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

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Revision 1528 - (view) (download) (as text)
Original Path: pkg/src/dtCMatrix.c

1 : bates 741 /* Sparse triangular numeric matrices */
2 : bates 478 #include "dtCMatrix.h"
3 : bates 1251 #include "cs_utils.h"
4 : bates 10
5 : bates 1507 SEXP dtCMatrix_validate(SEXP x)
6 : bates 10 {
7 : maechler 890 return triangularMatrix_validate(x);
8 : maechler 895 /* see ./dsCMatrix.c or ./dtpMatrix.c on how to do more testing here */
9 : bates 10 }
10 :    
11 : maechler 534 /**
12 : bates 358 * Derive the column pointer vector for the inverse of L from the parent array
13 : maechler 534 *
14 : bates 358 * @param n length of parent array
15 :     * @param countDiag 0 for a unit triangular matrix with implicit diagonal, otherwise 1
16 :     * @param pr parent vector describing the elimination tree
17 :     * @param ap array of length n+1 to be filled with the column pointers
18 : maechler 534 *
19 : bates 358 * @return the number of non-zero entries (ap[n])
20 :     */
21 :     int parent_inv_ap(int n, int countDiag, const int pr[], int ap[])
22 :     {
23 :     int *sz = Calloc(n, int), j;
24 :    
25 :     for (j = n - 1; j >= 0; j--) {
26 :     int parent = pr[j];
27 :     sz[j] = (parent < 0) ? countDiag : (1 + sz[parent]);
28 :     }
29 :     ap[0] = 0;
30 :     for (j = 0; j < n; j++)
31 :     ap[j+1] = ap[j] + sz[j];
32 :     Free(sz);
33 :     return ap[n];
34 :     }
35 :    
36 : maechler 534 /**
37 : bates 358 * Derive the row index array for the inverse of L from the parent array
38 : maechler 534 *
39 : bates 358 * @param n length of parent array
40 :     * @param countDiag 0 for a unit triangular matrix with implicit diagonal, otherwise 1
41 :     * @param pr parent vector describing the elimination tree
42 :     * @param ai row index vector of length ap[n]
43 :     */
44 :     void parent_inv_ai(int n, int countDiag, const int pr[], int ai[])
45 :     {
46 :     int j, k, pos = 0;
47 :     for (j = 0; j < n; j++) {
48 :     if (countDiag) ai[pos++] = j;
49 :     for (k = pr[j]; k >= 0; k = pr[k]) ai[pos++] = k;
50 :     }
51 :     }
52 : maechler 534
53 : bates 338 SEXP Parent_inverse(SEXP par, SEXP unitdiag)
54 :     {
55 : bates 478 SEXP ans = PROTECT(NEW_OBJECT(MAKE_CLASS("dtCMatrix")));
56 : bates 338 int *ap, *ai, *dims, *pr = INTEGER(par),
57 :     countDiag = 1 - asLogical(unitdiag),
58 : bates 367 j, n = length(par), nnz;
59 : bates 338 double *ax;
60 : maechler 534
61 : bates 582 if (!isInteger(par)) error(_("par argument must be an integer vector"));
62 : bates 338 SET_SLOT(ans, Matrix_pSym, allocVector(INTSXP, n + 1));
63 :     ap = INTEGER(GET_SLOT(ans, Matrix_pSym));
64 : bates 358 nnz = parent_inv_ap(n, countDiag, pr, ap);
