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

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Revision 1867 - (view) (download) (as text)

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 : bates 1867 int tr = asLogical(tri);
65 : bates 1371
66 :     Free(chxs);
67 : bates 1867 return chm_sparse_to_SEXP(chxcp, 1,
68 :     tr ? ((*uplo_P(x) == 'U') ? 1 : -1) : 0,
69 :     0, tr ? diag_P(x) : "",
70 : maechler 1548 GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym));
71 : bates 1371 }
72 :    
73 : bates 1366 SEXP Csparse_to_matrix(SEXP x)
74 : bates 922 {
75 : maechler 925 cholmod_sparse *chxs = as_cholmod_sparse(x);
76 : bates 1366 cholmod_dense *chxd = cholmod_sparse_to_dense(chxs, &c);
77 :    
78 :     Free(chxs);
79 :     return chm_dense_to_matrix(chxd, 1,
80 :     GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym));
81 :     }
82 :    
83 :     SEXP Csparse_to_Tsparse(SEXP x, SEXP tri)
84 :     {
85 :     cholmod_sparse *chxs = as_cholmod_sparse(x);
86 : bates 922 cholmod_triplet *chxt = cholmod_sparse_to_triplet(chxs, &c);
87 : bates 1867 int tr = asLogical(tri);
88 : maechler 1736 int Rkind = (chxs->xtype != CHOLMOD_PATTERN) ? Real_kind(x) : 0;
89 : bates 922
90 : bates 1141 Free(chxs);
91 : bates 1867 return chm_triplet_to_SEXP(chxt, 1,
92 :     tr ? ((*uplo_P(x) == 'U') ? 1 : -1) : 0,
93 :     Rkind, tr ? diag_P(x) : "",
94 : bates 1371 GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym));
95 : bates 922 }
96 :    
97 : bates 1448 /* this used to be called sCMatrix_to_gCMatrix(..) [in ./dsCMatrix.c ]: */
98 : bates 1371 SEXP Csparse_symmetric_to_general(SEXP x)
99 :     {
100 :     cholmod_sparse *chx = as_cholmod_sparse(x), *chgx;
101 : maechler 1736 int Rkind = (chx->xtype != CHOLMOD_PATTERN) ? Real_kind(x) : 0;
102 : bates 1371
103 :     if (!(chx->stype))
104 : maechler 1548 error(_("Nonsymmetric matrix in Csparse_symmetric_to_general"));
105 : maechler 1375 chgx = cholmod_copy(chx, /* stype: */ 0, chx->xtype, &c);
106 :     /* xtype: pattern, "real", complex or .. */
107 : bates 1371 Free(chx);
108 : maechler 1548 return chm_sparse_to_SEXP(chgx, 1, 0, Rkind, "",
109 : bates 1371 GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym));
110 :     }
111 :    
112 : maechler 1618 SEXP Csparse_general_to_symmetric(SEXP x, SEXP uplo)
113 : maechler 1598 {
114 :     cholmod_sparse *chx = as_cholmod_sparse(x), *chgx;
115 : maechler 1710 int uploT = (*CHAR(asChar(uplo)) == 'U') ? 1 : -1;
116 : maechler 1736 int Rkind = (chx->xtype != CHOLMOD_PATTERN) ? Real_kind(x) : 0;
117 : maechler 1598
118 : maechler 1618 chgx = cholmod_copy(chx, /* stype: */ uploT, chx->xtype, &c);
119 : maechler 1598 /* xtype: pattern, "real", complex or .. */
120 :     Free(chx);
121 :     return chm_sparse_to_SEXP(chgx, 1, 0, Rkind, "",
122 :     GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym));
123 :     }
124 :    
125 : bates 1369 SEXP Csparse_transpose(SEXP x, SEXP tri)
126 : bates 922 {
127 :     cholmod_sparse *chx = as_cholmod_sparse(x);
128 : maechler 1736 int Rkind = (chx->xtype != CHOLMOD_PATTERN) ? Real_kind(x) : 0;
129 : bates 922 cholmod_sparse *chxt = cholmod_transpose(chx, (int) chx->xtype, &c);
130 : bates 1366 SEXP dn = PROTECT(duplicate(GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym))), tmp;
