)
Original Path: pkg/src/Csparse.c

1 : bates 1218 /* Sparse matrices in compressed column-oriented form */
2 : bates 922 #include "Csparse.h"
3 :     #include "chm_common.h"
4 :    
5 :     SEXP Csparse_validate(SEXP x)
6 :     {
7 : maechler 1575 /* NB: we do *NOT* check a potential 'x' slot here, at all */
8 : bates 922 SEXP pslot = GET_SLOT(x, Matrix_pSym),
9 :     islot = GET_SLOT(x, Matrix_iSym);
10 : maechler 1660 int j, k, sorted,
11 : bates 922 *dims = INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_DimSym)),
12 : maechler 1660 nrow = dims[0],
13 :     ncol = dims[1],
14 : maechler 1654 *xp = INTEGER(pslot),
15 : bates 922 *xi = INTEGER(islot);
16 :    
17 : maechler 1654 if (length(pslot) != dims[1] + 1)
18 :     return mkString(_("slot p must have length = ncol(.) + 1"));
19 : bates 922 if (xp[0] != 0)
20 :     return mkString(_("first element of slot p must be zero"));
21 :     if (length(islot) != xp[ncol])
22 : bates 1555 return
23 :     mkString(_("last element of slot p must match length of slots i and x"));
24 :     for (j = 0; j < length(islot); j++) {
25 :     if (xi[j] < 0 || xi[j] >= nrow)
26 :     return mkString(_("all row indices must be between 0 and nrow-1"));
27 :     }
28 :     sorted = TRUE;
29 : bates 922 for (j = 0; j < ncol; j++) {
30 :     if (xp[j] > xp[j+1])
31 :     return mkString(_("slot p must be non-decreasing"));
32 : bates 1555 for (k = xp[j] + 1; k < xp[j + 1]; k++)
33 :     if (xi[k] < xi[k - 1]) sorted = FALSE;
34 : bates 922 }
35 : maechler 1654 if (!sorted) {
36 :     cholmod_sparse *chx = as_cholmod_sparse(x);
37 :     cholmod_sort(chx, &c);
38 :     Free(chx);
39 :     }
40 : bates 922 return ScalarLogical(1);
41 :     }
42 :    
43 : maechler 1751 /* Called from ../R/Csparse.R : */
44 :     /* Can only return [dln]geMatrix (no symm/triang);
45 :     * FIXME: replace by non-CHOLMOD code ! */
46 : bates 1059 SEXP Csparse_to_dense(SEXP x)
47 :     {
48 :     cholmod_sparse *chxs = as_cholmod_sparse(x);
49 : maechler 1751 /* This loses the symmetry property, since cholmod_dense has none,
50 :     * BUT, much worse (FIXME!), it also transforms CHOLMOD_PATTERN ("n") matrices
51 :     * to numeric (CHOLMOD_REAL) ones : */
52 : bates 1059 cholmod_dense *chxd = cholmod_sparse_to_dense(chxs, &c);
53 : maechler 1751 int Rkind = (chxs->xtype == CHOLMOD_PATTERN)? -1 : Real_kind(x);
54 : bates 1059
55 : bates 1141 Free(chxs);
56 : maechler 1736 return chm_dense_to_SEXP(chxd, 1, Rkind, GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym));
57 : bates 1059 }
58 :    
59 : maechler 1548 SEXP Csparse_to_nz_pattern(SEXP x, SEXP tri)
60 : bates 1371 {
61 :     cholmod_sparse *chxs = as_cholmod_sparse(x);
62 :     cholmod_sparse
63 :     *chxcp = cholmod_copy(chxs, chxs->stype, CHOLMOD_PATTERN, &c);
64 :     int uploT = 0; char *diag = "";
65 :    
66 :     Free(chxs);
67 :     if (asLogical(tri)) { /* triangular sparse matrices */
68 : maechler 1710 uploT = (*uplo_P(x) == 'U') ? 1 : -1;
69 : bates 1371 diag = CHAR(asChar(GET_SLOT(x, Matrix_diagSym)));
70 :     }
71 : maechler 1548 return chm_sparse_to_SEXP(chxcp, 1, uploT, 0, diag,
72 :     GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym));
73 : bates 1371 }
74 :    
