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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 1921 - (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 1893 Rboolean sorted, strictly;
11 :     int j, k,
12 : bates 922 *dims = INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_DimSym)),
13 : maechler 1660 nrow = dims[0],
14 :     ncol = dims[1],
15 : maechler 1654 *xp = INTEGER(pslot),
16 : bates 922 *xi = INTEGER(islot);
17 :    
18 : maechler 1654 if (length(pslot) != dims[1] + 1)
19 :     return mkString(_("slot p must have length = ncol(.) + 1"));
20 : bates 922 if (xp[0] != 0)
21 :     return mkString(_("first element of slot p must be zero"));
22 : maechler 1893 if (length(islot) < xp[ncol]) /* allow larger slots from over-allocation!*/
23 : bates 1555 return
24 :     mkString(_("last element of slot p must match length of slots i and x"));
25 :     for (j = 0; j < length(islot); j++) {
26 :     if (xi[j] < 0 || xi[j] >= nrow)
27 :     return mkString(_("all row indices must be between 0 and nrow-1"));
28 :     }
29 : maechler 1893 sorted = TRUE; strictly = TRUE;
30 : bates 922 for (j = 0; j < ncol; j++) {
31 :     if (xp[j] > xp[j+1])
32 :     return mkString(_("slot p must be non-decreasing"));
33 : maechler 1893 if(sorted)
34 :     for (k = xp[j] + 1; k < xp[j + 1]; k++) {
35 :     if (xi[k] < xi[k - 1])
36 :     sorted = FALSE;
37 :     else if (xi[k] == xi[k - 1])
38 :     strictly = FALSE;
39 :     }
40 : bates 922 }
41 : maechler 1654 if (!sorted) {
42 :     cholmod_sparse *chx = as_cholmod_sparse(x);
43 :     cholmod_sort(chx, &c);
44 :     Free(chx);
45 : maechler 1893 /* Now re-check that row indices are *strictly* increasing
46 :     * (and not just increasing) within each column : */
47 :     for (j = 0; j < ncol; j++) {
48 :     for (k = xp[j] + 1; k < xp[j + 1]; k++)
49 :     if (xi[k] == xi[k - 1])
50 :     return mkString(_("slot i is not *strictly* increasing inside a column (even after cholmod_sort)"));
51 :     }
52 :    
53 :     } else if(!strictly) { /* sorted, but not strictly */
54 :     return mkString(_("slot i is not *strictly* increasing inside a column"));
55 : maechler 1654 }
56 : bates 922 return ScalarLogical(1);
57 :     }
58 :    
59 : maechler 1751 /* Called from ../R/Csparse.R : */
60 :     /* Can only return [dln]geMatrix (no symm/triang);
61 :     * FIXME: replace by non-CHOLMOD code ! */
62 : bates 1059 SEXP Csparse_to_dense(SEXP x)
63 :     {
64 :     cholmod_sparse *chxs = as_cholmod_sparse(x);
65 : maechler 1751 /* This loses the symmetry property, since cholmod_dense has none,
66 :     * BUT, much worse (FIXME!), it also transforms CHOLMOD_PATTERN ("n") matrices
67 :     * to numeric (CHOLMOD_REAL) ones : */
68 : bates 1059 cholmod_dense *chxd = cholmod_sparse_to_dense(chxs, &c);
69 : maechler 1751 int Rkind = (chxs->xtype == CHOLMOD_PATTERN)? -1 : Real_kind(x);
70 : bates 1059
71 : bates 1141 Free(chxs);
72 : maechler 1736 return chm_dense_to_SEXP(chxd, 1, Rkind, GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym));
73 : bates 1059 }
74 :    
75 : maechler 1548 SEXP Csparse_to_nz_pattern(SEXP x, SEXP tri)
76 : bates 1371 {
77 :     cholmod_sparse *chxs = as_cholmod_sparse(x);
78 :     cholmod_sparse
79 :     *chxcp = cholmod_copy(chxs, chxs->stype, CHOLMOD_PATTERN, &c);
