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

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Revision 762 - (view) (download) (as text)

1 : bates 692 #include "lgCMatrix.h"
2 :    
3 :     SEXP lgCMatrix_validate(SEXP x)
4 :     {
5 :     SEXP pslot = GET_SLOT(x, Matrix_pSym),
6 :     islot = GET_SLOT(x, Matrix_iSym);
7 :     int j,
8 :     ncol = length(pslot) - 1,
9 :     *dims = INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_DimSym)),
10 :     nrow,
11 :     *xp = INTEGER(pslot),
12 :     *xi = INTEGER(islot);
13 :    
14 :     nrow = dims[0];
15 :     if (length(pslot) <= 0)
16 :     return mkString(_("slot p must have length > 0"));
17 :     if (xp[0] != 0)
18 :     return mkString(_("first element of slot p must be zero"));
19 :     if (length(islot) != xp[ncol])
20 :     return mkString(_("last element of slot p must match length of slot i"));
21 :     for (j = 0; j < ncol; j++) {
22 :     if (xp[j] > xp[j+1])
23 :     return mkString(_("slot p must be non-decreasing"));
24 :     }
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 :     if (csc_unsorted_columns(ncol, xp, xi)) {
30 :     csc_sort_columns(ncol, xp, xi, (double *) NULL);
31 :     }
32 :     return ScalarLogical(1);
33 :     }
34 :    
35 :     /**
36 :     * C := op(A) %*% op(B) + beta ^ C for logical sparse column-oriented matrices
37 :     *
38 :     * @param tra nonzero if A is to be transposed
39 :     * @param trb nonzero if B is to be transposed
40 :     * @param m number of rows in C
41 :     * @param n number of columns in C
42 :     * @param k number of columns in A if tra == 0, otherwise number of
43 :     * rows in A
44 :     * @param ai vector of row indices of TRUE elements in A
45 :     * @param ap column pointers for A
46 :     * @param bi vector of row indices of TRUE elements in B
47 :     * @param bp column pointers for B
48 :     * @param beta if non-zero existing TRUE elements in C are retained
49 : bates 718 * @param ciP SEXP whose INTEGER part is the column indices of TRUE
50 :     * elements in C (not used if beta == 0).
51 : bates 692 * @param cp column pointers for C
52 : bates 718 *
53 :     * @return SEXP whose INTEGER part is the column indices of TRUE
54 :     * elements in the product. Note that the contents of cp may be modified.
55 : bates 692 */
56 : bates 718 SEXP Matrix_lgClgCmm(int tra, int trb, int m, int n, int k,
57 : bates 692 const int ai[], const int ap[],
58 :     const int bi[], const int bp[],
59 : bates 718 int beta, SEXP CIP, int cp[])
60 : bates 692 {
61 : bates 718 int cnnz = cp[n], extra = 0;
62 :     int *ci, i, j, prot = 0; /* prot is the number of PROTECTs to UNPROTECT */
63 : bates 692
64 :     if (beta) {
65 : bates 718 ci = INTEGER(CIP);
66 :     } else { /* blank the C matrix */
67 :     for (j = 0; j <= n; j++) cp[j] = 0;