75 : bates 1366 SEXP Csparse_to_matrix(SEXP x)
76 : bates 922 {
77 : maechler 925 cholmod_sparse *chxs = as_cholmod_sparse(x);
78 : bates 1366 cholmod_dense *chxd = cholmod_sparse_to_dense(chxs, &c);
79 :    
80 :     Free(chxs);
81 :     return chm_dense_to_matrix(chxd, 1,
82 :     GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym));
83 :     }
84 :    
85 :     SEXP Csparse_to_Tsparse(SEXP x, SEXP tri)
86 :     {
87 :     cholmod_sparse *chxs = as_cholmod_sparse(x);
88 : bates 922 cholmod_triplet *chxt = cholmod_sparse_to_triplet(chxs, &c);
89 : maechler 1548 int uploT = 0;
90 :     char *diag = "";
91 : maechler 1736 int Rkind = (chxs->xtype != CHOLMOD_PATTERN) ? Real_kind(x) : 0;
92 : bates 922
93 : bates 1141 Free(chxs);
94 : bates 1366 if (asLogical(tri)) { /* triangular sparse matrices */
95 : maechler 1710 uploT = (*uplo_P(x) == 'U') ? 1 : -1;
96 : bates 1419 diag = diag_P(x);
97 : bates 1366 }
98 : maechler 1548 return chm_triplet_to_SEXP(chxt, 1, uploT, Rkind, diag,
99 : bates 1371 GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym));
100 : bates 922 }
101 :    
102 : bates 1448 /* this used to be called sCMatrix_to_gCMatrix(..) [in ./dsCMatrix.c ]: */
103 : bates 1371 SEXP Csparse_symmetric_to_general(SEXP x)
104 :     {
105 :     cholmod_sparse *chx = as_cholmod_sparse(x), *chgx;
106 : maechler 1736 int Rkind = (chx->xtype != CHOLMOD_PATTERN) ? Real_kind(x) : 0;
107 : bates 1371
108 :     if (!(chx->stype))
109 : maechler 1548 error(_("Nonsymmetric matrix in Csparse_symmetric_to_general"));
110 : maechler 1375 chgx = cholmod_copy(chx, /* stype: */ 0, chx->xtype, &c);
111 :     /* xtype: pattern, "real", complex or .. */
112 : bates 1371 Free(chx);
113 : maechler 1548 return chm_sparse_to_SEXP(chgx, 1, 0, Rkind, "",
114 : bates 1371 GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym));
115 :     }
116 :    
117 : maechler 1618 SEXP Csparse_general_to_symmetric(SEXP x, SEXP uplo)
118 : maechler 1598 {
119 :     cholmod_sparse *chx = as_cholmod_sparse(x), *chgx;
120 : maechler 1710 int uploT = (*CHAR(asChar(uplo)) == 'U') ? 1 : -1;
121 : maechler 1736 int Rkind = (chx->xtype != CHOLMOD_PATTERN) ? Real_kind(x) : 0;
122 : maechler 1598
123 : maechler 1618 chgx = cholmod_copy(chx, /* stype: */ uploT, chx->xtype, &c);
124 : maechler 1598 /* xtype: pattern, "real", complex or .. */
125 :     Free(chx);
126 :     return chm_sparse_to_SEXP(chgx, 1, 0, Rkind, "",
127 :     GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym));
128 :     }
129 :    
130 : bates 1369 SEXP Csparse_transpose(SEXP x, SEXP tri)
131 : bates 922 {
132 :     cholmod_sparse *chx = as_cholmod_sparse(x);
133 : maechler 1736 int Rkind = (chx->xtype != CHOLMOD_PATTERN) ? Real_kind(x) : 0;
134 : bates 922 cholmod_sparse *chxt = cholmod_transpose(chx, (int) chx->xtype, &c);
135 : bates 1366 SEXP dn = PROTECT(duplicate(GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym))), tmp;
136 : bates 1369 int uploT = 0; char *diag = "";
137 :    
138 : bates 1141 Free(chx);
139 : bates 1366 tmp = VECTOR_ELT(dn, 0); /* swap the dimnames */
140 :     SET_VECTOR_ELT(dn, 0, VECTOR_ELT(dn, 1));
141 :     SET_VECTOR_ELT(dn, 1, tmp);
142 :     UNPROTECT(1);