80 : bates 1867 int tr = asLogical(tri);
81 : bates 1371
82 :     Free(chxs);
83 : bates 1867 return chm_sparse_to_SEXP(chxcp, 1,
84 :     tr ? ((*uplo_P(x) == 'U') ? 1 : -1) : 0,
85 :     0, tr ? diag_P(x) : "",
86 : maechler 1548 GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym));
87 : bates 1371 }
88 :    
89 : bates 1366 SEXP Csparse_to_matrix(SEXP x)
90 : bates 922 {
91 : maechler 925 cholmod_sparse *chxs = as_cholmod_sparse(x);
92 : bates 1366 cholmod_dense *chxd = cholmod_sparse_to_dense(chxs, &c);
93 :    
94 :     Free(chxs);
95 :     return chm_dense_to_matrix(chxd, 1,
96 :     GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym));
97 :     }
98 :    
99 :     SEXP Csparse_to_Tsparse(SEXP x, SEXP tri)
100 :     {
101 :     cholmod_sparse *chxs = as_cholmod_sparse(x);
102 : bates 922 cholmod_triplet *chxt = cholmod_sparse_to_triplet(chxs, &c);
103 : bates 1867 int tr = asLogical(tri);
104 : maechler 1736 int Rkind = (chxs->xtype != CHOLMOD_PATTERN) ? Real_kind(x) : 0;
105 : bates 922
106 : bates 1141 Free(chxs);
107 : bates 1867 return chm_triplet_to_SEXP(chxt, 1,
108 :     tr ? ((*uplo_P(x) == 'U') ? 1 : -1) : 0,
109 :     Rkind, tr ? diag_P(x) : "",
110 : bates 1371 GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym));
111 : bates 922 }
112 :    
113 : bates 1448 /* this used to be called sCMatrix_to_gCMatrix(..) [in ./dsCMatrix.c ]: */
114 : bates 1371 SEXP Csparse_symmetric_to_general(SEXP x)
115 :     {
116 :     cholmod_sparse *chx = as_cholmod_sparse(x), *chgx;
117 : maechler 1736 int Rkind = (chx->xtype != CHOLMOD_PATTERN) ? Real_kind(x) : 0;
118 : bates 1371
119 :     if (!(chx->stype))
120 : maechler 1548 error(_("Nonsymmetric matrix in Csparse_symmetric_to_general"));
121 : maechler 1375 chgx = cholmod_copy(chx, /* stype: */ 0, chx->xtype, &c);
122 :     /* xtype: pattern, "real", complex or .. */
123 : bates 1371 Free(chx);
124 : maechler 1548 return chm_sparse_to_SEXP(chgx, 1, 0, Rkind, "",
125 : bates 1371 GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym));
126 :     }
127 :    
128 : maechler 1618 SEXP Csparse_general_to_symmetric(SEXP x, SEXP uplo)
129 : maechler 1598 {
130 :     cholmod_sparse *chx = as_cholmod_sparse(x), *chgx;
131 : maechler 1710 int uploT = (*CHAR(asChar(uplo)) == 'U') ? 1 : -1;
132 : maechler 1736 int Rkind = (chx->xtype != CHOLMOD_PATTERN) ? Real_kind(x) : 0;
133 : maechler 1598
134 : maechler 1618 chgx = cholmod_copy(chx, /* stype: */ uploT, chx->xtype, &c);
135 : maechler 1598 /* xtype: pattern, "real", complex or .. */
136 :     Free(chx);
137 :     return chm_sparse_to_SEXP(chgx, 1, 0, Rkind, "",
138 :     GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym));
139 :     }
140 :    
141 : bates 1369 SEXP Csparse_transpose(SEXP x, SEXP tri)
142 : bates 922 {
143 : maechler 1921 /* TODO: lgCMatrix & igC* currently go via double prec. cholmod -
144 :     * since cholmod (& cs) lacks sparse 'int' matrices */
145 : bates 922 cholmod_sparse *chx = as_cholmod_sparse(x);
146 : maechler 1736 int Rkind = (chx->xtype != CHOLMOD_PATTERN) ? Real_kind(x) : 0;
147 : bates 922 cholmod_sparse *chxt = cholmod_transpose(chx, (int) chx->xtype, &c);
148 : bates 1366 SEXP dn = PROTECT(duplicate(GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym))), tmp;