65 : bates 338 SET_SLOT(ans, Matrix_iSym, allocVector(INTSXP, nnz));
66 :     ai = INTEGER(GET_SLOT(ans, Matrix_iSym));
67 :     SET_SLOT(ans, Matrix_xSym, allocVector(REALSXP, nnz));
68 :     ax = REAL(GET_SLOT(ans, Matrix_xSym));
69 :     for (j = 0; j < nnz; j++) ax[j] = 1.;
70 :     SET_SLOT(ans, Matrix_DimSym, allocVector(INTSXP, 2));
71 :     dims = INTEGER(GET_SLOT(ans, Matrix_DimSym));
72 :     dims[0] = dims[1] = n;
73 : maechler 534 SET_SLOT(ans, Matrix_uploSym, mkString("L"));
74 :     SET_SLOT(ans, Matrix_diagSym, (countDiag ? mkString("N") : mkString("U")));
75 : bates 358 parent_inv_ai(n, countDiag, pr, ai);
76 : bates 338 UNPROTECT(1);
77 :     return ans;
78 :     }
79 : bates 1248
80 :     SEXP dtCMatrix_solve(SEXP a)
81 :     {
82 :     SEXP ans = PROTECT(NEW_OBJECT(MAKE_CLASS("dtCMatrix")));
83 : bates 1251 cs *A = Matrix_as_cs(a);
84 :     int *bp = INTEGER(ALLOC_SLOT(ans, Matrix_pSym, INTSXP, (A->n) + 1)),
85 :     lo = uplo_P(a)[0] == 'L',
86 :     bnz = 10 * A->n; /* initial estimate of nnz in b */
87 :     int *ti = Calloc(bnz, int), i, j, nz, pos = 0;
88 :     double *tx = Calloc(bnz, double), *wrk = Calloc(A->n, double);
89 :    
90 :     SET_SLOT(ans, Matrix_DimSym, duplicate(GET_SLOT(a, Matrix_DimSym)));
91 :     SET_SLOT(ans, Matrix_DimNamesSym,
92 :     duplicate(GET_SLOT(a, Matrix_DimNamesSym)));
93 :     SET_SLOT(ans, Matrix_uploSym, duplicate(GET_SLOT(a, Matrix_uploSym)));
94 :     SET_SLOT(ans, Matrix_diagSym, duplicate(GET_SLOT(a, Matrix_diagSym)));
95 :     bp[0] = 0;
96 :     for (j = 0; j < A->n; j++) {
97 :     AZERO(wrk, A->n);
98 :     wrk[j] = 1;
99 :     lo ? cs_lsolve(A, wrk) : cs_usolve(A, wrk);
100 :     for (i = 0, nz = 0; i < A->n; i++) if (wrk[i]) nz++;
101 :     bp[j + 1] = nz + bp[j];
102 :     if (bp[j + 1] > bnz) {
103 :     while (bp[j + 1] > bnz) bnz *= 2;
104 :     ti = Realloc(ti, bnz, int);
105 :     tx = Realloc(tx, bnz, double);
106 :     }
107 :     for (i = 0; i < A->n; i++)
108 :     if (wrk[i]) {ti[pos] = i; tx[pos] = wrk[i]; pos++;}
109 :     }
110 :     nz = bp[A->n];
111 :     Memcpy(INTEGER(ALLOC_SLOT(ans, Matrix_iSym, INTSXP, nz)), ti, nz);
112 :     Memcpy(REAL(ALLOC_SLOT(ans, Matrix_xSym, REALSXP, nz)), tx, nz);
113 :    
114 :     Free(A); Free(ti); Free(tx);
115 :     UNPROTECT(1);
116 :     return ans;
117 :     }
118 :    
119 :     SEXP dtCMatrix_matrix_solve(SEXP a, SEXP b, SEXP classed)
120 :     {
121 :     int cl = asLogical(classed);
122 :     SEXP ans = PROTECT(NEW_OBJECT(MAKE_CLASS("dgeMatrix")));
123 :     cs *A = Matrix_as_cs(a);
124 :     int *adims = INTEGER(GET_SLOT(a, Matrix_DimSym)),
125 :     *bdims = INTEGER(cl ? GET_SLOT(b, Matrix_DimSym) :
126 :     getAttrib(b, R_DimSymbol));
127 :     int j, n = bdims[0], nrhs = bdims[1], lo = (*uplo_P(a) == 'L');