143 : maechler 1710 if (asLogical(tri)) { /* triangular sparse matrices : SWAP 'uplo' */
144 : bates 1419 uploT = (*uplo_P(x) == 'U') ? -1 : 1;
145 :     diag = diag_P(x);
146 : bates 1369 }
147 : maechler 1548 return chm_sparse_to_SEXP(chxt, 1, uploT, Rkind, diag, dn);
148 : bates 922 }
149 :    
150 :     SEXP Csparse_Csparse_prod(SEXP a, SEXP b)
151 :     {
152 : maechler 1659 cholmod_sparse
153 :     *cha = as_cholmod_sparse(a),
154 : bates 1059 *chb = as_cholmod_sparse(b);
155 :     cholmod_sparse *chc = cholmod_ssmult(cha, chb, 0, cha->xtype, 1, &c);
156 : bates 1366 SEXP dn = allocVector(VECSXP, 2);
157 : bates 922
158 : bates 1141 Free(cha); Free(chb);
159 : bates 1366 SET_VECTOR_ELT(dn, 0, /* establish dimnames */
160 :     duplicate(VECTOR_ELT(GET_SLOT(a, Matrix_DimNamesSym), 0)));
161 :     SET_VECTOR_ELT(dn, 1,
162 :     duplicate(VECTOR_ELT(GET_SLOT(b, Matrix_DimNamesSym), 1)));
163 : maechler 1548 return chm_sparse_to_SEXP(chc, 1, 0, 0, "", dn);
164 : bates 922 }
165 :    
166 : maechler 1659 SEXP Csparse_Csparse_crossprod(SEXP a, SEXP b, SEXP trans)
167 : bates 1657 {
168 : maechler 1659 int tr = asLogical(trans);
169 :     cholmod_sparse
170 :     *cha = as_cholmod_sparse(a),
171 : bates 1657 *chb = as_cholmod_sparse(b);
172 : maechler 1659 cholmod_sparse *chTr, *chc;
173 : bates 1657 SEXP dn = allocVector(VECSXP, 2);
174 :    
175 : maechler 1659 /* cholmod_sparse *chTr = cholmod_transpose(cha, 1, &c); */
176 :     /* cholmod_sparse *chc = cholmod_ssmult(chTr, chb, 0, cha->xtype, 1, &c); */
177 :    
178 :     if (tr)
179 :     chTr = cholmod_transpose(chb, chb->xtype, &c);
180 :     else
181 :     chTr = cholmod_transpose(cha, cha->xtype, &c);
182 :     chc = cholmod_ssmult((tr) ? cha : chTr, (tr) ? chTr : chb,
183 :     0, cha->xtype, 1, &c);
184 :    
185 :     Free(cha); Free(chb); cholmod_free_sparse(&chTr, &c);
186 :    
187 : bates 1657 SET_VECTOR_ELT(dn, 0, /* establish dimnames */
188 : maechler 1659 duplicate(VECTOR_ELT(GET_SLOT(a, Matrix_DimNamesSym), (tr) ? 0 : 1)));
189 : bates 1657 SET_VECTOR_ELT(dn, 1,
190 : maechler 1659 duplicate(VECTOR_ELT(GET_SLOT(b, Matrix_DimNamesSym), (tr) ? 0 : 1)));
191 : bates 1657 return chm_sparse_to_SEXP(chc, 1, 0, 0, "", dn);
192 :     }
193 :    
194 : bates 922 SEXP Csparse_dense_prod(SEXP a, SEXP b)
195 :     {
196 :     cholmod_sparse *cha = as_cholmod_sparse(a);
197 : maechler 1660 SEXP b_M = PROTECT(mMatrix_as_dgeMatrix(b));
198 :     cholmod_dense *chb = as_cholmod_dense(b_M);
199 : maechler 1548 cholmod_dense *chc =
200 : bates 1448 cholmod_allocate_dense(cha->nrow, chb->ncol, cha->nrow, chb->xtype, &c);
201 : maechler 1660 SEXP dn = allocVector(VECSXP, 2);
202 : bates 1448 double alpha[] = {1,0}, beta[] = {0,0};
203 : bates 922
204 : bates 1448 cholmod_sdmult(cha, 0, alpha, beta, chb, chc, &c);
205 : bates 1141 Free(cha); Free(chb);
206 : bates 1461 UNPROTECT(1);
207 : maechler 1660 SET_VECTOR_ELT(dn, 0, /* establish dimnames */
208 :     duplicate(VECTOR_ELT(GET_SLOT(a, Matrix_DimNamesSym), 0)));
209 :     SET_VECTOR_ELT(dn, 1,
210 :     duplicate(VECTOR_ELT(GET_SLOT(b_M, Matrix_DimNamesSym), 1)));
211 :     return chm_dense_to_SEXP(chc, 1, 0, dn);
212 : bates 922 }
213 : maechler 925