149 : bates 1867 int tr = asLogical(tri);
150 : bates 1369
151 : bates 1141 Free(chx);
152 : bates 1366 tmp = VECTOR_ELT(dn, 0); /* swap the dimnames */
153 :     SET_VECTOR_ELT(dn, 0, VECTOR_ELT(dn, 1));
154 :     SET_VECTOR_ELT(dn, 1, tmp);
155 :     UNPROTECT(1);
156 : bates 1867 return chm_sparse_to_SEXP(chxt, 1, /* SWAP 'uplo' for triangular */
157 :     tr ? ((*uplo_P(x) == 'U') ? -1 : 1) : 0,
158 :     Rkind, tr ? diag_P(x) : "", dn);
159 : bates 922 }
160 :    
161 :     SEXP Csparse_Csparse_prod(SEXP a, SEXP b)
162 :     {
163 : maechler 1659 cholmod_sparse
164 :     *cha = as_cholmod_sparse(a),
165 : bates 1059 *chb = as_cholmod_sparse(b);
166 :     cholmod_sparse *chc = cholmod_ssmult(cha, chb, 0, cha->xtype, 1, &c);
167 : bates 1366 SEXP dn = allocVector(VECSXP, 2);
168 : bates 922
169 : bates 1141 Free(cha); Free(chb);
170 : bates 1366 SET_VECTOR_ELT(dn, 0, /* establish dimnames */
171 :     duplicate(VECTOR_ELT(GET_SLOT(a, Matrix_DimNamesSym), 0)));
172 :     SET_VECTOR_ELT(dn, 1,
173 :     duplicate(VECTOR_ELT(GET_SLOT(b, Matrix_DimNamesSym), 1)));
174 : maechler 1548 return chm_sparse_to_SEXP(chc, 1, 0, 0, "", dn);
175 : bates 922 }
176 :    
177 : maechler 1659 SEXP Csparse_Csparse_crossprod(SEXP a, SEXP b, SEXP trans)
178 : bates 1657 {
179 : maechler 1659 int tr = asLogical(trans);
180 :     cholmod_sparse
181 :     *cha = as_cholmod_sparse(a),
182 : bates 1657 *chb = as_cholmod_sparse(b);
183 : maechler 1659 cholmod_sparse *chTr, *chc;
184 : bates 1657 SEXP dn = allocVector(VECSXP, 2);
185 :    
186 : maechler 1659 /* cholmod_sparse *chTr = cholmod_transpose(cha, 1, &c); */
187 :     /* cholmod_sparse *chc = cholmod_ssmult(chTr, chb, 0, cha->xtype, 1, &c); */
188 :    
189 :     if (tr)
190 :     chTr = cholmod_transpose(chb, chb->xtype, &c);
191 :     else
192 :     chTr = cholmod_transpose(cha, cha->xtype, &c);
193 :     chc = cholmod_ssmult((tr) ? cha : chTr, (tr) ? chTr : chb,
194 :     0, cha->xtype, 1, &c);
195 :    
196 :     Free(cha); Free(chb); cholmod_free_sparse(&chTr, &c);
197 :    
198 : bates 1657 SET_VECTOR_ELT(dn, 0, /* establish dimnames */
199 : maechler 1659 duplicate(VECTOR_ELT(GET_SLOT(a, Matrix_DimNamesSym), (tr) ? 0 : 1)));
200 : bates 1657 SET_VECTOR_ELT(dn, 1,
201 : maechler 1659 duplicate(VECTOR_ELT(GET_SLOT(b, Matrix_DimNamesSym), (tr) ? 0 : 1)));
202 : bates 1657 return chm_sparse_to_SEXP(chc, 1, 0, 0, "", dn);
203 :     }
204 :    
205 : bates 922 SEXP Csparse_dense_prod(SEXP a, SEXP b)
206 :     {
207 :     cholmod_sparse *cha = as_cholmod_sparse(a);
208 : maechler 1660 SEXP b_M = PROTECT(mMatrix_as_dgeMatrix(b));
209 :     cholmod_dense *chb = as_cholmod_dense(b_M);
210 : maechler 1548 cholmod_dense *chc =
211 : bates 1448 cholmod_allocate_dense(cha->nrow, chb->ncol, cha->nrow, chb->xtype, &c);
212 : maechler 1660 SEXP dn = allocVector(VECSXP, 2);
213 : bates 1448 double alpha[] = {1,0}, beta[] = {0,0};
214 : bates 922
215 : bates 1448 cholmod_sdmult(cha, 0, alpha, beta, chb, chc, &c);
216 : bates 1141 Free(cha); Free(chb);
217 : bates 1461 UNPROTECT(1);
218 : maechler 1660 SET_VECTOR_ELT(dn, 0, /* establish dimnames */
219 :     duplicate(VECTOR_ELT(GET_SLOT(a, Matrix_DimNamesSym), 0)));
220 :     SET_VECTOR_ELT(dn, 1,
221 :     duplicate(VECTOR_ELT(GET_SLOT(b_M, Matrix_DimNamesSym), 1)));
