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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 3069 - (view) (download) (as text)

1 : bates 1218 /* Sparse matrices in compressed column-oriented form */
2 : mmaechler 2677
3 : bates 922 #include "Csparse.h"
4 : maechler 2120 #include "Tsparse.h"
5 : bates 922 #include "chm_common.h"
6 :    
7 : mmaechler 2279 /** "Cheap" C version of Csparse_validate() - *not* sorting : */
8 :     Rboolean isValid_Csparse(SEXP x)
9 :     {
10 :     /* NB: we do *NOT* check a potential 'x' slot here, at all */
11 :     SEXP pslot = GET_SLOT(x, Matrix_pSym),
12 :     islot = GET_SLOT(x, Matrix_iSym);
13 :     int *dims = INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_DimSym)), j,
14 :     nrow = dims[0],
15 :     ncol = dims[1],
16 :     *xp = INTEGER(pslot),
17 :     *xi = INTEGER(islot);
18 :    
19 :     if (length(pslot) != dims[1] + 1)
20 :     return FALSE;
21 :     if (xp[0] != 0)
22 :     return FALSE;
23 :     if (length(islot) < xp[ncol]) /* allow larger slots from over-allocation!*/
24 :     return FALSE;
25 :     for (j = 0; j < xp[ncol]; j++) {
26 :     if (xi[j] < 0 || xi[j] >= nrow)
27 :     return FALSE;
28 :     }
29 :     for (j = 0; j < ncol; j++) {
30 :     if (xp[j] > xp[j + 1])
31 :     return FALSE;
32 :     }
33 :     return TRUE;
34 :     }
35 :    
36 : mmaechler 2312 SEXP Csparse_validate(SEXP x) {
37 :     return Csparse_validate_(x, FALSE);
38 :     }
39 :    
40 : mmaechler 2889
41 :     #define _t_Csparse_validate
42 :     #include "t_Csparse_validate.c"
43 :    
44 :     #define _t_Csparse_sort
45 :     #include "t_Csparse_validate.c"
46 :    
47 :     // R: .validateCsparse(x, sort.if.needed = FALSE) :
48 : mmaechler 2312 SEXP Csparse_validate2(SEXP x, SEXP maybe_modify) {
49 :     return Csparse_validate_(x, asLogical(maybe_modify));
50 :     }
51 :    
52 : mmaechler 2889 // R: Matrix:::.sortCsparse(x) :
53 :     SEXP Csparse_sort (SEXP x) {
54 :     int ok = Csparse_sort_2(x, TRUE); // modifying x directly
55 :     if(!ok) warning(_("Csparse_sort(x): x is not a valid (apart from sorting) CsparseMatrix"));
56 :     return x;
57 : bates 922 }
58 :    
59 : maechler 1968 SEXP Rsparse_validate(SEXP x)
60 :     {
61 :     /* NB: we do *NOT* check a potential 'x' slot here, at all */
62 :     SEXP pslot = GET_SLOT(x, Matrix_pSym),
63 :     jslot = GET_SLOT(x, Matrix_jSym);
64 :     Rboolean sorted, strictly;
65 :     int i, k,
66 :     *dims = INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_DimSym)),
67 :     nrow = dims[0],
68 :     ncol = dims[1],
69 :     *xp = INTEGER(pslot),
70 :     *xj = INTEGER(jslot);
71 :    
72 :     if (length(pslot) != dims[0] + 1)
73 :     return mkString(_("slot p must have length = nrow(.) + 1"));
74 :     if (xp[0] != 0)
75 :     return mkString(_("first element of slot p must be zero"));
76 :     if (length(jslot) < xp[nrow]) /* allow larger slots from over-allocation!*/
77 :     return
78 :     mkString(_("last element of slot p must match length of slots j and x"));
79 :     for (i = 0; i < length(jslot); i++) {
80 :     if (xj[i] < 0 || xj[i] >= ncol)
81 :     return mkString(_("all column indices must be between 0 and ncol-1"));
82 :     }
83 :     sorted = TRUE; strictly = TRUE;
84 :     for (i = 0; i < nrow; i++) {
85 :     if (xp[i] > xp[i+1])
86 :     return mkString(_("slot p must be non-decreasing"));
87 :     if(sorted)
88 :     for (k = xp[i] + 1; k < xp[i + 1]; k++) {
89 :     if (xj[k] < xj[k - 1])
90 :     sorted = FALSE;
91 :     else if (xj[k] == xj[k - 1])
92 :     strictly = FALSE;
93 :     }
94 :     }
95 :     if (!sorted)
96 : mmaechler 2661 /* cannot easily use cholmod_sort(.) ... -> "error out" :*/
97 : maechler 1968 return mkString(_("slot j is not increasing inside a column"));
98 :     else if(!strictly) /* sorted, but not strictly */
99 :     return mkString(_("slot j is not *strictly* increasing inside a column"));
100 :    
101 :     return ScalarLogical(1);
102 :     }
103 :    
104 : mmaechler 3055 /**
105 :     * From a CsparseMatrix, produce a dense one.
106 :     * Directly deals with symmetric, triangular and general.
107 :     * Called from ../R/Csparse.R's C2dense()
108 :     *
109 :     * @param x a CsparseMatrix: currently all 9 of "[dln][gst]CMatrix"
110 :     * @param symm_or_tri integer (NA, < 0, > 0, = 0) specifying the knowledge of the caller about x:
111 :     * NA : unknown => will be determined
112 :     * = 0 : "generalMatrix" (not symm or tri);
113 :     * < 0 : "triangularMatrix"
114 :     * > 0 : "symmetricMatrix"
115 :     *
116 :     * @return a "denseMatrix"
117 :     */
118 :     SEXP Csparse_to_dense(SEXP x, SEXP symm_or_tri)
119 : bates 1059 {
120 : mmaechler 3055 Rboolean is_sym, is_tri;
121 :     int is_sym_or_tri = asInteger(symm_or_tri),
122 :     ctype = 0; // <- default = "dgC"
123 :     static const char *valid[] = { MATRIX_VALID_Csparse, ""};
124 :     if(is_sym_or_tri == NA_INTEGER) { // find if is(x, "symmetricMatrix") :
125 :     ctype = Matrix_check_class_etc(x, valid);
126 :     is_sym = (ctype % 3 == 1);
127 :     is_tri = (ctype % 3 == 2);
128 :     } else {
129 :     is_sym = is_sym_or_tri > 0;
130 :     is_tri = is_sym_or_tri < 0;
131 :     // => both are FALSE iff is_.. == 0
132 :     if(is_sym || is_tri)
133 :     ctype = Matrix_check_class_etc(x, valid);
134 :     }
135 :     CHM_SP chxs = AS_CHM_SP__(x);// -> chxs->stype = +- 1 <==> symmetric
136 :     R_CheckStack();
137 :     if(is_tri && *diag_P(x) == 'U') { // ==> x := diagU2N(x), directly for chxs
138 :     CHM_SP eye = cholmod_speye(chxs->nrow, chxs->ncol, chxs->xtype, &c);
139 :     double one[] = {1, 0};
140 :     CHM_SP ans = cholmod_add(chxs, eye, one, one,
141 :     /* values: */ ((ctype / 3) != 2), // TRUE iff not "nMatrix"
142 :     TRUE, &c);
143 :     cholmod_free_sparse(&eye, &c);
144 :     chxs = cholmod_copy_sparse(ans, &c);
145 :     cholmod_free_sparse(&ans, &c);
146 :     }
147 :     /* The following loses the symmetry property, since cholmod_dense has none,
148 : maechler 1751 * BUT, much worse (FIXME!), it also transforms CHOLMOD_PATTERN ("n") matrices
149 : mmaechler 3055 * to numeric (CHOLMOD_REAL) ones {and we "revert" via chm_dense_to_SEXP()}: */
150 : mmaechler 2661 CHM_DN chxd = cholmod_sparse_to_dense(chxs, &c);
151 : maechler 1751 int Rkind = (chxs->xtype == CHOLMOD_PATTERN)? -1 : Real_kind(x);
152 : bates 1059
153 : mmaechler 3069 SEXP ans = chm_dense_to_SEXP(chxd, 1, Rkind, GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym),
154 :     /* transp: */ FALSE);
155 : mmaechler 3055 // -> a [dln]geMatrix
156 :     if(is_sym) { // ==> want [dln]syMatrix
157 :     const char cl1 = class_P(ans)[0];
158 :     PROTECT(ans);
159 :     SEXP aa = PROTECT(NEW_OBJECT(MAKE_CLASS((cl1 == 'd') ? "dsyMatrix" :
160 :     ((cl1 == 'l') ? "lsyMatrix" : "nsyMatrix"))));
161 :     // No need to duplicate() as slots of ans are freshly allocated and ans will not be used
162 :     SET_SLOT(aa, Matrix_xSym, GET_SLOT(ans, Matrix_xSym));
163 :     SET_SLOT(aa, Matrix_DimSym, GET_SLOT(ans, Matrix_DimSym));
164 :     SET_SLOT(aa, Matrix_DimNamesSym,GET_SLOT(ans, Matrix_DimNamesSym));
165 :     SET_SLOT(aa, Matrix_uploSym, mkString((chxs->stype > 0) ? "U" : "L"));
166 :     UNPROTECT(2);
167 :     return aa;
168 :     }
169 :     else if(is_tri) { // ==> want [dln]trMatrix
170 :     const char cl1 = class_P(ans)[0];
171 :     PROTECT(ans);
172 :     SEXP aa = PROTECT(NEW_OBJECT(MAKE_CLASS((cl1 == 'd') ? "dtrMatrix" :
173 :     ((cl1 == 'l') ? "ltrMatrix" : "ntrMatrix"))));
174 :     // No need to duplicate() as slots of ans are freshly allocated and ans will not be used
175 :     SET_SLOT(aa, Matrix_xSym, GET_SLOT(ans, Matrix_xSym));
176 :     SET_SLOT(aa, Matrix_DimSym, GET_SLOT(ans, Matrix_DimSym));
177 :     SET_SLOT(aa, Matrix_DimNamesSym,GET_SLOT(ans, Matrix_DimNamesSym));
178 :     slot_dup(aa, x, Matrix_uploSym);
179 :     /* already by NEW_OBJECT(..) above:
180 :     SET_SLOT(aa, Matrix_diagSym, mkString("N")); */
181 :     UNPROTECT(2);
182 :     return aa;
183 :     }
184 :     else
185 :     return ans;
186 : bates 1059 }
187 :    
188 : mmaechler 2628 // FIXME: do not go via CHM (should not be too hard, to just *drop* the x-slot, right?