68 :     cnnz = 0;
69 :     ci = (int *) NULL;
70 :     }
71 : bates 723
72 :     if (tra) { /* replace ai and ap by els for transpose */
73 :     int nz = ap[m];
74 :     int *Ai = Calloc(nz, int),
75 : bates 732 *aj = expand_cmprPt(m, ap, Calloc(nz, int)),
76 : bates 723 *Ap = Calloc(k + 1, int);
77 :    
78 : bates 732 triplet_to_col(m, k, nz, aj, ai, (double *) NULL,
79 :     Ap, Ai, (double *) NULL);
80 :     Free(aj);
81 : bates 723 ai = Ai; ap = Ap;
82 :     }
83 :    
84 :     if (trb) { /* replace bi and bp by els for transpose */
85 :     int nz = bp[k];
86 :     int *Bi = Calloc(nz, int),
87 : bates 732 *bj = expand_cmprPt(k, bp, Calloc(nz, int)),
88 : bates 723 *Bp = Calloc(n + 1, int);
89 :    
90 : bates 732 triplet_to_col(k, n, nz, bj, bi, (double *) NULL,
91 :     Bp, Bi, (double *) NULL);
92 :     Free(bj);
93 : bates 723 bi = Bi; bp = Bp;
94 :     }
95 :    
96 :     for (j = 0; j < n; j++) { /* col index for B and C */
97 :     int ii, ii2 = bp[j + 1];
98 :     for (ii = bp[j]; ii < ii2; ii++) { /* index into bi */
99 :     int jj = bi[ii]; /* row index of B; col index of A */
100 :     int i, i2 = ap[jj + 1]; /* index into ai */
101 :     for (i = ap[jj]; i < i2; i++)
102 :     if (check_csc_index(cp, ci, ai[i], j, -1) < 0) extra++;
103 : bates 718 }
104 : bates 723 }
105 : bates 718
106 : bates 723 if (extra) {
107 :     int ntot = cnnz + extra;
108 : bates 732 int *Cp = Calloc(n + 1, int),
109 :     *Ti = Calloc(ntot, int),
110 : bates 723 *rwInd = Calloc(m, int), /* indicator of TRUE in column j */
111 :     pos = 0;
112 :    
113 : bates 732 Cp[0] = 0;
114 : bates 723 for (j = 0; j < n; j++) {
115 :     int ii, ii2 = bp[j + 1];
116 : bates 732
117 :     AZERO(rwInd, m); /* initialize column j of C */
118 :     for (i = cp[j]; i < cp[j+1]; i++) rwInd[ci[i]] = 1;
119 :    
120 :     Cp[j + 1] = Cp[j];
121 : bates 723 for (ii = bp[j]; ii < ii2; ii++) { /* index into bi */
122 :     int jj = bi[ii]; /* row index of B; col index of A */
123 :     int i, i2 = ap[jj + 1]; /* index into ai */
124 :     for (i = ap[jj]; i < i2; i++) rwInd[ai[i]] = 1;
125 : bates 692 }
126 : bates 723 for (i = 0; i < m; i++)
127 : bates 732 if (rwInd[i]) {Cp[j + 1]++; Ti[pos++] = i;}
128 : bates 692 }
129 : bates 732 PROTECT(CIP = allocVector(INTSXP, Cp[n])); prot++;
130 :     Memcpy(INTEGER(CIP), Ti, Cp[n]);
131 :     Memcpy(cp, Cp, n + 1);
132 :     Free(Cp); Free(Ti); Free(rwInd);
133 : bates 692 }
134 : bates 723
135 :     if (tra) {Free(ai); Free(ap);}
136 :     if (trb) {Free(bi); Free(bp);}
137 : bates 718 UNPROTECT(prot);
138 :     return CIP;
139 : bates 692 }
140 : bates 718
141 :     SEXP lgCMatrix_lgCMatrix_mm(SEXP a, SEXP b)
142 :     {
143 :     SEXP ans = PROTECT(NEW_OBJECT(MAKE_CLASS("lgCMatrix")));
144 :     int *adims = INTEGER(GET_SLOT(a, Matrix_DimSym)),