222 :     return chm_dense_to_SEXP(chc, 1, 0, dn);
223 : bates 922 }
224 : maechler 925
225 : bates 1067 SEXP Csparse_dense_crossprod(SEXP a, SEXP b)
226 :     {
227 :     cholmod_sparse *cha = as_cholmod_sparse(a);
228 : maechler 1660 SEXP b_M = PROTECT(mMatrix_as_dgeMatrix(b));
229 :     cholmod_dense *chb = as_cholmod_dense(b_M);
230 : bates 1448 cholmod_dense *chc =
231 :     cholmod_allocate_dense(cha->ncol, chb->ncol, cha->ncol, chb->xtype, &c);
232 : maechler 1660 SEXP dn = allocVector(VECSXP, 2);
233 : bates 1448 double alpha[] = {1,0}, beta[] = {0,0};
234 : bates 1067
235 : bates 1448 cholmod_sdmult(cha, 1, alpha, beta, chb, chc, &c);
236 : bates 1067 Free(cha); Free(chb);
237 : bates 1461 UNPROTECT(1);
238 : maechler 1660 SET_VECTOR_ELT(dn, 0, /* establish dimnames */
239 :     duplicate(VECTOR_ELT(GET_SLOT(a, Matrix_DimNamesSym), 1)));
240 :     SET_VECTOR_ELT(dn, 1,
241 :     duplicate(VECTOR_ELT(GET_SLOT(b_M, Matrix_DimNamesSym), 1)));
242 :     return chm_dense_to_SEXP(chc, 1, 0, dn);
243 : bates 1067 }
244 :    
245 : maechler 1659 /* Computes x'x or x x' -- see Csparse_Csparse_crossprod above for x'y and x y' */
246 : bates 928 SEXP Csparse_crossprod(SEXP x, SEXP trans, SEXP triplet)
247 : bates 922 {
248 : maechler 957 int trip = asLogical(triplet),
249 :     tr = asLogical(trans); /* gets reversed because _aat is tcrossprod */
250 : bates 928 cholmod_triplet
251 :     *cht = trip ? as_cholmod_triplet(x) : (cholmod_triplet*) NULL;
252 :     cholmod_sparse *chcp, *chxt,
253 :     *chx = trip ? cholmod_triplet_to_sparse(cht, cht->nnz, &c)
254 :     : as_cholmod_sparse(x);
255 : bates 1366 SEXP dn = PROTECT(allocVector(VECSXP, 2));
256 : bates 922
257 : bates 923 if (!tr)
258 : bates 1353 chxt = cholmod_transpose(chx, chx->xtype, &c);
259 : bates 928 chcp = cholmod_aat((!tr) ? chxt : chx, (int *) NULL, 0, chx->xtype, &c);
260 : maechler 957 if(!chcp)
261 : maechler 1618 error(_("Csparse_crossprod(): error return from cholmod_aat()"));
262 : bates 1360 cholmod_band_inplace(0, chcp->ncol, chcp->xtype, chcp, &c);
263 :     chcp->stype = 1;
264 : bates 930 if (trip) {
265 :     cholmod_free_sparse(&chx, &c);
266 : bates 1141 Free(cht);
267 : bates 930 } else {
268 : bates 1141 Free(chx);
269 : bates 930 }
270 : bates 923 if (!tr) cholmod_free_sparse(&chxt, &c);
271 : bates 1366 /* create dimnames */
272 :     SET_VECTOR_ELT(dn, 0,
273 :     duplicate(VECTOR_ELT(GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym),
274 : maechler 1660 (tr) ? 0 : 1)));
275 : bates 1366 SET_VECTOR_ELT(dn, 1, duplicate(VECTOR_ELT(dn, 0)));
276 :     UNPROTECT(1);
277 : maechler 1548 return chm_sparse_to_SEXP(chcp, 1, 0, 0, "", dn);
278 : bates 922 }
279 : bates 923
280 : maechler 1618 SEXP Csparse_drop(SEXP x, SEXP tol)
281 :     {
282 :     cholmod_sparse *chx = as_cholmod_sparse(x),
283 :     *ans = cholmod_copy(chx, chx->stype, chx->xtype, &c);
284 :     double dtol = asReal(tol);
285 : maechler 1736 int Rkind = (chx->xtype != CHOLMOD_PATTERN) ? Real_kind(x) : 0;
286 : maechler 1618
287 :     if(!cholmod_drop(dtol, ans, &c))
288 :     error(_("cholmod_drop() failed"));
289 :     Free(chx);
290 : maechler 1736 return chm_sparse_to_SEXP(ans, 1, 0, Rkind, "",
291 :     GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym));