189 : maechler 1548 SEXP Csparse_to_nz_pattern(SEXP x, SEXP tri)
190 : bates 1371 {
191 : mmaechler 2223 CHM_SP chxs = AS_CHM_SP__(x);
192 : mmaechler 2661 CHM_SP chxcp = cholmod_copy(chxs, chxs->stype, CHOLMOD_PATTERN, &c);
193 : bates 1867 int tr = asLogical(tri);
194 : maechler 1960 R_CheckStack();
195 : bates 1371
196 : maechler 1960 return chm_sparse_to_SEXP(chxcp, 1/*do_free*/,
197 : bates 1867 tr ? ((*uplo_P(x) == 'U') ? 1 : -1) : 0,
198 : mmaechler 3069 /* Rkind: pattern */ 0,
199 :     /* diag = */ tr ? diag_P(x) : "",
200 : maechler 1548 GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym));
201 : bates 1371 }
202 :    
203 : mmaechler 2628 // n.CMatrix --> [dli].CMatrix (not going through CHM!)
204 :     SEXP nz_pattern_to_Csparse(SEXP x, SEXP res_kind)
205 :     {
206 :     return nz2Csparse(x, asInteger(res_kind));
207 :     }
208 : mmaechler 3055
209 : mmaechler 2628 // n.CMatrix --> [dli].CMatrix (not going through CHM!)
210 : mmaechler 3055 // NOTE: use chm_MOD_xtype(() to change type of 'cholmod_sparse' matrix
211 : mmaechler 2628 SEXP nz2Csparse(SEXP x, enum x_slot_kind r_kind)
212 :     {
213 :     const char *cl_x = class_P(x);
214 :     if(cl_x[0] != 'n') error(_("not a 'n.CMatrix'"));
215 :     if(cl_x[2] != 'C') error(_("not a CsparseMatrix"));
216 :     int nnz = LENGTH(GET_SLOT(x, Matrix_iSym));
217 :     SEXP ans;
218 : dmbates 2804 char *ncl = alloca(strlen(cl_x) + 1); /* not much memory required */
219 :     strcpy(ncl, cl_x);
220 : mmaechler 2628 double *dx_x; int *ix_x;
221 :     ncl[0] = (r_kind == x_double ? 'd' :
222 :     (r_kind == x_logical ? 'l' :
223 :     /* else (for now): r_kind == x_integer : */ 'i'));
224 :     PROTECT(ans = NEW_OBJECT(MAKE_CLASS(ncl)));
225 :     // create a correct 'x' slot:
226 :     switch(r_kind) {
227 :     int i;
228 :     case x_double: // 'd'
229 :     dx_x = REAL(ALLOC_SLOT(ans, Matrix_xSym, REALSXP, nnz));
230 :     for (i=0; i < nnz; i++) dx_x[i] = 1.;
231 :     break;
232 :     case x_logical: // 'l'
233 :     ix_x = LOGICAL(ALLOC_SLOT(ans, Matrix_xSym, LGLSXP, nnz));
234 :     for (i=0; i < nnz; i++) ix_x[i] = TRUE;
235 :     break;
236 :     case x_integer: // 'i'
237 :     ix_x = INTEGER(ALLOC_SLOT(ans, Matrix_xSym, INTSXP, nnz));
238 :     for (i=0; i < nnz; i++) ix_x[i] = 1;
239 :     break;
240 :    
241 :     default:
242 :     error(_("nz2Csparse(): invalid/non-implemented r_kind = %d"),
243 :     r_kind);
244 :     }
245 :    
246 :     // now copy all other slots :
247 :     slot_dup(ans, x, Matrix_iSym);
248 :     slot_dup(ans, x, Matrix_pSym);
249 :     slot_dup(ans, x, Matrix_DimSym);
250 :     slot_dup(ans, x, Matrix_DimNamesSym);
251 :     if(ncl[1] != 'g') { // symmetric or triangular ...
252 :     slot_dup_if_has(ans, x, Matrix_uploSym);
253 :     slot_dup_if_has(ans, x, Matrix_diagSym);
254 :     }
255 :     UNPROTECT(1);
256 :     return ans;
257 :     }
258 :    
259 : mmaechler 3055 SEXP Csparse_to_matrix(SEXP x, SEXP chk, SEXP symm)
260 : bates 922 {
261 : mmaechler 3055 int is_sym = asLogical(symm);
262 :     if(is_sym == NA_LOGICAL) { // find if is(x, "symmetricMatrix") :
263 :     static const char *valid[] = { MATRIX_VALID_Csparse, ""};
264 :     int ctype = Matrix_check_class_etc(x, valid);
265 :     is_sym = (ctype % 3 == 1);
266 :     }
267 :     return chm_dense_to_matrix(
268 :     cholmod_sparse_to_dense(AS_CHM_SP2(x, asLogical(chk)), &c),
269 :     1 /*do_free*/,
270 :     (is_sym
271 :     ? symmetric_DimNames(GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym))
272 :     : GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym)));
273 : bates 1366 }
274 : mmaechler 3055
275 : mmaechler 2901 SEXP Csparse_to_vector(SEXP x)
276 :     {
277 :     return chm_dense_to_vector(cholmod_sparse_to_dense(AS_CHM_SP__(x), &c), 1);
278 :     }
279 : bates 1366
280 :     SEXP Csparse_to_Tsparse(SEXP x, SEXP tri)
281 :     {
282 : mmaechler 2223 CHM_SP chxs = AS_CHM_SP__(x);
283 : mmaechler 2661 CHM_TR chxt = cholmod_sparse_to_triplet(chxs, &c);
284 : bates 1867 int tr = asLogical(tri);
285 : maechler 1736 int Rkind = (chxs->xtype != CHOLMOD_PATTERN) ? Real_kind(x) : 0;
286 : maechler 1960 R_CheckStack();
287 : bates 922
288 : bates 1867 return chm_triplet_to_SEXP(chxt, 1,
289 :     tr ? ((*uplo_P(x) == 'U') ? 1 : -1) : 0,
290 :     Rkind, tr ? diag_P(x) : "",
291 : bates 1371 GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym));
292 : bates 922 }
293 :    
294 : mmaechler 3023 SEXP Csparse_to_tCsparse(SEXP x, SEXP uplo, SEXP diag)
295 :     {
296 :     CHM_SP chxs = AS_CHM_SP__(x);
297 :     int Rkind = (chxs->xtype != CHOLMOD_PATTERN) ? Real_kind(x) : 0;
298 :     R_CheckStack();
299 :     return chm_sparse_to_SEXP(chxs, /* dofree = */ 0,
300 :     /* uploT = */ (*CHAR(asChar(uplo)) == 'U')? 1: -1,
301 :     Rkind, /* diag = */ CHAR(STRING_ELT(diag, 0)),
302 :     GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym));
303 :     }
304 :    
305 :     SEXP Csparse_to_tTsparse(SEXP x, SEXP uplo, SEXP diag)
306 :     {
307 :     CHM_SP chxs = AS_CHM_SP__(x);
308 :     CHM_TR chxt = cholmod_sparse_to_triplet(chxs, &c);
309 :     int Rkind = (chxs->xtype != CHOLMOD_PATTERN) ? Real_kind(x) : 0;
310 :     R_CheckStack();
311 :     return chm_triplet_to_SEXP(chxt, 1,
312 :     /* uploT = */ (*CHAR(asChar(uplo)) == 'U')? 1: -1,
313 :     Rkind, /* diag = */ CHAR(STRING_ELT(diag, 0)),
314 :     GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym));
315 :     }
316 :    
317 :    
318 : bates 1371 SEXP Csparse_symmetric_to_general(SEXP x)
319 :     {
320 : mmaechler 2223 CHM_SP chx = AS_CHM_SP__(x), chgx;
321 : maechler 1736 int Rkind = (chx->xtype != CHOLMOD_PATTERN) ? Real_kind(x) : 0;
322 : maechler 1960 R_CheckStack();
323 : bates 1371
324 :     if (!(chx->stype))
325 : maechler 1548 error(_("Nonsymmetric matrix in Csparse_symmetric_to_general"));
326 : mmaechler 2661 chgx = cholmod_copy(chx, /* stype: */ 0, chx->xtype, &c);
327 : maechler 1375 /* xtype: pattern, "real", complex or .. */