128 :     double *bx;
129 :    
130 :     if (*adims != n || nrhs < 1 || *adims < 1 || *adims != adims[1])
131 :     error(_("Dimensions of system to be solved are inconsistent"));
132 :     Memcpy(INTEGER(ALLOC_SLOT(ans, Matrix_DimSym, INTSXP, 2)), bdims, 2);
133 :     /* copy dimnames or Dimnames as well */
134 :     bx = Memcpy(REAL(ALLOC_SLOT(ans, Matrix_xSym, REALSXP, n * nrhs)),
135 :     REAL(cl ? GET_SLOT(b, Matrix_xSym):b), n * nrhs);
136 :     for (j = 0; j < nrhs; j++)
137 :     lo ? cs_lsolve(A, bx + n * j) : cs_usolve(A, bx + n * j);
138 :     Free(A);
139 :     UNPROTECT(1);
140 :     return ans;
141 :     }
142 : bates 1262
143 :     SEXP dtCMatrix_upper_solve(SEXP a)
144 :     {
145 :     SEXP ans = PROTECT(NEW_OBJECT(MAKE_CLASS("dtCMatrix")));
146 :     int lo = uplo_P(a)[0] == 'L', unit = diag_P(a)[0] == 'U',
147 : bates 1310 n = INTEGER(GET_SLOT(a, Matrix_DimSym))[0],
148 : bates 1262 *ai = INTEGER(GET_SLOT(a,Matrix_iSym)),
149 : bates 1310 *ap = INTEGER(GET_SLOT(a, Matrix_pSym)),
150 : bates 1262 *bp = INTEGER(ALLOC_SLOT(ans, Matrix_pSym, INTSXP, n + 1));
151 :     int bnz = 10 * ap[n]; /* initial estimate of nnz in b */
152 :     int *ti = Calloc(bnz, int), j, nz;
153 :     double *ax = REAL(GET_SLOT(a, Matrix_xSym)), *tx = Calloc(bnz, double),
154 :     *tmp = Calloc(n, double);
155 :    
156 : bates 1386 if (lo || (!unit))
157 :     error(_("Code written for unit upper triangular unit matrices"));
158 : bates 1262 bp[0] = 0;
159 :     for (j = 0; j < n; j++) {
160 :     int i, i1 = ap[j + 1];
161 :     AZERO(tmp, n);
162 :     for (i = ap[j]; i < i1; i++) {
163 :     int ii = ai[i], k;
164 :     if (unit) tmp[ii] -= ax[i];
165 :     for (k = bp[ii]; k < bp[ii + 1]; k++) tmp[ti[k]] -= ax[i] * tx[k];
166 :     }
167 :     for (i = 0, nz = 0; i < n; i++) if (tmp[i]) nz++;
168 :     bp[j + 1] = bp[j] + nz;
169 :     if (bp[j + 1] > bnz) {
170 :     while (bp[j + 1] > bnz) bnz *= 2;
171 :     ti = Realloc(ti, bnz, int);
172 :     tx = Realloc(tx, bnz, double);
173 :     }
174 :     i1 = bp[j];
175 :     for (i = 0; i < n; i++) if (tmp[i]) {ti[i1] = i; tx[i1] = tmp[i]; i1++;}
176 :     }
177 :     nz = bp[n];
178 :     Memcpy(INTEGER(ALLOC_SLOT(ans, Matrix_iSym, INTSXP, nz)), ti, nz);
179 :     Memcpy(REAL(ALLOC_SLOT(ans, Matrix_xSym, REALSXP, nz)), tx, nz);
180 :     Free(tmp); Free(tx); Free(ti);
181 :     SET_SLOT(ans, Matrix_DimSym, duplicate(GET_SLOT(a, Matrix_DimSym)));
182 :     SET_SLOT(ans, Matrix_DimNamesSym, duplicate(GET_SLOT(a, Matrix_DimNamesSym)));
183 :     SET_SLOT(ans, Matrix_uploSym, duplicate(GET_SLOT(a, Matrix_uploSym)));
184 :     SET_SLOT(ans, Matrix_diagSym, duplicate(GET_SLOT(a, Matrix_diagSym)));
185 :     UNPROTECT(1);
186 :     return ans;
187 :     }

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