145 :     *bdims = INTEGER(GET_SLOT(b, Matrix_DimSym)),
146 :     *cdims = INTEGER(ALLOC_SLOT(ans, Matrix_DimSym, INTSXP, 2));
147 :     int k = adims[1], m = adims[0], n = bdims[1];
148 :     int *cp = INTEGER(ALLOC_SLOT(ans, Matrix_pSym, INTSXP, n + 1));
149 :    
150 :     if (bdims[0] != k)
151 :     error(_("Matrices are not conformable for multiplication"));
152 :     cdims[0] = m; cdims[1] = n;
153 :     SET_SLOT(ans, Matrix_iSym,
154 :     Matrix_lgClgCmm(0, 0, m, n, k,
155 :     INTEGER(GET_SLOT(a, Matrix_iSym)),
156 :     INTEGER(GET_SLOT(a, Matrix_pSym)),
157 :     INTEGER(GET_SLOT(b, Matrix_iSym)),
158 :     INTEGER(GET_SLOT(b, Matrix_pSym)),
159 :     0, (SEXP) NULL, cp));
160 :     UNPROTECT(1);
161 :     return ans;
162 :     }
163 : bates 692
164 : bates 718 SEXP lgCMatrix_trans(SEXP x)
165 : bates 692 {
166 : bates 718 SEXP xi = GET_SLOT(x, Matrix_iSym);
167 :     SEXP ans = PROTECT(NEW_OBJECT(MAKE_CLASS("lgCMatrix")));
168 :     int *adims = INTEGER(ALLOC_SLOT(ans, Matrix_DimSym, INTSXP, 2)),
169 :     *xdims = INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_DimSym)),
170 :     nz = length(xi);
171 :     int *xj = Calloc(nz, int);
172 : bates 726 SEXP adn = ALLOC_SLOT(ans, Matrix_DimNamesSym, VECSXP, 2),
173 :     xdn = GET_SLOT(x, Matrix_DimNamesSym);
174 : bates 718
175 : bates 726 adims[1] = xdims[0]; adims[0] = xdims[1];
176 :     SET_VECTOR_ELT(adn, 0, VECTOR_ELT(xdn, 1));
177 :     SET_VECTOR_ELT(adn, 1, VECTOR_ELT(xdn, 0));
178 : bates 718 triplet_to_col(adims[0], adims[1], nz,
179 :     expand_cmprPt(xdims[1], INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_pSym)), xj),
180 : bates 726 INTEGER(xi), (double *) NULL,
181 : bates 718 INTEGER(ALLOC_SLOT(ans, Matrix_pSym, INTSXP, adims[1] + 1)),
182 :     INTEGER(ALLOC_SLOT(ans, Matrix_iSym, INTSXP, nz)),
183 :     (double *) NULL);
184 :     Free(xj);
185 :     UNPROTECT(1);
186 :     return ans;
187 : bates 692 }
188 : bates 723
189 :     /**
190 :     * Replace C by AA' + beta*C or A'A + beta*C
191 :     *
192 :     * @param up Indicator of upper/lower triangle in the symmetric sparse matrix
193 :     * @param tra Transpose, in the sense of dsyrk. That is, tra TRUE indicates A'A
194 :     * @param n size of the product matrix
195 :     * @param k number of columns in A if tra is FALSE, otherwise the number of rows
196 :     * @param ai row indices for A
197 :     * @param ap column pointers for A
198 :     * @param beta TRUE if existing elements in C are to be preserved
199 :     * @param CIP SEXP whose INTEGER part is the row indices of C (not used if beta is FALSE)
200 :     * @param cp column pointers for C
201 :     *
202 :     * @return SEXP whose INTEGER part is the updated row indices of C
203 :     */
204 :     SEXP Matrix_lgCsyrk(int up, int tra, int n, int k, const int ai[], const int ap[],