328 : maechler 1548 return chm_sparse_to_SEXP(chgx, 1, 0, Rkind, "",
329 : mmaechler 3055 symmetric_DimNames(GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym)));
330 : bates 1371 }
331 :    
332 : mmaechler 3055 SEXP Csparse_general_to_symmetric(SEXP x, SEXP uplo, SEXP sym_dmns)
333 : maechler 1598 {
334 : mmaechler 2817 int *adims = INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_DimSym)), n = adims[0];
335 :     if(n != adims[1]) {
336 :     error(_("Csparse_general_to_symmetric(): matrix is not square!"));
337 :     return R_NilValue; /* -Wall */
338 :     }
339 : mmaechler 2223 CHM_SP chx = AS_CHM_SP__(x), chgx;
340 : mmaechler 3020 int uploT = (*CHAR(asChar(uplo)) == 'U') ? 1 : -1;
341 : maechler 1736 int Rkind = (chx->xtype != CHOLMOD_PATTERN) ? Real_kind(x) : 0;
342 : maechler 1960 R_CheckStack();
343 : mmaechler 2661 chgx = cholmod_copy(chx, /* stype: */ uploT, chx->xtype, &c);
344 : mmaechler 3020
345 : mmaechler 3055 SEXP dns = GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym);
346 :     if(asLogical(sym_dmns))
347 :     dns = symmetric_DimNames(dns);
348 :     else if((!isNull(VECTOR_ELT(dns, 0)) &&
349 :     !isNull(VECTOR_ELT(dns, 1))) ||
350 :     !isNull(getAttrib(dns, R_NamesSymbol))) {
351 :     /* symmetrize them if both are not NULL
352 :     * or names(dimnames(.)) is asymmetric : */
353 :     dns = PROTECT(duplicate(dns));
354 :     if(!equal_string_vectors(VECTOR_ELT(dns, 0),
355 :     VECTOR_ELT(dns, 1))) {
356 :     if(uploT == 1)
357 :     SET_VECTOR_ELT(dns, 0, VECTOR_ELT(dns,1));
358 :     else
359 :     SET_VECTOR_ELT(dns, 1, VECTOR_ELT(dns,0));
360 :     }
361 :     SEXP nms_dns = getAttrib(dns, R_NamesSymbol);
362 :     if(!isNull(nms_dns) && // names(dimnames(.)) :
363 :     !R_compute_identical(STRING_ELT(nms_dns, 0),
364 :     STRING_ELT(nms_dns, 1), 16)) {
365 :     if(uploT == 1)
366 :     SET_STRING_ELT(nms_dns, 0, STRING_ELT(nms_dns,1));
367 :     else
368 :     SET_STRING_ELT(nms_dns, 1, STRING_ELT(nms_dns,0));
369 :     setAttrib(dns, R_NamesSymbol, nms_dns);
370 :     }
371 :     UNPROTECT(1);
372 : mmaechler 3020 }
373 : maechler 1598 /* xtype: pattern, "real", complex or .. */
374 : mmaechler 3020 return chm_sparse_to_SEXP(chgx, 1, 0, Rkind, "", dns);
375 : maechler 1598 }
376 :    
377 : bates 1369 SEXP Csparse_transpose(SEXP x, SEXP tri)
378 : bates 922 {
379 : maechler 1921 /* TODO: lgCMatrix & igC* currently go via double prec. cholmod -
380 :     * since cholmod (& cs) lacks sparse 'int' matrices */
381 : mmaechler 2223 CHM_SP chx = AS_CHM_SP__(x);
382 : maechler 1736 int Rkind = (chx->xtype != CHOLMOD_PATTERN) ? Real_kind(x) : 0;
383 : mmaechler 2661 CHM_SP chxt = cholmod_transpose(chx, chx->xtype, &c);
384 : bates 1366 SEXP dn = PROTECT(duplicate(GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym))), tmp;
385 : bates 1867 int tr = asLogical(tri);
386 : maechler 1960 R_CheckStack();
387 : bates 1369
388 : bates 1366 tmp = VECTOR_ELT(dn, 0); /* swap the dimnames */
389 :     SET_VECTOR_ELT(dn, 0, VECTOR_ELT(dn, 1));
390 :     SET_VECTOR_ELT(dn, 1, tmp);
391 : mmaechler 3020 if(!isNull(tmp = getAttrib(dn, R_NamesSymbol))) { // swap names(dimnames(.)):
392 :     SEXP nms_dns = PROTECT(allocVector(VECSXP, 2));
393 :     SET_VECTOR_ELT(nms_dns, 1, STRING_ELT(tmp, 0));
394 :     SET_VECTOR_ELT(nms_dns, 0, STRING_ELT(tmp, 1));
395 :     setAttrib(dn, R_NamesSymbol, nms_dns);
396 :     UNPROTECT(1);
397 :     }
398 : bates 1366 UNPROTECT(1);
399 : bates 1867 return chm_sparse_to_SEXP(chxt, 1, /* SWAP 'uplo' for triangular */
400 :     tr ? ((*uplo_P(x) == 'U') ? -1 : 1) : 0,
401 :     Rkind, tr ? diag_P(x) : "", dn);
402 : bates 922 }
403 :    
404 : mmaechler 3069 /* NOTA BENE: cholmod_ssmult(A,B, ...) -> ./CHOLMOD/MatrixOps/cholmod_ssmult.c
405 :     * --------- computes a patter*n* matrix __always_ when
406 :     * *one* of A or B is pattern*n*, because of this (line 73-74):
407 :     ---------------------------------------------------------------------------
408 :     values = values &&
409 :     (A->xtype != CHOLMOD_PATTERN) && (B->xtype != CHOLMOD_PATTERN) ;
410 :     ---------------------------------------------------------------------------
411 :     * ==> Often need to copy the patter*n* to a *l*ogical matrix first !!!
412 :     */
413 :    
414 :     SEXP Csparse_Csparse_prod(SEXP a, SEXP b, SEXP bool_arith)
415 : bates 922 {
416 : maechler 2120 CHM_SP
417 : mmaechler 2223 cha = AS_CHM_SP(a),
418 : mmaechler 3069 chb = AS_CHM_SP(b), chc;
419 :     R_CheckStack();
420 :     // const char *cl_a = class_P(a), *cl_b = class_P(b);
421 :     static const char *valid_tri[] = { MATRIX_VALID_tri_Csparse, "" };
422 : maechler 2125 char diag[] = {'\0', '\0'};
423 : mmaechler 3069 int uploT = 0, nprot = 1,
424 :     do_bool = asLogical(bool_arith); // TRUE / NA / FALSE
425 :     Rboolean
426 :     a_is_n = (cha->xtype == CHOLMOD_PATTERN),
427 :     b_is_n = (chb->xtype == CHOLMOD_PATTERN),
428 :     force_num = (do_bool == FALSE),
429 :     maybe_bool= (do_bool == NA_LOGICAL);
430 : bates 922
431 : mmaechler 2494 #ifdef DEBUG_Matrix_verbose
432 : mmaechler 3069 Rprintf("DBG Csparse_C*_prod(%s, %s)\n", class_P(a), class_P(b));
433 : mmaechler 2490 #endif
434 :    
435 : mmaechler 3069 if(a_is_n && (force_num || (maybe_bool && !b_is_n))) {
436 :     /* coerce 'a' to double;
437 :     * have no CHOLMOD function (pattern -> logical) --> use "our" code */
438 :     SEXP da = PROTECT(nz2Csparse(a, x_double)); nprot++;
439 :     cha = AS_CHM_SP(da);
440 :     R_CheckStack();
441 :     a_is_n = FALSE;
442 :     }
443 :     else if(b_is_n && (force_num || (maybe_bool && !a_is_n))) {
444 :     // coerce 'b' to double
445 :     SEXP db = PROTECT(nz2Csparse(b, x_double)); nprot++;
446 :     chb = AS_CHM_SP(db);
447 :     R_CheckStack();
448 :     b_is_n = FALSE;
449 :     }
450 :     chc = cholmod_ssmult(cha, chb, /*out_stype:*/ 0,
451 :     /* values : */ do_bool != TRUE,
452 :     /* sorted = TRUE: */ 1, &c);
453 :    
454 : maechler 2125 /* Preserve triangularity and even unit-triangularity if appropriate.