214 : bates 1067 SEXP Csparse_dense_crossprod(SEXP a, SEXP b)
215 :     {
216 :     cholmod_sparse *cha = as_cholmod_sparse(a);
217 : maechler 1660 SEXP b_M = PROTECT(mMatrix_as_dgeMatrix(b));
218 :     cholmod_dense *chb = as_cholmod_dense(b_M);
219 : bates 1448 cholmod_dense *chc =
220 :     cholmod_allocate_dense(cha->ncol, chb->ncol, cha->ncol, chb->xtype, &c);
221 : maechler 1660 SEXP dn = allocVector(VECSXP, 2);
222 : bates 1448 double alpha[] = {1,0}, beta[] = {0,0};
223 : bates 1067
224 : bates 1448 cholmod_sdmult(cha, 1, alpha, beta, chb, chc, &c);
225 : bates 1067 Free(cha); Free(chb);
226 : bates 1461 UNPROTECT(1);
227 : maechler 1660 SET_VECTOR_ELT(dn, 0, /* establish dimnames */
228 :     duplicate(VECTOR_ELT(GET_SLOT(a, Matrix_DimNamesSym), 1)));
229 :     SET_VECTOR_ELT(dn, 1,
230 :     duplicate(VECTOR_ELT(GET_SLOT(b_M, Matrix_DimNamesSym), 1)));
231 :     return chm_dense_to_SEXP(chc, 1, 0, dn);
232 : bates 1067 }
233 :    
234 : maechler 1659 /* Computes x'x or x x' -- see Csparse_Csparse_crossprod above for x'y and x y' */
235 : bates 928 SEXP Csparse_crossprod(SEXP x, SEXP trans, SEXP triplet)
236 : bates 922 {
237 : maechler 957 int trip = asLogical(triplet),
238 :     tr = asLogical(trans); /* gets reversed because _aat is tcrossprod */
239 : bates 928 cholmod_triplet
240 :     *cht = trip ? as_cholmod_triplet(x) : (cholmod_triplet*) NULL;
241 :     cholmod_sparse *chcp, *chxt,
242 :     *chx = trip ? cholmod_triplet_to_sparse(cht, cht->nnz, &c)
243 :     : as_cholmod_sparse(x);
244 : bates 1366 SEXP dn = PROTECT(allocVector(VECSXP, 2));
245 : bates 922
246 : bates 923 if (!tr)
247 : bates 1353 chxt = cholmod_transpose(chx, chx->xtype, &c);
248 : bates 928 chcp = cholmod_aat((!tr) ? chxt : chx, (int *) NULL, 0, chx->xtype, &c);
249 : maechler 957 if(!chcp)
250 : maechler 1618 error(_("Csparse_crossprod(): error return from cholmod_aat()"));
251 : bates 1360 cholmod_band_inplace(0, chcp->ncol, chcp->xtype, chcp, &c);
252 :     chcp->stype = 1;
253 : bates 930 if (trip) {
254 :     cholmod_free_sparse(&chx, &c);
255 : bates 1141 Free(cht);
256 : bates 930 } else {
257 : bates 1141 Free(chx);
258 : bates 930 }
259 : bates 923 if (!tr) cholmod_free_sparse(&chxt, &c);
260 : bates 1366 /* create dimnames */
261 :     SET_VECTOR_ELT(dn, 0,
262 :     duplicate(VECTOR_ELT(GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym),
263 : maechler 1660 (tr) ? 0 : 1)));
264 : bates 1366 SET_VECTOR_ELT(dn, 1, duplicate(VECTOR_ELT(dn, 0)));
265 :     UNPROTECT(1);
266 : maechler 1548 return chm_sparse_to_SEXP(chcp, 1, 0, 0, "", dn);
267 : bates 922 }
268 : bates 923
269 : maechler 1618 SEXP Csparse_drop(SEXP x, SEXP tol)
270 :     {
271 :     cholmod_sparse *chx = as_cholmod_sparse(x),
272 :     *ans = cholmod_copy(chx, chx->stype, chx->xtype, &c);
273 :     double dtol = asReal(tol);
274 : maechler 1736 int Rkind = (chx->xtype != CHOLMOD_PATTERN) ? Real_kind(x) : 0;
275 : maechler 1618
276 :     if(!cholmod_drop(dtol, ans, &c))
277 :     error(_("cholmod_drop() failed"));
278 :     Free(chx);
279 : maechler 1736 return chm_sparse_to_SEXP(ans, 1, 0, Rkind, "",
280 :     GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym));
281 : maechler 1618 }
282 :    
283 :    