205 :     int beta, SEXP CIP, int cp[])
206 :     {
207 :     int extra = 0, i, ii, j, prot = 0;
208 :     int *ci, cnnz = cp[n];
209 :    
210 :     if (beta) {
211 :     ci = INTEGER(CIP);
212 :     } else { /* blank the C matrix */
213 :     for (j = 0; j <= n; j++) cp[j] = 0;
214 :     cnnz = 0;
215 :     ci = (int *) NULL;
216 :     }
217 :    
218 :     if (tra) { /* replace ai and ap by els for transpose */
219 :     int nz = ap[n];
220 :     int *Ai = Calloc(nz, int),
221 : bates 732 *aj = expand_cmprPt(n, ap, Calloc(nz, int)),
222 : bates 723 *Ap = Calloc(k + 1, int);
223 :    
224 : bates 732 triplet_to_col(n, k, nz, aj, ai, (double *) NULL,
225 :     Ap, Ai, (double *) NULL);
226 :     Free(aj);
227 : bates 723 ai = Ai; ap = Ap;
228 :     }
229 : bates 732
230 : bates 723 for (j = 0; j < k; j++) {
231 :     int i2 = ap[j + 1];
232 :     for (i = ap[j]; i < i2; i++) {
233 :     int r1 = ai[i];
234 : bates 732 if (r1 < 0 || r1 >= n)
235 :     error(_("row %d not in row range [0,%d]"), r1, n - 1);
236 : bates 723 for (ii = i; ii < i2; ii++) {
237 :     int r2 = ai[ii];
238 : bates 732 if (r2 < 0 || r2 >= n)
239 :     error(_("row %d not in row range [0,%d]"), r2, n - 1);
240 : bates 723 if (check_csc_index(cp, ci, up?r1:r2, up?r2:r1, -1) < 0)
241 :     extra++;
242 :     }
243 :     }
244 :     }
245 :    
246 :     if (extra) {
247 :     int ntot = cnnz + extra;
248 :     int *Ti = Memcpy(Calloc(ntot, int), ci, cnnz),
249 :     *Tj = expand_cmprPt(n, cp, Calloc(ntot, int)),
250 :     *Ci = Calloc(ntot, int),
251 :     pos = cnnz;
252 :    
253 :     for (j = 0; j < k; j++) {
254 :     int i2 = ap[j + 1];
255 :     for (i = ap[j]; i < i2; i++) {
256 :     int r1 = ai[i];
257 :     for (ii = i; ii < i2; ii++) {
258 :     int r2 = ai[ii];
259 :     int row = up ? r1 : r2, col = up ? r2 : r1;
260 :     if (r2 < r1) error("[j,i,ii,r1,r2] = [%d,%d,%d,%d,%d]",
261 :     j,i,ii,r1,r2);
262 :     if (check_csc_index(cp, ci, row, col, -1) < 0) {
263 :     Ti[pos] = row;
264 :     Tj[pos] = col;
265 :     pos++;
266 :     }
267 :     }
268 :     }
269 :     }
270 :    
271 :     triplet_to_col(n, n, pos, Ti, Tj, (double *) NULL,
272 :     cp, Ci, (double *) NULL);
273 :     PROTECT(CIP = allocVector(INTSXP, cp[n])); prot++;
274 :     Memcpy(INTEGER(CIP), Ci, cp[n]);
275 :     Free(Ti); Free(Tj); Free(Ci);
276 :     }
277 :    
278 :     if (tra) {Free(ai); Free(ap);}
279 :     UNPROTECT(prot);
280 :     return CIP;
281 :     }
282 :    
283 :     /**
284 :     * Create the cross-product or transpose cross-product of a logical
285 :     * sparse matrix in column-oriented compressed storage mode.
286 :     *
287 :     * @param x Pointer to a lgCMatrix
288 :     * @param trans logical indicator of transpose, in the sense of dsyrk.
289 : bates 732 * That is, trans == TRUE is used for crossprod.