455 :     * Note that in that case, the multiplication itself should happen
456 :     * faster. But there's no support for that in CHOLMOD */
457 :    
458 : mmaechler 3069 if(Matrix_check_class_etc(a, valid_tri) >= 0 &&
459 :     Matrix_check_class_etc(b, valid_tri) >= 0)
460 : maechler 2125 if(*uplo_P(a) == *uplo_P(b)) { /* both upper, or both lower tri. */
461 :     uploT = (*uplo_P(a) == 'U') ? 1 : -1;
462 :     if(*diag_P(a) == 'U' && *diag_P(b) == 'U') { /* return UNIT-triag. */
463 :     /* "remove the diagonal entries": */
464 :     chm_diagN2U(chc, uploT, /* do_realloc */ FALSE);
465 :     diag[0]= 'U';
466 :     }
467 :     else diag[0]= 'N';
468 :     }
469 : mmaechler 3069
470 :     SEXP dn = PROTECT(allocVector(VECSXP, 2));
471 : bates 1366 SET_VECTOR_ELT(dn, 0, /* establish dimnames */
472 :     duplicate(VECTOR_ELT(GET_SLOT(a, Matrix_DimNamesSym), 0)));
473 :     SET_VECTOR_ELT(dn, 1,
474 :     duplicate(VECTOR_ELT(GET_SLOT(b, Matrix_DimNamesSym), 1)));
475 : mmaechler 3069 UNPROTECT(nprot);
476 : maechler 2125 return chm_sparse_to_SEXP(chc, 1, uploT, /*Rkind*/0, diag, dn);
477 : bates 922 }
478 :    
479 : mmaechler 3069 /* trans = FALSE: crossprod(a,b)
480 :     * trans = TRUE : tcrossprod(a,b) */
481 :     SEXP Csparse_Csparse_crossprod(SEXP a, SEXP b, SEXP trans, SEXP bool_arith)
482 : bates 1657 {
483 : mmaechler 3069 int tr = asLogical(trans), nprot = 1,
484 :     do_bool = asLogical(bool_arith); // TRUE / NA / FALSE
485 : maechler 2120 CHM_SP
486 : mmaechler 2223 cha = AS_CHM_SP(a),
487 :     chb = AS_CHM_SP(b),
488 : maechler 2120 chTr, chc;
489 : mmaechler 3069 R_CheckStack();
490 :     // const char *cl_a = class_P(a), *cl_b = class_P(b);
491 :     static const char *valid_tri[] = { MATRIX_VALID_tri_Csparse, "" };
492 : maechler 2125 char diag[] = {'\0', '\0'};
493 :     int uploT = 0;
494 : mmaechler 3069 Rboolean
495 :     a_is_n = (cha->xtype == CHOLMOD_PATTERN),
496 :     b_is_n = (chb->xtype == CHOLMOD_PATTERN),
497 :     force_num = (do_bool == FALSE),
498 :     maybe_bool= (do_bool == NA_LOGICAL);
499 : bates 1657
500 : mmaechler 3069 if(a_is_n && (force_num || (maybe_bool && !b_is_n))) {
501 :     // coerce 'a' to double
502 :     SEXP da = PROTECT(nz2Csparse(a, x_double)); nprot++;
503 :     cha = AS_CHM_SP(da);
504 :     R_CheckStack();
505 :     a_is_n = FALSE;
506 :     }
507 :     else if(b_is_n && (force_num || (maybe_bool && !a_is_n))) {
508 :     // coerce 'b' to double
509 :     SEXP db = PROTECT(nz2Csparse(b, x_double)); nprot++;
510 :     chb = AS_CHM_SP(db);
511 :     R_CheckStack();
512 :     b_is_n = FALSE;
513 :     }
514 :    
515 : mmaechler 2661 chTr = cholmod_transpose((tr) ? chb : cha, chb->xtype, &c);
516 :     chc = cholmod_ssmult((tr) ? cha : chTr, (tr) ? chTr : chb,
517 : mmaechler 3069 /*out_stype:*/ 0, /* values : */ do_bool != TRUE,
518 :     /* sorted = TRUE: */ 1, &c);
519 : mmaechler 2661 cholmod_free_sparse(&chTr, &c);
520 : maechler 1659
521 : maechler 2125 /* Preserve triangularity and unit-triangularity if appropriate;
522 :     * see Csparse_Csparse_prod() for comments */
523 : mmaechler 3069 if(Matrix_check_class_etc(a, valid_tri) >= 0 &&
524 :     Matrix_check_class_etc(b, valid_tri) >= 0)
525 : maechler 2125 if(*uplo_P(a) != *uplo_P(b)) { /* one 'U', the other 'L' */
526 :     uploT = (*uplo_P(b) == 'U') ? 1 : -1;
527 :     if(*diag_P(a) == 'U' && *diag_P(b) == 'U') { /* return UNIT-triag. */
528 :     chm_diagN2U(chc, uploT, /* do_realloc */ FALSE);
529 :     diag[0]= 'U';
530 :     }
531 :     else diag[0]= 'N';
532 :     }
533 : mmaechler 3069
534 :     SEXP dn = PROTECT(allocVector(VECSXP, 2));
535 : bates 1657 SET_VECTOR_ELT(dn, 0, /* establish dimnames */
536 : mmaechler 3069 duplicate(VECTOR_ELT(GET_SLOT(a, Matrix_DimNamesSym),
537 :     (tr) ? 0 : 1)));
538 : bates 1657 SET_VECTOR_ELT(dn, 1,
539 : mmaechler 3069 duplicate(VECTOR_ELT(GET_SLOT(b, Matrix_DimNamesSym),
540 :     (tr) ? 0 : 1)));
541 :     UNPROTECT(nprot);
542 : maechler 2125 return chm_sparse_to_SEXP(chc, 1, uploT, /*Rkind*/0, diag, dn);
543 : bates 1657 }
544 :    
545 : mmaechler 3069 /**
546 :     * All (dense * sparse) Matrix products and cross products
547 :     *
548 :     * f( f(<Csparse>) %*% f(<dense>) ) for f in {t(), identity()}
549 :     *
550 :     * @param a CsparseMatrix (n x m)
551 :     * @param b numeric vector, matrix, or denseMatrix (m x k) or (k x m) if `transp` is '2' or 'B'
552 :     * @param transp character.
553 :     * = " " : nothing transposed {apart from a}
554 :     * = "2" : "transpose 2nd arg": use t(b) instead of b (= 2nd argument)
555 :     * = "c" : "transpose c": Return t(c) instead of c
556 :     * = "B" : "transpose both": use t(b) and return t(c) instead of c
557 :     * NB: For "2", "c", "B", need to transpose a *dense* matrix, B or C --> chm_transpose_dense()
558 :     *
559 :     * @return a dense matrix, the matrix product c = g(a,b) :
560 :     *
561 :     * Condition (R) Condition (C)
562 :     * R notation Math notation cross transp t.a t.b t.ans
563 :     * ~~~~~~~~~~~~~~~~~ ~~~~~~~~~~~~~~~~~~ ~~~~~~~~~~~~~ ~~~~~~~~~~~~~
564 :     * c <- a %*% b C := A B . " " . . .
565 :     * c <- a %*% t(b) C := A B' . "2" . | .
566 :     * c <- t(a %*% b) C := (A B)' = B'A' . "c" . . |
567 :     * c <- t(a %*% t(b)) C := (A B')' = B A' . "B" . | |
568 :     *
569 :     * c <- t(a) %*% b C := A'B TRUE " " | . .
570 :     * c <- t(a) %*% t(b) C := A'B' TRUE "2" | | .
571 :     * c <- t(t(a) %*% b) C := (A'B)' = B'A TRUE "c" | . |
572 :     * c <- t(t(a) %*% t(b)) C := (A'B')' = B A TRUE "B" | | |
573 :     */
574 :     SEXP Csp_dense_products(SEXP a, SEXP b,
575 :     Rboolean transp_a, Rboolean transp_b, Rboolean transp_ans)
576 : bates 922 {
577 : mmaechler 2223 CHM_SP cha = AS_CHM_SP(a);
578 : mmaechler 3069 int a_nc = transp_a ? cha->nrow : cha->ncol,
579 :     a_nr = transp_a ? cha->ncol : cha->nrow;
580 :     Rboolean
581 :     maybe_transp_b = (a_nc == 1),
582 :     b_is_vector = FALSE;
583 :     /* NOTE: trans_b {<--> "use t(b) instead of b" }
584 :     ---- "interferes" with the case automatic treatment of *vector* b.
585 :     In that case, t(b) or b is used "whatever make more sense",
586 :     according to the general R philosophy of treating vectors in matrix products.