284 : bates 1218 SEXP Csparse_horzcat(SEXP x, SEXP y)
285 :     {
286 :     cholmod_sparse *chx = as_cholmod_sparse(x),
287 :     *chy = as_cholmod_sparse(y), *ans;
288 : maechler 1548 int Rkind = 0; /* only for "d" - FIXME */
289 : maechler 1375
290 : bates 1218 ans = cholmod_horzcat(chx, chy, 1, &c);
291 :     Free(chx); Free(chy);
292 : bates 1366 /* FIXME: currently drops dimnames */
293 : maechler 1548 return chm_sparse_to_SEXP(ans, 1, 0, Rkind, "", R_NilValue);
294 : bates 1218 }
295 :    
296 :     SEXP Csparse_vertcat(SEXP x, SEXP y)
297 :     {
298 :     cholmod_sparse *chx = as_cholmod_sparse(x),
299 :     *chy = as_cholmod_sparse(y), *ans;
300 : maechler 1548 int Rkind = 0; /* only for "d" - FIXME */
301 : maechler 1375
302 : bates 1218 ans = cholmod_vertcat(chx, chy, 1, &c);
303 :     Free(chx); Free(chy);
304 : bates 1366 /* FIXME: currently drops dimnames */
305 : maechler 1548 return chm_sparse_to_SEXP(ans, 1, 0, Rkind, "", R_NilValue);
306 : bates 1218 }
307 : bates 1265
308 :     SEXP Csparse_band(SEXP x, SEXP k1, SEXP k2)
309 :     {
310 :     cholmod_sparse *chx = as_cholmod_sparse(x), *ans;
311 : maechler 1736 int Rkind = (chx->xtype != CHOLMOD_PATTERN) ? Real_kind(x) : 0;
312 : bates 1265
313 :     ans = cholmod_band(chx, asInteger(k1), asInteger(k2), chx->xtype, &c);
314 :     Free(chx);
315 : maechler 1736 return chm_sparse_to_SEXP(ans, 1, 0, Rkind, "",
316 :     GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym));
317 : bates 1265 }
318 : bates 1366
319 :     SEXP Csparse_diagU2N(SEXP x)
320 :     {
321 : maechler 1708 if (*diag_P(x) != 'U') {/* "trivially fast" when there's no 'diag' slot at all */
322 :     return (x);
323 :     }
324 :     else {
325 :     cholmod_sparse *chx = as_cholmod_sparse(x);
326 :     cholmod_sparse *eye = cholmod_speye(chx->nrow, chx->ncol, chx->xtype, &c);
327 :     double one[] = {1, 0};
328 :     cholmod_sparse *ans = cholmod_add(chx, eye, one, one, TRUE, TRUE, &c);
329 : maechler 1710 int uploT = (*uplo_P(x) == 'U') ? 1 : -1;
330 : maechler 1736 int Rkind = (chx->xtype != CHOLMOD_PATTERN) ? Real_kind(x) : 0;
331 : bates 1366
332 : maechler 1708 Free(chx); cholmod_free_sparse(&eye, &c);
333 :     return chm_sparse_to_SEXP(ans, 1, uploT, Rkind, "N",
334 : maechler 1736 GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym));
335 : maechler 1708 }
336 : bates 1366 }
337 :    
338 :     SEXP Csparse_submatrix(SEXP x, SEXP i, SEXP j)
339 :     {
340 :     cholmod_sparse *chx = as_cholmod_sparse(x);
341 :     int rsize = (isNull(i)) ? -1 : LENGTH(i),
342 :     csize = (isNull(j)) ? -1 : LENGTH(j);
343 : maechler 1736 int Rkind = (chx->xtype != CHOLMOD_PATTERN) ? Real_kind(x) : 0;
344 : bates 1366
345 :     if (rsize >= 0 && !isInteger(i))
346 :     error(_("Index i must be NULL or integer"));
347 :     if (csize >= 0 && !isInteger(j))
348 :     error(_("Index j must be NULL or integer"));
349 : maechler 1736
350 : bates 1366 return chm_sparse_to_SEXP(cholmod_submatrix(chx, INTEGER(i), rsize,
351 : maechler 1375 INTEGER(j), csize,
352 : bates 1366 TRUE, TRUE, &c),
353 : maechler 1736 1, 0, Rkind, "",
354 :     /* FIXME: drops dimnames */ R_NilValue);
355 : bates 1366 }

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