131 : bates 1867 int tr = asLogical(tri);
132 : bates 1369
133 : bates 1141 Free(chx);
134 : bates 1366 tmp = VECTOR_ELT(dn, 0); /* swap the dimnames */
135 :     SET_VECTOR_ELT(dn, 0, VECTOR_ELT(dn, 1));
136 :     SET_VECTOR_ELT(dn, 1, tmp);
137 :     UNPROTECT(1);
138 : bates 1867 return chm_sparse_to_SEXP(chxt, 1, /* SWAP 'uplo' for triangular */
139 :     tr ? ((*uplo_P(x) == 'U') ? -1 : 1) : 0,
140 :     Rkind, tr ? diag_P(x) : "", dn);
141 : bates 922 }
142 :    
143 :     SEXP Csparse_Csparse_prod(SEXP a, SEXP b)
144 :     {
145 : maechler 1659 cholmod_sparse
146 :     *cha = as_cholmod_sparse(a),
147 : bates 1059 *chb = as_cholmod_sparse(b);
148 :     cholmod_sparse *chc = cholmod_ssmult(cha, chb, 0, cha->xtype, 1, &c);
149 : bates 1366 SEXP dn = allocVector(VECSXP, 2);
150 : bates 922
151 : bates 1141 Free(cha); Free(chb);
152 : bates 1366 SET_VECTOR_ELT(dn, 0, /* establish dimnames */
153 :     duplicate(VECTOR_ELT(GET_SLOT(a, Matrix_DimNamesSym), 0)));
154 :     SET_VECTOR_ELT(dn, 1,
155 :     duplicate(VECTOR_ELT(GET_SLOT(b, Matrix_DimNamesSym), 1)));
156 : maechler 1548 return chm_sparse_to_SEXP(chc, 1, 0, 0, "", dn);
157 : bates 922 }
158 :    
159 : maechler 1659 SEXP Csparse_Csparse_crossprod(SEXP a, SEXP b, SEXP trans)
160 : bates 1657 {
161 : maechler 1659 int tr = asLogical(trans);
162 :     cholmod_sparse
163 :     *cha = as_cholmod_sparse(a),
164 : bates 1657 *chb = as_cholmod_sparse(b);
165 : maechler 1659 cholmod_sparse *chTr, *chc;
166 : bates 1657 SEXP dn = allocVector(VECSXP, 2);
167 :    
168 : maechler 1659 /* cholmod_sparse *chTr = cholmod_transpose(cha, 1, &c); */
169 :     /* cholmod_sparse *chc = cholmod_ssmult(chTr, chb, 0, cha->xtype, 1, &c); */
170 :    
171 :     if (tr)
172 :     chTr = cholmod_transpose(chb, chb->xtype, &c);
173 :     else
174 :     chTr = cholmod_transpose(cha, cha->xtype, &c);
175 :     chc = cholmod_ssmult((tr) ? cha : chTr, (tr) ? chTr : chb,
176 :     0, cha->xtype, 1, &c);
177 :    
178 :     Free(cha); Free(chb); cholmod_free_sparse(&chTr, &c);
179 :    
180 : bates 1657 SET_VECTOR_ELT(dn, 0, /* establish dimnames */
181 : maechler 1659 duplicate(VECTOR_ELT(GET_SLOT(a, Matrix_DimNamesSym), (tr) ? 0 : 1)));
182 : bates 1657 SET_VECTOR_ELT(dn, 1,
183 : maechler 1659 duplicate(VECTOR_ELT(GET_SLOT(b, Matrix_DimNamesSym), (tr) ? 0 : 1)));
184 : bates 1657 return chm_sparse_to_SEXP(chc, 1, 0, 0, "", dn);
185 :     }
186 :    
187 : bates 922 SEXP Csparse_dense_prod(SEXP a, SEXP b)
188 :     {
189 :     cholmod_sparse *cha = as_cholmod_sparse(a);
190 : maechler 1660 SEXP b_M = PROTECT(mMatrix_as_dgeMatrix(b));
191 :     cholmod_dense *chb = as_cholmod_dense(b_M);
192 : maechler 1548 cholmod_dense *chc =
193 : bates 1448 cholmod_allocate_dense(cha->nrow, chb->ncol, cha->nrow, chb->xtype, &c);
194 : maechler 1660 SEXP dn = allocVector(VECSXP, 2);
195 : bates 1448 double alpha[] = {1,0}, beta[] = {0,0};
196 : bates 922
197 : bates 1448 cholmod_sdmult(cha, 0, alpha, beta, chb, chc, &c);
198 : bates 1141 Free(cha); Free(chb);
199 : bates 1461 UNPROTECT(1);
200 : maechler 1660 SET_VECTOR_ELT(dn, 0, /* establish dimnames */
201 :     duplicate(VECTOR_ELT(GET_SLOT(a, Matrix_DimNamesSym), 0)));
202 :     SET_VECTOR_ELT(dn, 1,