587 :     */
588 :    
589 :     /* repeating a "cheap part" of mMatrix_as_dgeMatrix2(b, .) to see if
590 :     * we have a vector that we might 'transpose_if_vector' : */
591 :     static const char *valid[] = {"_NOT_A_CLASS_", MATRIX_VALID_ddense, ""};
592 :     /* int ctype = Matrix_check_class_etc(b, valid);
593 :     * if (ctype > 0) /.* a ddenseMatrix object */
594 :     if (Matrix_check_class_etc(b, valid) < 0) {
595 :     // not a ddenseM*: is.matrix() or vector:
596 :     b_is_vector = !isMatrix(b);
597 :     }
598 :    
599 :     if(b_is_vector) {
600 :     /* determine *if* we want/need to transpose at all:
601 :     * if (length(b) == ncol(A)) have match: use dim = c(n, 1) (<=> do *not* transp);
602 :     * otherwise, try to transpose: ok if (ncol(A) == 1) [see also above]: */
603 :     maybe_transp_b = (LENGTH(b) != a_nc);
604 :     // Here, we transpose already in mMatrix_as_dge*() ==> don't do it later:
605 :     transp_b = FALSE;
606 :     }
607 :     SEXP b_M = PROTECT(mMatrix_as_dgeMatrix2(b, maybe_transp_b));
608 :    
609 :     CHM_DN chb = AS_CHM_DN(b_M), b_t;
610 :     R_CheckStack();
611 :     int ncol_b;
612 :     if(transp_b) { // transpose b:
613 :     b_t = cholmod_allocate_dense(chb->ncol, chb->nrow, chb->ncol, chb->xtype, &c);
614 :     chm_transpose_dense(b_t, chb);
615 :     ncol_b = b_t->ncol;
616 :     } else
617 :     ncol_b = chb->ncol;
618 :     // Result C {with dim() before it may be transposed}:
619 :     CHM_DN chc = cholmod_allocate_dense(a_nr, ncol_b, a_nr, chb->xtype, &c);
620 : maechler 1960 double one[] = {1,0}, zero[] = {0,0};
621 : mmaechler 2628 int nprot = 2;
622 : mmaechler 3069
623 : mmaechler 2628 /* Tim Davis, please FIXME: currently (2010-11) *fails* when a is a pattern matrix:*/
624 :     if(cha->xtype == CHOLMOD_PATTERN) {
625 :     /* warning(_("Csparse_dense_prod(): cholmod_sdmult() not yet implemented for pattern./ ngCMatrix" */
626 :     /* " --> slightly inefficient coercion")); */
627 : bates 922
628 : mmaechler 2628 // This *fails* to produce a CHOLMOD_REAL ..
629 :     // CHM_SP chd = cholmod_l_copy(cha, cha->stype, CHOLMOD_REAL, &c);
630 :     // --> use our Matrix-classes
631 :     SEXP da = PROTECT(nz2Csparse(a, x_double)); nprot++;
632 :     cha = AS_CHM_SP(da);
633 :     }
634 : mmaechler 3069
635 :     /* cholmod_sdmult(A, transp, alpha, beta, X, Y, &c): depending on transp == 0 / != 0:
636 :     * Y := alpha*(A*X) + beta*Y or alpha*(A'*X) + beta*Y; here, alpha = 1, beta = 0:
637 :     * Y := A*X or A'*X
638 :     * NB: always <sparse> %*% <dense> !
639 :     */
640 :     cholmod_sdmult(cha, transp_a, one, zero, (transp_b ? b_t : chb), /* -> */ chc, &c);
641 :    
642 :     SEXP dn = PROTECT(allocVector(VECSXP, 2)); /* establish dimnames */
643 :     SET_VECTOR_ELT(dn, transp_ans ? 1 : 0,
644 :     duplicate(VECTOR_ELT(GET_SLOT(a, Matrix_DimNamesSym), transp_a ? 1 : 0)));
645 :     SET_VECTOR_ELT(dn, transp_ans ? 0 : 1,
646 :     duplicate(VECTOR_ELT(GET_SLOT(b_M, Matrix_DimNamesSym),
647 :     transp_b ? 0 : 1)));
648 :     if(transp_b) cholmod_free_dense(&b_t, &c);
649 : mmaechler 2628 UNPROTECT(nprot);
650 : mmaechler 3069 return chm_dense_to_SEXP(chc, 1, 0, dn, transp_ans);
651 : bates 922 }
652 : maechler 925
653 : mmaechler 3069
654 :     SEXP Csparse_dense_prod(SEXP a, SEXP b, SEXP transp)
655 : bates 1067 {
656 : mmaechler 3069 return
657 :     Csp_dense_products(a, b,
658 :     /* transp_a = */ FALSE,
659 :     /* transp_b = */ (*CHAR(asChar(transp)) == '2' || *CHAR(asChar(transp)) == 'B'),
660 :     /* transp_ans = */ (*CHAR(asChar(transp)) == 'c' || *CHAR(asChar(transp)) == 'B'));
661 : bates 1067 }
662 :    
663 : mmaechler 3069 SEXP Csparse_dense_crossprod(SEXP a, SEXP b, SEXP transp)
664 :     {
665 :     return
666 :     Csp_dense_products(a, b,
667 :     /* transp_a = */ TRUE,
668 :     /* transp_b = */ (*CHAR(asChar(transp)) == '2' || *CHAR(asChar(transp)) == 'B'),
669 :     /* transp_ans = */ (*CHAR(asChar(transp)) == 'c' || *CHAR(asChar(transp)) == 'B'));
670 :     }
671 :    
672 :    
673 : maechler 2125 /* Computes x'x or x x' -- *also* for Tsparse (triplet = TRUE)
674 :     see Csparse_Csparse_crossprod above for x'y and x y' */
675 : mmaechler 3069 SEXP Csparse_crossprod(SEXP x, SEXP trans, SEXP triplet, SEXP bool_arith)
676 : bates 922 {
677 : mmaechler 3069 int tripl = asLogical(triplet),
678 :     tr = asLogical(trans), /* gets reversed because _aat is tcrossprod */
679 :     do_bool = asLogical(bool_arith); // TRUE / NA / FALSE
680 : mmaechler 2491 #ifdef AS_CHM_DIAGU2N_FIXED_FINALLY
681 : mmaechler 3069 CHM_TR cht = tripl ? AS_CHM_TR(x) : (CHM_TR) NULL; int nprot = 1;
682 : mmaechler 2491 #else /* workaround needed:*/
683 : mmaechler 2516 SEXP xx = PROTECT(Tsparse_diagU2N(x));
684 : mmaechler 3069 CHM_TR cht = tripl ? AS_CHM_TR__(xx) : (CHM_TR) NULL; int nprot = 2;
685 : mmaechler 2491 #endif
686 : maechler 1960 CHM_SP chcp, chxt,
687 : mmaechler 3069 chx = (tripl ?
688 : mmaechler 2661 cholmod_triplet_to_sparse(cht, cht->nnz, &c) :
689 : mmaechler 2223 AS_CHM_SP(x));
690 : bates 1366 SEXP dn = PROTECT(allocVector(VECSXP, 2));
691 : maechler 1960 R_CheckStack();
692 : mmaechler 3069 Rboolean
693 :     x_is_n = (chx->xtype == CHOLMOD_PATTERN),
694 :     force_num = (do_bool == FALSE);
695 : bates 922
696 : mmaechler 3069 if(x_is_n && force_num) {
697 :     // coerce 'x' to double
698 :     SEXP dx = PROTECT(nz2Csparse(x, x_double)); nprot++;
699 :     chx = AS_CHM_SP(dx);
700 :     R_CheckStack();
701 :     }
702 :    
703 : mmaechler 2661 if (!tr) chxt = cholmod_transpose(chx, chx->xtype, &c);
704 : mmaechler 3069
705 :     chcp = cholmod_aat((!tr) ? chxt : chx, (int *) NULL, 0,
706 :     /* mode: */ chx->xtype, &c);
707 : maechler 2120 if(!chcp) {
708 :     UNPROTECT(1);
709 : mmaechler 2661 error(_("Csparse_crossprod(): error return from cholmod_aat()"));
710 : maechler 2120 }
711 : mmaechler 2661 cholmod_band_inplace(0, chcp->ncol, chcp->xtype, chcp, &c);
712 : mmaechler 3069 chcp->stype = 1; // symmetric
713 :     if (tripl) cholmod_free_sparse(&chx, &c);
714 : mmaechler 2661 if (!tr) cholmod_free_sparse(&chxt, &c);
715 : maechler 1960 SET_VECTOR_ELT(dn, 0, /* establish dimnames */
716 : bates 1366 duplicate(VECTOR_ELT(GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym),
717 : maechler 1660 (tr) ? 0 : 1)));
718 : bates 1366 SET_VECTOR_ELT(dn, 1, duplicate(VECTOR_ELT(dn, 0)));
719 : mmaechler 3069 UNPROTECT(nprot);
720 :     // FIXME: uploT for symmetric ?