290 :     * @param C
291 : bates 723 *
292 :     * @return An lsCMatrix of the form if(trans) X'X else XX'
293 :     */
294 : bates 732 SEXP lgCMatrix_crossprod(SEXP x, SEXP trans, SEXP C)
295 : bates 723 {
296 :     int tra = asLogical(trans);
297 : bates 732 int *adims, *xdims = INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_DimSym));
298 : bates 723 int k = xdims[tra ? 0 : 1], n = xdims[tra ? 1 : 0];
299 :    
300 : bates 732 if (C == R_NilValue) {
301 :     SEXP ans = PROTECT(NEW_OBJECT(MAKE_CLASS("lsCMatrix")));
302 :    
303 :     adims = INTEGER(ALLOC_SLOT(ans, Matrix_DimSym, INTSXP, 2));
304 :     adims[0] = adims[1] = n;
305 :     SET_SLOT(ans, Matrix_uploSym, mkString("U"));
306 :     SET_SLOT(ans, Matrix_iSym,
307 :     Matrix_lgCsyrk(1, tra, n, k,
308 :     INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_iSym)),
309 :     INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_pSym)),
310 :     0, R_NilValue,
311 :     INTEGER(ALLOC_SLOT(ans, Matrix_pSym, INTSXP, n + 1))));
312 :     UNPROTECT(1);
313 :     return ans;
314 :     }
315 :     adims = INTEGER(GET_SLOT(C, Matrix_DimSym));
316 :     if (adims[0] != n || adims[1] != n)
317 :     error(_("Dimensions of x and y are not compatible for crossprod"));
318 :     SET_SLOT(C, Matrix_iSym,
319 :     Matrix_lgCsyrk(CHAR(asChar(GET_SLOT(C, Matrix_uploSym)))[0] == 'U',
320 :     tra, n, k,
321 : bates 723 INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_iSym)),
322 :     INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_pSym)),
323 : bates 732 1, GET_SLOT(C, Matrix_iSym),
324 :     INTEGER(GET_SLOT(C, Matrix_pSym))));
325 :     return C;
326 :     }
327 :    
328 :     /**
329 :     * Special-purpose function that returns a permutation of the columns
330 :     * of a lgTMatrix for which nrow(x) > ncol(x). The ordering puts
331 :     * columns with fewer entries on the left. Once a column has been
332 :     * moved to the left the rows in where that column is TRUE are removed
333 :     * from the counts.
334 :     *
335 :     * @param x Pointer to an lgTMatrix object
336 :     *
337 :     * @return 0-based permutation vector for the columns of x
338 :     */
339 :     SEXP lgCMatrix_picky_column(SEXP x)
340 :     {
341 :     int *xdims = INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_DimSym));
342 :     int *xi = INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_iSym)),
343 :     *xp = INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_pSym)),
344 :     m = xdims[0], n = xdims[1];
345 :     SEXP ans = PROTECT(allocVector(INTSXP, n));
346 :     int *actr = Calloc(m, int),
347 :     *actc = Calloc(n, int),
348 : bates 762 cj, i, j, mincount, minloc = -1, pos;
349 : bates 732
350 :     for (i = 0; i < m; i++) actr[i] = 1;
351 :     mincount = m + 1;
352 :     for (j = 0; j < n; j++) {
353 :     cj = xp[j + 1] - xp[j];
354 :     actc[j] = 1;
355 :     if (cj < mincount) {
356 :     mincount = cj;
357 :     minloc = j;
358 :     }
359 :     }
360 :    
361 :     pos = 0;
362 :     while (pos < n) {
363 :     INTEGER(ans)[pos++] = minloc;
364 :     actc[minloc] = 0;
365 :     for (i = xp[minloc]; i < xp[minloc + 1]; i++) actr[xi[i]] = 0;
366 :     mincount = m + 1;
367 :     for (j = 0; j < n; j++) {
368 :     if (actc[j]) {
369 :     cj = 0;
370 :     for (i = xp[j]; i < xp[j + 1]; i++) {
371 :     if (actr[xi[i]]) cj++;
372 :     if (cj < mincount) {
373 :     mincount = cj;
374 :     minloc = j;
375 :     }
376 :     }
377 :     }
378 :     }
379 :     }
380 :    
381 :     Free(actr); Free(actc);
382 : bates 723 UNPROTECT(1);
383 :     return ans;
384 :     }

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