292 : maechler 1618 }
293 :    
294 :    
295 : bates 1218 SEXP Csparse_horzcat(SEXP x, SEXP y)
296 :     {
297 :     cholmod_sparse *chx = as_cholmod_sparse(x),
298 :     *chy = as_cholmod_sparse(y), *ans;
299 : maechler 1548 int Rkind = 0; /* only for "d" - FIXME */
300 : maechler 1375
301 : bates 1218 ans = cholmod_horzcat(chx, chy, 1, &c);
302 :     Free(chx); Free(chy);
303 : bates 1366 /* FIXME: currently drops dimnames */
304 : maechler 1548 return chm_sparse_to_SEXP(ans, 1, 0, Rkind, "", R_NilValue);
305 : bates 1218 }
306 :    
307 :     SEXP Csparse_vertcat(SEXP x, SEXP y)
308 :     {
309 :     cholmod_sparse *chx = as_cholmod_sparse(x),
310 :     *chy = as_cholmod_sparse(y), *ans;
311 : maechler 1548 int Rkind = 0; /* only for "d" - FIXME */
312 : maechler 1375
313 : bates 1218 ans = cholmod_vertcat(chx, chy, 1, &c);
314 :     Free(chx); Free(chy);
315 : bates 1366 /* FIXME: currently drops dimnames */
316 : maechler 1548 return chm_sparse_to_SEXP(ans, 1, 0, Rkind, "", R_NilValue);
317 : bates 1218 }
318 : bates 1265
319 :     SEXP Csparse_band(SEXP x, SEXP k1, SEXP k2)
320 :     {
321 :     cholmod_sparse *chx = as_cholmod_sparse(x), *ans;
322 : maechler 1736 int Rkind = (chx->xtype != CHOLMOD_PATTERN) ? Real_kind(x) : 0;
323 : bates 1265
324 :     ans = cholmod_band(chx, asInteger(k1), asInteger(k2), chx->xtype, &c);
325 :     Free(chx);
326 : maechler 1736 return chm_sparse_to_SEXP(ans, 1, 0, Rkind, "",
327 :     GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym));
328 : bates 1265 }
329 : bates 1366
330 :     SEXP Csparse_diagU2N(SEXP x)
331 :     {
332 : maechler 1708 if (*diag_P(x) != 'U') {/* "trivially fast" when there's no 'diag' slot at all */
333 :     return (x);
334 :     }
335 :     else {
336 :     cholmod_sparse *chx = as_cholmod_sparse(x);
337 :     cholmod_sparse *eye = cholmod_speye(chx->nrow, chx->ncol, chx->xtype, &c);
338 :     double one[] = {1, 0};
339 :     cholmod_sparse *ans = cholmod_add(chx, eye, one, one, TRUE, TRUE, &c);
340 : maechler 1710 int uploT = (*uplo_P(x) == 'U') ? 1 : -1;
341 : maechler 1736 int Rkind = (chx->xtype != CHOLMOD_PATTERN) ? Real_kind(x) : 0;
342 : bates 1366
343 : maechler 1708 Free(chx); cholmod_free_sparse(&eye, &c);
344 :     return chm_sparse_to_SEXP(ans, 1, uploT, Rkind, "N",
345 : maechler 1736 GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym));
346 : maechler 1708 }
347 : bates 1366 }
348 :    
349 :     SEXP Csparse_submatrix(SEXP x, SEXP i, SEXP j)
350 :     {
351 :     cholmod_sparse *chx = as_cholmod_sparse(x);
352 :     int rsize = (isNull(i)) ? -1 : LENGTH(i),
353 :     csize = (isNull(j)) ? -1 : LENGTH(j);
354 : maechler 1736 int Rkind = (chx->xtype != CHOLMOD_PATTERN) ? Real_kind(x) : 0;
355 : bates 1366
356 :     if (rsize >= 0 && !isInteger(i))
357 :     error(_("Index i must be NULL or integer"));
358 :     if (csize >= 0 && !isInteger(j))
359 :     error(_("Index j must be NULL or integer"));
360 : maechler 1736
361 : bates 1366 return chm_sparse_to_SEXP(cholmod_submatrix(chx, INTEGER(i), rsize,
362 : maechler 1375 INTEGER(j), csize,
363 : bates 1366 TRUE, TRUE, &c),
364 : maechler 1736 1, 0, Rkind, "",
365 :     /* FIXME: drops dimnames */ R_NilValue);
366 : bates 1366 }

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