721 : maechler 1548 return chm_sparse_to_SEXP(chcp, 1, 0, 0, "", dn);
722 : bates 922 }
723 : bates 923
724 : mmaechler 2646 /* Csparse_drop(x, tol): drop entries with absolute value < tol, i.e,
725 :     * at least all "explicit" zeros */
726 : maechler 1618 SEXP Csparse_drop(SEXP x, SEXP tol)
727 :     {
728 : mmaechler 2175 const char *cl = class_P(x);
729 :     /* dtCMatrix, etc; [1] = the second character =?= 't' for triangular */
730 :     int tr = (cl[1] == 't');
731 : mmaechler 2223 CHM_SP chx = AS_CHM_SP__(x);
732 : mmaechler 2661 CHM_SP ans = cholmod_copy(chx, chx->stype, chx->xtype, &c);
733 : maechler 1618 double dtol = asReal(tol);
734 : maechler 1736 int Rkind = (chx->xtype != CHOLMOD_PATTERN) ? Real_kind(x) : 0;
735 : maechler 1960 R_CheckStack();
736 : maechler 1618
737 : mmaechler 2661 if(!cholmod_drop(dtol, ans, &c))
738 :     error(_("cholmod_drop() failed"));
739 : mmaechler 2725 return chm_sparse_to_SEXP(ans, 1,
740 : mmaechler 2175 tr ? ((*uplo_P(x) == 'U') ? 1 : -1) : 0,
741 :     Rkind, tr ? diag_P(x) : "",
742 : maechler 1736 GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym));
743 : maechler 1618 }
744 :    
745 : bates 1218 SEXP Csparse_horzcat(SEXP x, SEXP y)
746 :     {
747 : mmaechler 3055 #define CSPARSE_CAT(_KIND_) \
748 :     CHM_SP chx = AS_CHM_SP__(x), chy = AS_CHM_SP__(y); \
749 :     R_CheckStack(); \
750 :     int Rk_x = (chx->xtype != CHOLMOD_PATTERN) ? Real_kind(x) : -3, \
751 :     Rk_y = (chy->xtype != CHOLMOD_PATTERN) ? Real_kind(y) : -3, Rkind; \
752 :     if(Rk_x == -3 || Rk_y == -3) { /* at least one of them is patter"n" */ \
753 :     if(Rk_x == -3 && Rk_y == -3) { /* fine */ \
754 :     } else { /* only one is a patter"n" \
755 :     * "Bug" in cholmod_horzcat()/vertcat(): returns patter"n" matrix if one of them is */ \
756 :     Rboolean ok; \
757 :     if(Rk_x == -3) { \
758 :     ok = chm_MOD_xtype(CHOLMOD_REAL, chx, &c); Rk_x = 0; \
759 :     } else if(Rk_y == -3) { \
760 :     ok = chm_MOD_xtype(CHOLMOD_REAL, chy, &c); Rk_y = 0; \
761 :     } else \
762 :     error(_("Impossible Rk_x/Rk_y in Csparse_%s(), please report"), _KIND_); \
763 :     if(!ok) \
764 :     error(_("chm_MOD_xtype() was not successful in Csparse_%s(), please report"), \
765 :     _KIND_); \
766 :     } \
767 :     } \
768 :     Rkind = /* logical if both x and y are */ (Rk_x == 1 && Rk_y == 1) ? 1 : 0
769 : maechler 1375
770 : mmaechler 3055 CSPARSE_CAT("horzcat");
771 :     // TODO: currently drops dimnames - and we fix at R level;
772 :    
773 : mmaechler 2661 return chm_sparse_to_SEXP(cholmod_horzcat(chx, chy, 1, &c),
774 : maechler 1960 1, 0, Rkind, "", R_NilValue);
775 : bates 1218 }
776 :    
777 :     SEXP Csparse_vertcat(SEXP x, SEXP y)
778 :     {
779 : mmaechler 3055 CSPARSE_CAT("vertcat");
780 :     // TODO: currently drops dimnames - and we fix at R level;
781 : maechler 1375
782 : mmaechler 2661 return chm_sparse_to_SEXP(cholmod_vertcat(chx, chy, 1, &c),
783 : maechler 1960 1, 0, Rkind, "", R_NilValue);
784 : bates 1218 }
785 : bates 1265
786 :     SEXP Csparse_band(SEXP x, SEXP k1, SEXP k2)
787 :     {
788 : mmaechler 2223 CHM_SP chx = AS_CHM_SP__(x);
789 : maechler 1736 int Rkind = (chx->xtype != CHOLMOD_PATTERN) ? Real_kind(x) : 0;
790 : mmaechler 2661 CHM_SP ans = cholmod_band(chx, asInteger(k1), asInteger(k2), chx->xtype, &c);
791 : maechler 1960 R_CheckStack();
792 : bates 1265
793 : maechler 1736 return chm_sparse_to_SEXP(ans, 1, 0, Rkind, "",
794 :     GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym));
795 : bates 1265 }
796 : bates 1366
797 :     SEXP Csparse_diagU2N(SEXP x)
798 :     {
799 : maechler 2120 const char *cl = class_P(x);
800 :     /* dtCMatrix, etc; [1] = the second character =?= 't' for triangular */
801 :     if (cl[1] != 't' || *diag_P(x) != 'U') {
802 : maechler 2125 /* "trivially fast" when not triangular (<==> no 'diag' slot),
803 :     or not *unit* triangular */
804 : maechler 1708 return (x);
805 :     }
806 : maechler 2125 else { /* unit triangular (diag='U'): "fill the diagonal" & diag:= "N" */
807 : mmaechler 2223 CHM_SP chx = AS_CHM_SP__(x);
808 : mmaechler 2661 CHM_SP eye = cholmod_speye(chx->nrow, chx->ncol, chx->xtype, &c);
809 : maechler 1708 double one[] = {1, 0};
810 : mmaechler 2661 CHM_SP ans = cholmod_add(chx, eye, one, one, TRUE, TRUE, &c);
811 : maechler 1710 int uploT = (*uplo_P(x) == 'U') ? 1 : -1;
812 : maechler 1736 int Rkind = (chx->xtype != CHOLMOD_PATTERN) ? Real_kind(x) : 0;
813 : bates 1366
814 : maechler 1960 R_CheckStack();
815 : mmaechler 2661 cholmod_free_sparse(&eye, &c);
816 : maechler 1708 return chm_sparse_to_SEXP(ans, 1, uploT, Rkind, "N",
817 : maechler 1736 GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym));
818 : maechler 1708 }
819 : bates 1366 }
820 :    
821 : maechler 2125 SEXP Csparse_diagN2U(SEXP x)
822 :     {
823 :     const char *cl = class_P(x);
824 :     /* dtCMatrix, etc; [1] = the second character =?= 't' for triangular */
825 :     if (cl[1] != 't' || *diag_P(x) != 'N') {
826 :     /* "trivially fast" when not triangular (<==> no 'diag' slot),
827 :     or already *unit* triangular */
828 :     return (x);
829 :     }
830 :     else { /* triangular with diag='N'): now drop the diagonal */
831 :     /* duplicate, since chx will be modified: */
832 : mmaechler 2772 SEXP xx = PROTECT(duplicate(x));
833 :     CHM_SP chx = AS_CHM_SP__(xx);
834 : maechler 2125 int uploT = (*uplo_P(x) == 'U') ? 1 : -1,
835 :     Rkind = (chx->xtype != CHOLMOD_PATTERN) ? Real_kind(x) : 0;
836 :     R_CheckStack();
837 :    
838 :     chm_diagN2U(chx, uploT, /* do_realloc */ FALSE);
839 :    
840 : mmaechler 2834 SEXP ans = chm_sparse_to_SEXP(chx, /*dofree*/ 0/* or 1 ?? */,
841 :     uploT, Rkind, "U",
842 :     GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym));
843 :     UNPROTECT(1);// only now !