203 :     duplicate(VECTOR_ELT(GET_SLOT(b_M, Matrix_DimNamesSym), 1)));
204 :     return chm_dense_to_SEXP(chc, 1, 0, dn);
205 : bates 922 }
206 : maechler 925
207 : bates 1067 SEXP Csparse_dense_crossprod(SEXP a, SEXP b)
208 :     {
209 :     cholmod_sparse *cha = as_cholmod_sparse(a);
210 : maechler 1660 SEXP b_M = PROTECT(mMatrix_as_dgeMatrix(b));
211 :     cholmod_dense *chb = as_cholmod_dense(b_M);
212 : bates 1448 cholmod_dense *chc =
213 :     cholmod_allocate_dense(cha->ncol, chb->ncol, cha->ncol, chb->xtype, &c);
214 : maechler 1660 SEXP dn = allocVector(VECSXP, 2);
215 : bates 1448 double alpha[] = {1,0}, beta[] = {0,0};
216 : bates 1067
217 : bates 1448 cholmod_sdmult(cha, 1, alpha, beta, chb, chc, &c);
218 : bates 1067 Free(cha); Free(chb);
219 : bates 1461 UNPROTECT(1);
220 : maechler 1660 SET_VECTOR_ELT(dn, 0, /* establish dimnames */
221 :     duplicate(VECTOR_ELT(GET_SLOT(a, Matrix_DimNamesSym), 1)));
222 :     SET_VECTOR_ELT(dn, 1,
223 :     duplicate(VECTOR_ELT(GET_SLOT(b_M, Matrix_DimNamesSym), 1)));
224 :     return chm_dense_to_SEXP(chc, 1, 0, dn);
225 : bates 1067 }
226 :    
227 : maechler 1659 /* Computes x'x or x x' -- see Csparse_Csparse_crossprod above for x'y and x y' */
228 : bates 928 SEXP Csparse_crossprod(SEXP x, SEXP trans, SEXP triplet)
229 : bates 922 {
230 : maechler 957 int trip = asLogical(triplet),
231 :     tr = asLogical(trans); /* gets reversed because _aat is tcrossprod */
232 : bates 928 cholmod_triplet
233 :     *cht = trip ? as_cholmod_triplet(x) : (cholmod_triplet*) NULL;
234 :     cholmod_sparse *chcp, *chxt,
235 :     *chx = trip ? cholmod_triplet_to_sparse(cht, cht->nnz, &c)
236 :     : as_cholmod_sparse(x);
237 : bates 1366 SEXP dn = PROTECT(allocVector(VECSXP, 2));
238 : bates 922
239 : bates 923 if (!tr)
240 : bates 1353 chxt = cholmod_transpose(chx, chx->xtype, &c);
241 : bates 928 chcp = cholmod_aat((!tr) ? chxt : chx, (int *) NULL, 0, chx->xtype, &c);
242 : maechler 957 if(!chcp)
243 : maechler 1618 error(_("Csparse_crossprod(): error return from cholmod_aat()"));
244 : bates 1360 cholmod_band_inplace(0, chcp->ncol, chcp->xtype, chcp, &c);
245 :     chcp->stype = 1;
246 : bates 930 if (trip) {
247 :     cholmod_free_sparse(&chx, &c);
248 : bates 1141 Free(cht);
249 : bates 930 } else {
250 : bates 1141 Free(chx);
251 : bates 930 }
252 : bates 923 if (!tr) cholmod_free_sparse(&chxt, &c);
253 : bates 1366 /* create dimnames */
254 :     SET_VECTOR_ELT(dn, 0,
255 :     duplicate(VECTOR_ELT(GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym),
256 : maechler 1660 (tr) ? 0 : 1)));
257 : bates 1366 SET_VECTOR_ELT(dn, 1, duplicate(VECTOR_ELT(dn, 0)));
258 :     UNPROTECT(1);
259 : maechler 1548 return chm_sparse_to_SEXP(chcp, 1, 0, 0, "", dn);
260 : bates 922 }
261 : bates 923
262 : maechler 1618 SEXP Csparse_drop(SEXP x, SEXP tol)
263 :     {
264 :     cholmod_sparse *chx = as_cholmod_sparse(x),
265 :     *ans = cholmod_copy(chx, chx->stype, chx->xtype, &c);
266 :     double dtol = asReal(tol);
267 : maechler 1736 int Rkind = (chx->xtype != CHOLMOD_PATTERN) ? Real_kind(x) : 0;
268 : maechler 1618
269 :     if(!cholmod_drop(dtol, ans, &c))
270 :     error(_("cholmod_drop() failed"));
271 :     Free(chx);
272 : maechler 1736 return chm_sparse_to_SEXP(ans, 1, 0, Rkind, "",