844 :     return ans;
845 : maechler 2125 }
846 :     }
847 :    
848 : mmaechler 2519 /**
849 :     * "Indexing" aka subsetting : Compute x[i,j], also for vectors i and j
850 :     * Working via CHOLMOD_submatrix, see ./CHOLMOD/MatrixOps/cholmod_submatrix.c
851 :     * @param x CsparseMatrix
852 :     * @param i row indices (0-origin), or NULL (R's)
853 :     * @param j columns indices (0-origin), or NULL
854 :     *
855 :     * @return x[i,j] still CsparseMatrix --- currently, this loses dimnames
856 :     */
857 : bates 1366 SEXP Csparse_submatrix(SEXP x, SEXP i, SEXP j)
858 :     {
859 : mmaechler 2519 CHM_SP chx = AS_CHM_SP(x); /* << does diagU2N() when needed */
860 : bates 1366 int rsize = (isNull(i)) ? -1 : LENGTH(i),
861 :     csize = (isNull(j)) ? -1 : LENGTH(j);
862 : maechler 1736 int Rkind = (chx->xtype != CHOLMOD_PATTERN) ? Real_kind(x) : 0;
863 : maechler 1960 R_CheckStack();
864 : bates 1366
865 :     if (rsize >= 0 && !isInteger(i))
866 :     error(_("Index i must be NULL or integer"));
867 :     if (csize >= 0 && !isInteger(j))
868 :     error(_("Index j must be NULL or integer"));
869 : maechler 1736
870 : mmaechler 3011 #define CHM_SUB(_M_, _i_, _j_) \
871 :     cholmod_submatrix(_M_, \
872 :     (rsize < 0) ? NULL : INTEGER(_i_), rsize, \
873 :     (csize < 0) ? NULL : INTEGER(_j_), csize, \
874 :     TRUE, TRUE, &c)
875 :     CHM_SP ans;
876 : dmbates 2731 if (!chx->stype) {/* non-symmetric Matrix */
877 : mmaechler 3011 ans = CHM_SUB(chx, i, j);
878 : dmbates 2731 }
879 : mmaechler 3011 else {
880 :     /* for now, cholmod_submatrix() only accepts "generalMatrix" */
881 :     CHM_SP tmp = cholmod_copy(chx, /* stype: */ 0, chx->xtype, &c);
882 :     ans = CHM_SUB(tmp, i, j);
883 :     cholmod_free_sparse(&tmp, &c);
884 :     }
885 : mmaechler 3018
886 : mmaechler 3011 // "FIXME": currently dropping dimnames, and adding them afterwards in R :
887 : mmaechler 3018 /* // dimnames: */
888 :     /* SEXP x_dns = GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym), */
889 :     /* dn = PROTECT(allocVector(VECSXP, 2)); */
890 : mmaechler 3011 return chm_sparse_to_SEXP(ans, 1, 0, Rkind, "", /* dimnames: */ R_NilValue);
891 : bates 1366 }
892 : bates 2049
893 : mmaechler 2684 #define _d_Csp_
894 :     #include "t_Csparse_subassign.c"
895 : mmaechler 2661
896 : mmaechler 2684 #define _l_Csp_
897 :     #include "t_Csparse_subassign.c"
898 : mmaechler 2661
899 : mmaechler 2684 #define _i_Csp_
900 :     #include "t_Csparse_subassign.c"
901 : mmaechler 2661
902 : mmaechler 2684 #define _n_Csp_
903 :     #include "t_Csparse_subassign.c"
904 : mmaechler 2677
905 : mmaechler 2684 #define _z_Csp_
906 :     #include "t_Csparse_subassign.c"
907 : mmaechler 2677
908 : mmaechler 2661
909 : mmaechler 2677
910 : bates 2049 SEXP Csparse_MatrixMarket(SEXP x, SEXP fname)
911 :     {
912 :     FILE *f = fopen(CHAR(asChar(fname)), "w");
913 :    
914 :     if (!f)
915 :     error(_("failure to open file \"%s\" for writing"),
916 :     CHAR(asChar(fname)));
917 : mmaechler 2661 if (!cholmod_write_sparse(f, AS_CHM_SP(x),
918 : maechler 2120 (CHM_SP)NULL, (char*) NULL, &c))
919 : mmaechler 2661 error(_("cholmod_write_sparse returned error code"));
920 : bates 2049 fclose(f);
921 :     return R_NilValue;
922 :     }
923 : maechler 2137
924 :    
925 :     /**
926 :     * Extract the diagonal entries from *triangular* Csparse matrix __or__ a
927 :     * cholmod_sparse factor (LDL = TRUE).
928 :     *
929 :     * @param n dimension of the matrix.
930 :     * @param x_p 'p' (column pointer) slot contents
931 :     * @param x_x 'x' (non-zero entries) slot contents
932 : mmaechler 2175 * @param perm 'perm' (= permutation vector) slot contents; only used for "diagBack"
933 : maechler 2137 * @param resultKind a (SEXP) string indicating which kind of result is desired.
934 :     *
935 :     * @return a SEXP, either a (double) number or a length n-vector of diagonal entries
936 :     */
937 : mmaechler 2984 SEXP diag_tC_ptr(int n, int *x_p, double *x_x, Rboolean is_U, int *perm,
938 : maechler 2137 /* ^^^^^^ FIXME[Generalize] to int / ... */
939 : mmaechler 2984 SEXP resultKind)
940 : maechler 2137 {
941 :     const char* res_ch = CHAR(STRING_ELT(resultKind,0));
942 : mmaechler 2984 enum diag_kind { diag, diag_backpermuted, trace, prod, sum_log, min, max, range
943 : maechler 2137 } res_kind = ((!strcmp(res_ch, "trace")) ? trace :
944 :     ((!strcmp(res_ch, "sumLog")) ? sum_log :
945 :     ((!strcmp(res_ch, "prod")) ? prod :
946 : mmaechler 2984 ((!strcmp(res_ch, "min")) ? min :
947 :     ((!strcmp(res_ch, "max")) ? max :
948 :     ((!strcmp(res_ch, "range")) ? range :
949 :     ((!strcmp(res_ch, "diag")) ? diag :
950 :     ((!strcmp(res_ch, "diagBack")) ? diag_backpermuted :
951 :     -1))))))));
952 :     int i, n_x, i_from;
953 : maechler 2137 SEXP ans = PROTECT(allocVector(REALSXP,
954 :     /* ^^^^ FIXME[Generalize] */
955 :     (res_kind == diag ||
956 : mmaechler 2984 res_kind == diag_backpermuted) ? n :
957 :     (res_kind == range ? 2 : 1)));
958 : maechler 2137 double *v = REAL(ans);
959 :     /* ^^^^^^ ^^^^ FIXME[Generalize] */
960 :    
961 : mmaechler 2984 i_from = (is_U ? -1 : 0);
962 :    
963 : mmaechler 2784 #define for_DIAG(v_ASSIGN) \
964 : mmaechler 2984 for(i = 0; i < n; i++) { \
965 : mmaechler 2784 /* looking at i-th column */ \
966 : maechler 2137 n_x = x_p[i+1] - x_p[i];/* #{entries} in this column */ \
967 : mmaechler 2984 if( is_U) i_from += n_x; \
968 : mmaechler 2784 v_ASSIGN; \
969 : mmaechler 2984 if(!is_U) i_from += n_x; \
970 : maechler 2137 }
971 :    
972 :     /* NOTA BENE: we assume -- uplo = "L" i.e. lower triangular matrix
973 :     * for uplo = "U" (makes sense with a "dtCMatrix" !),
974 : mmaechler 2984 * should use x_x[i_from + (n_x - 1)] instead of x_x[i_from],
975 :     * where n_x = (x_p[i+1] - x_p[i])
976 : maechler 2137 */
977 :    
978 :     switch(res_kind) {
979 : mmaechler 2984 case trace: // = sum
980 : maechler 2137 v[0] = 0.;
981 :     for_DIAG(v[0] += x_x[i_from]);
982 :     break;
983 :    
984 :     case sum_log:
985 :     v[0] = 0.;
986 :     for_DIAG(v[0] += log(x_x[i_from]));
987 :     break;
988 :    
989 :     case prod:
990 :     v[0] = 1.;
991 :     for_DIAG(v[0] *= x_x[i_from]);
992 :     break;
993 :    
994 : mmaechler 2984 case min:
995 :     v[0] = R_PosInf;
996 :     for_DIAG(if(v[0] > x_x[i_from]) v[0] = x_x[i_from]);
997 :     break;
998 :    
999 :     case max:
1000 :     v[0] = R_NegInf;
1001 :     for_DIAG(if(v[0] < x_x[i_from]) v[0] = x_x[i_from]);
1002 :     break;
1003 :    
1004 :     case range:
1005 :     v[0] = R_PosInf;
1006 :     v[1] = R_NegInf;
1007 :     for_DIAG(if(v[0] > x_x[i_from]) v[0] = x_x[i_from];
1008 :     if(v[1] < x_x[i_from]) v[1] = x_x[i_from]);
1009 :     break;
1010 :    
1011 : maechler 2137 case diag:
1012 :     for_DIAG(v[i] = x_x[i_from]);
1013 :     break;
1014 :    
1015 :     case diag_backpermuted:
1016 :     for_DIAG(v[i] = x_x[i_from]);
1017 :    
1018 : mmaechler 2784 warning(_("%s = '%s' (back-permuted) is experimental"),
1019 :     "resultKind", "diagBack");
1020 : maechler 2144 /* now back_permute : */
1021 :     for(i = 0; i < n; i++) {
1022 :     double tmp = v[i]; v[i] = v[perm[i]]; v[perm[i]] = tmp;
1023 :     /*^^^^ FIXME[Generalize] */
1024 :     }
1025 : maechler 2137 break;
1026 :    
1027 :     default: /* -1 from above */
1028 : mmaechler 2387 error(_("diag_tC(): invalid 'resultKind'"));
1029 : maechler 2137 /* Wall: */ ans = R_NilValue; v = REAL(ans);
1030 :     }
1031 :    
1032 :     UNPROTECT(1);
1033 :     return ans;
1034 :     }
1035 :    
1036 :     /**
1037 :     * Extract the diagonal entries from *triangular* Csparse matrix __or__ a
1038 :     * cholmod_sparse factor (LDL = TRUE).
1039 :     *
1040 : mmaechler 2984 * @param obj -- now a cholmod_sparse factor or a dtCMatrix
1041 : maechler 2137 * @param pslot 'p' (column pointer) slot of Csparse matrix/factor
1042 :     * @param xslot 'x' (non-zero entries) slot of Csparse matrix/factor
1043 : mmaechler 2175 * @param perm_slot 'perm' (= permutation vector) slot of corresponding CHMfactor;
1044 :     * only used for "diagBack"
1045 : maechler 2137 * @param resultKind a (SEXP) string indicating which kind of result is desired.