273 :     GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym));
274 : maechler 1618 }
275 :    
276 :    
277 : bates 1218 SEXP Csparse_horzcat(SEXP x, SEXP y)
278 :     {
279 :     cholmod_sparse *chx = as_cholmod_sparse(x),
280 :     *chy = as_cholmod_sparse(y), *ans;
281 : maechler 1548 int Rkind = 0; /* only for "d" - FIXME */
282 : maechler 1375
283 : bates 1218 ans = cholmod_horzcat(chx, chy, 1, &c);
284 :     Free(chx); Free(chy);
285 : bates 1366 /* FIXME: currently drops dimnames */
286 : maechler 1548 return chm_sparse_to_SEXP(ans, 1, 0, Rkind, "", R_NilValue);
287 : bates 1218 }
288 :    
289 :     SEXP Csparse_vertcat(SEXP x, SEXP y)
290 :     {
291 :     cholmod_sparse *chx = as_cholmod_sparse(x),
292 :     *chy = as_cholmod_sparse(y), *ans;
293 : maechler 1548 int Rkind = 0; /* only for "d" - FIXME */
294 : maechler 1375
295 : bates 1218 ans = cholmod_vertcat(chx, chy, 1, &c);
296 :     Free(chx); Free(chy);
297 : bates 1366 /* FIXME: currently drops dimnames */
298 : maechler 1548 return chm_sparse_to_SEXP(ans, 1, 0, Rkind, "", R_NilValue);
299 : bates 1218 }
300 : bates 1265
301 :     SEXP Csparse_band(SEXP x, SEXP k1, SEXP k2)
302 :     {
303 :     cholmod_sparse *chx = as_cholmod_sparse(x), *ans;
304 : maechler 1736 int Rkind = (chx->xtype != CHOLMOD_PATTERN) ? Real_kind(x) : 0;
305 : bates 1265
306 :     ans = cholmod_band(chx, asInteger(k1), asInteger(k2), chx->xtype, &c);
307 :     Free(chx);
308 : maechler 1736 return chm_sparse_to_SEXP(ans, 1, 0, Rkind, "",
309 :     GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym));
310 : bates 1265 }
311 : bates 1366
312 :     SEXP Csparse_diagU2N(SEXP x)
313 :     {
314 : maechler 1708 if (*diag_P(x) != 'U') {/* "trivially fast" when there's no 'diag' slot at all */
315 :     return (x);
316 :     }
317 :     else {
318 :     cholmod_sparse *chx = as_cholmod_sparse(x);
319 :     cholmod_sparse *eye = cholmod_speye(chx->nrow, chx->ncol, chx->xtype, &c);
320 :     double one[] = {1, 0};
321 :     cholmod_sparse *ans = cholmod_add(chx, eye, one, one, TRUE, TRUE, &c);
322 : maechler 1710 int uploT = (*uplo_P(x) == 'U') ? 1 : -1;
323 : maechler 1736 int Rkind = (chx->xtype != CHOLMOD_PATTERN) ? Real_kind(x) : 0;
324 : bates 1366
325 : maechler 1708 Free(chx); cholmod_free_sparse(&eye, &c);
326 :     return chm_sparse_to_SEXP(ans, 1, uploT, Rkind, "N",
327 : maechler 1736 GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym));
328 : maechler 1708 }
329 : bates 1366 }
330 :    
331 :     SEXP Csparse_submatrix(SEXP x, SEXP i, SEXP j)
332 :     {
333 :     cholmod_sparse *chx = as_cholmod_sparse(x);
334 :     int rsize = (isNull(i)) ? -1 : LENGTH(i),
335 :     csize = (isNull(j)) ? -1 : LENGTH(j);
336 : maechler 1736 int Rkind = (chx->xtype != CHOLMOD_PATTERN) ? Real_kind(x) : 0;
337 : bates 1366
338 :     if (rsize >= 0 && !isInteger(i))
339 :     error(_("Index i must be NULL or integer"));
340 :     if (csize >= 0 && !isInteger(j))
341 :     error(_("Index j must be NULL or integer"));
342 : maechler 1736
343 : bates 1366 return chm_sparse_to_SEXP(cholmod_submatrix(chx, INTEGER(i), rsize,
344 : maechler 1375 INTEGER(j), csize,
345 : bates 1366 TRUE, TRUE, &c),
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