1046 :     *
1047 :     * @return a SEXP, either a (double) number or a length n-vector of diagonal entries
1048 :     */
1049 : mmaechler 2984 SEXP diag_tC(SEXP obj, SEXP resultKind)
1050 : maechler 2137 {
1051 : mmaechler 2984
1052 :     SEXP
1053 :     pslot = GET_SLOT(obj, Matrix_pSym),
1054 :     xslot = GET_SLOT(obj, Matrix_xSym);
1055 :     Rboolean is_U = (R_has_slot(obj, Matrix_uploSym) &&
1056 :     *CHAR(asChar(GET_SLOT(obj, Matrix_uploSym))) == 'U');
1057 : maechler 2137 int n = length(pslot) - 1, /* n = ncol(.) = nrow(.) */
1058 : mmaechler 2984 *x_p = INTEGER(pslot), pp = -1, *perm;
1059 : maechler 2137 double *x_x = REAL(xslot);
1060 :     /* ^^^^^^ ^^^^ FIXME[Generalize] to INTEGER(.) / LOGICAL(.) / ... xslot !*/
1061 :    
1062 : mmaechler 2984 if(R_has_slot(obj, Matrix_permSym))
1063 :     perm = INTEGER(GET_SLOT(obj, Matrix_permSym));
1064 :     else perm = &pp;
1065 :    
1066 :     return diag_tC_ptr(n, x_p, x_x, is_U, perm, resultKind);
1067 : maechler 2137 }
1068 : dmbates 2319
1069 : mmaechler 2984
1070 : dmbates 2319 /**
1071 :     * Create a Csparse matrix object from indices and/or pointers.
1072 :     *
1073 :     * @param cls name of actual class of object to create
1074 :     * @param i optional integer vector of length nnz of row indices
1075 :     * @param j optional integer vector of length nnz of column indices
1076 :     * @param p optional integer vector of length np of row or column pointers
1077 :     * @param np length of integer vector p. Must be zero if p == (int*)NULL
1078 :     * @param x optional vector of values
1079 :     * @param nnz length of vectors i, j and/or x, whichever is to be used
1080 :     * @param dims optional integer vector of length 2 to be used as
1081 :     * dimensions. If dims == (int*)NULL then the maximum row and column
1082 :     * index are used as the dimensions.
1083 :     * @param dimnames optional list of length 2 to be used as dimnames
1084 :     * @param index1 indicator of 1-based indices
1085 :     *
1086 :     * @return an SEXP of class cls inheriting from CsparseMatrix.
1087 :     */
1088 :     SEXP create_Csparse(char* cls, int* i, int* j, int* p, int np,
1089 :     void* x, int nnz, int* dims, SEXP dimnames,
1090 :     int index1)
1091 :     {
1092 :     SEXP ans;
1093 :     int *ij = (int*)NULL, *tri, *trj,
1094 :     mi, mj, mp, nrow = -1, ncol = -1;
1095 :     int xtype = -1; /* -Wall */
1096 :     CHM_TR T;
1097 :     CHM_SP A;
1098 :    
1099 :     if (np < 0 || nnz < 0)
1100 :     error(_("negative vector lengths not allowed: np = %d, nnz = %d"),
1101 :     np, nnz);
1102 :     if (1 != ((mi = (i == (int*)NULL)) +
1103 :     (mj = (j == (int*)NULL)) +
1104 :     (mp = (p == (int*)NULL))))
1105 :     error(_("exactly 1 of 'i', 'j' or 'p' must be NULL"));
1106 :     if (mp) {
1107 :     if (np) error(_("np = %d, must be zero when p is NULL"), np);
1108 :     } else {
1109 :     if (np) { /* Expand p to form i or j */
1110 :     if (!(p[0])) error(_("p[0] = %d, should be zero"), p[0]);
1111 :     for (int ii = 0; ii < np; ii++)
1112 :     if (p[ii] > p[ii + 1])
1113 :     error(_("p must be non-decreasing"));
1114 :     if (p[np] != nnz)
1115 : mmaechler 2387 error("p[np] = %d != nnz = %d", p[np], nnz);
1116 : dmbates 2319 ij = Calloc(nnz, int);
1117 :     if (mi) {
1118 :     i = ij;
1119 :     nrow = np;
1120 :     } else {
1121 :     j = ij;
1122 :     ncol = np;
1123 :     }
1124 : mmaechler 2661 /* Expand p to 0-based indices */
1125 : dmbates 2319 for (int ii = 0; ii < np; ii++)
1126 :     for (int jj = p[ii]; jj < p[ii + 1]; jj++) ij[jj] = ii;
1127 :     } else {
1128 :     if (nnz)
1129 :     error(_("Inconsistent dimensions: np = 0 and nnz = %d"),
1130 :     nnz);
1131 :     }
1132 :     }
1133 : mmaechler 2661 /* calculate nrow and ncol */
1134 : dmbates 2319 if (nrow < 0) {
1135 :     for (int ii = 0; ii < nnz; ii++) {
1136 :     int i1 = i[ii] + (index1 ? 0 : 1); /* 1-based index */
1137 :     if (i1 < 1) error(_("invalid row index at position %d"), ii);
1138 :     if (i1 > nrow) nrow = i1;
1139 :     }
1140 :     }
1141 :     if (ncol < 0) {
1142 :     for (int jj = 0; jj < nnz; jj++) {
1143 :     int j1 = j[jj] + (index1 ? 0 : 1);
1144 : mmaechler 2387 if (j1 < 1) error(_("invalid column index at position %d"), jj);
1145 : dmbates 2319 if (j1 > ncol) ncol = j1;
1146 :     }
1147 :     }
1148 :     if (dims != (int*)NULL) {
1149 :     if (dims[0] > nrow) nrow = dims[0];
1150 :     if (dims[1] > ncol) ncol = dims[1];
1151 :     }
1152 : mmaechler 2661 /* check the class name */
1153 : dmbates 2319 if (strlen(cls) != 8)
1154 :     error(_("strlen of cls argument = %d, should be 8"), strlen(cls));
1155 :     if (!strcmp(cls + 2, "CMatrix"))
1156 :     error(_("cls = \"%s\" does not end in \"CMatrix\""), cls);
1157 :     switch(cls[0]) {
1158 :     case 'd':
1159 :     case 'l':
1160 : mmaechler 2661 xtype = CHOLMOD_REAL;
1161 :     break;
1162 : dmbates 2319 case 'n':
1163 : mmaechler 2661 xtype = CHOLMOD_PATTERN;
1164 :     break;
1165 : dmbates 2319 default:
1166 : mmaechler 2661 error(_("cls = \"%s\" must begin with 'd', 'l' or 'n'"), cls);
1167 : dmbates 2319 }
1168 :     if (cls[1] != 'g')
1169 :     error(_("Only 'g'eneral sparse matrix types allowed"));
1170 : mmaechler 2661 /* allocate and populate the triplet */
1171 :     T = cholmod_allocate_triplet((size_t)nrow, (size_t)ncol, (size_t)nnz, 0,
1172 :     xtype, &c);
1173 : dmbates 2319 T->x = x;
1174 :     tri = (int*)T->i;
1175 :     trj = (int*)T->j;
1176 :     for (int ii = 0; ii < nnz; ii++) {
1177 :     tri[ii] = i[ii] - ((!mi && index1) ? 1 : 0);
1178 :     trj[ii] = j[ii] - ((!mj && index1) ? 1 : 0);
1179 :     }
1180 : mmaechler 2661 /* create the cholmod_sparse structure */
1181 :     A = cholmod_triplet_to_sparse(T, nnz, &c);
1182 :     cholmod_free_triplet(&T, &c);
1183 :     /* copy the information to the SEXP */
1184 : dmbates 2319 ans = PROTECT(NEW_OBJECT(MAKE_CLASS(cls)));
1185 : mmaechler 3055 // FIXME: This has been copied from chm_sparse_to_SEXP in chm_common.c
1186 : mmaechler 2661 /* allocate and copy common slots */
1187 :     nnz = cholmod_nnz(A, &c);
1188 : dmbates 2319 dims = INTEGER(ALLOC_SLOT(ans, Matrix_DimSym, INTSXP, 2));
1189 :     dims[0] = A->nrow; dims[1] = A->ncol;
1190 :     Memcpy(INTEGER(ALLOC_SLOT(ans, Matrix_pSym, INTSXP, A->ncol + 1)), (int*)A->p, A->ncol + 1);
1191 :     Memcpy(INTEGER(ALLOC_SLOT(ans, Matrix_iSym, INTSXP, nnz)), (int*)A->i, nnz);
1192 :     switch(cls[1]) {
1193 :     case 'd':
1194 :     Memcpy(REAL(ALLOC_SLOT(ans, Matrix_xSym, REALSXP, nnz)), (double*)A->x, nnz);
1195 :     break;
1196 :     case 'l':
1197 :     error(_("code not yet written for cls = \"lgCMatrix\""));
1198 :     }
1199 : mmaechler 2646 /* FIXME: dimnames are *NOT* put there yet (if non-NULL) */
1200 : mmaechler 2661 cholmod_free_sparse(&A, &c);
1201 : dmbates 2319 UNPROTECT(1);
1202 :     return ans;
1203 :     }

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