mev-4.0.01/source/org/tigr/util/FloatMatrix.java

Code
Comments
Other
Rev Date Author Line
2 26 Feb 07 jari 1 /*
2 26 Feb 07 jari 2 Copyright @ 1999-2003, The Institute for Genomic Research (TIGR).
2 26 Feb 07 jari 3 All rights reserved.
2 26 Feb 07 jari 4 */
2 26 Feb 07 jari 5 /*
2 26 Feb 07 jari 6  * $RCSfile: FloatMatrix.java,v $
2 26 Feb 07 jari 7  * $Revision: 1.6 $
2 26 Feb 07 jari 8  * $Date: 2006/05/02 16:57:56 $
2 26 Feb 07 jari 9  * $Author: eleanorahowe $
2 26 Feb 07 jari 10  * $State: Exp $
2 26 Feb 07 jari 11  */
2 26 Feb 07 jari 12 package org.tigr.util;
2 26 Feb 07 jari 13
2 26 Feb 07 jari 14 import java.io.BufferedReader;
2 26 Feb 07 jari 15 import java.io.PrintWriter;
2 26 Feb 07 jari 16 import java.io.StreamTokenizer;
2 26 Feb 07 jari 17 import java.text.DecimalFormat;
2 26 Feb 07 jari 18 import java.text.NumberFormat;
2 26 Feb 07 jari 19
2 26 Feb 07 jari 20
2 26 Feb 07 jari 21
2 26 Feb 07 jari 22 // Changed from double to float for memory demand reduction!
2 26 Feb 07 jari 23 // This Class is based on the Jama Matrix
2 26 Feb 07 jari 24
2 26 Feb 07 jari 25 /**
2 26 Feb 07 jari 26  * Jama = Java Matrix class.
2 26 Feb 07 jari 27  * <P>
2 26 Feb 07 jari 28  * The Java Matrix Class provides the fundamental operations of numerical
2 26 Feb 07 jari 29  * linear algebra.  Various constructors create Matrices from two dimensional
2 26 Feb 07 jari 30  * arrays of double precision floating point numbers.  Various "gets" and
2 26 Feb 07 jari 31  * "sets" provide access to submatrices and matrix elements.  Several methods
2 26 Feb 07 jari 32  * implement basic matrix arithmetic, including matrix addition and
2 26 Feb 07 jari 33  * multiplication, matrix norms, and element-by-element array operations.
2 26 Feb 07 jari 34  * Methods for reading and printing matrices are also included.  All the
2 26 Feb 07 jari 35  * operations in this version of the Matrix Class involve real matrices.
2 26 Feb 07 jari 36  * Complex matrices may be handled in a future version.
2 26 Feb 07 jari 37  * <P>
2 26 Feb 07 jari 38  * Five fundamental matrix decompositions, which consist of pairs or triples
2 26 Feb 07 jari 39  * of matrices, permutation vectors, and the like, produce results in five
2 26 Feb 07 jari 40  * decomposition classes.  These decompositions are accessed by the Matrix
2 26 Feb 07 jari 41  * class to compute solutions of simultaneous linear equations, determinants,
2 26 Feb 07 jari 42  * inverses and other matrix functions.  The five decompositions are:
2 26 Feb 07 jari 43  * <P><UL>
2 26 Feb 07 jari 44  * <LI>Cholesky Decomposition of symmetric, positive definite matrices.
2 26 Feb 07 jari 45  * <LI>LU Decomposition of rectangular matrices.
2 26 Feb 07 jari 46  * <LI>QR Decomposition of rectangular matrices.
2 26 Feb 07 jari 47  * <LI>Singular Value Decomposition of rectangular matrices.
2 26 Feb 07 jari 48  * <LI>Eigenvalue Decomposition of both symmetric and nonsymmetric square matrices.
2 26 Feb 07 jari 49  * </UL>
2 26 Feb 07 jari 50  * <DL>
2 26 Feb 07 jari 51  * <DT><B>Example of use:</B></DT>
2 26 Feb 07 jari 52  * <P>
2 26 Feb 07 jari 53  * <DD>Solve a linear system A x = b and compute the residual norm, ||b - A x||.
2 26 Feb 07 jari 54  * <P><PRE>
2 26 Feb 07 jari 55  * double[][] vals = {{1.,2.,3},{4.,5.,6.},{7.,8.,10.}};
2 26 Feb 07 jari 56  * Matrix A = new Matrix(vals);
2 26 Feb 07 jari 57  * Matrix b = Matrix.random(3,1);
2 26 Feb 07 jari 58  * Matrix x = A.solve(b);
2 26 Feb 07 jari 59  * Matrix r = A.times(x).minus(b);
2 26 Feb 07 jari 60  * double rnorm = r.normInf();
2 26 Feb 07 jari 61  * </PRE></DD>
2 26 Feb 07 jari 62  * </DL>
2 26 Feb 07 jari 63  *
2 26 Feb 07 jari 64  * @author The MathWorks, Inc. and the National Institute of Standards and Technology.
2 26 Feb 07 jari 65  * @version 5 August 1998
2 26 Feb 07 jari 66  */
2 26 Feb 07 jari 67
2 26 Feb 07 jari 68 public class FloatMatrix implements Cloneable {
2 26 Feb 07 jari 69         
2 26 Feb 07 jari 70 /* ------------------------
2 26 Feb 07 jari 71    Class variables
2 26 Feb 07 jari 72  * ------------------------ */
2 26 Feb 07 jari 73     
2 26 Feb 07 jari 74     /** Array for internal storage of elements.
2 26 Feb 07 jari 75      * @serial internal array storage.
2 26 Feb 07 jari 76      */
2 26 Feb 07 jari 77     public float[][] A;
2 26 Feb 07 jari 78     
2 26 Feb 07 jari 79     /** Row and column dimensions.
2 26 Feb 07 jari 80      * @serial row dimension.
2 26 Feb 07 jari 81      * @serial column dimension.
2 26 Feb 07 jari 82      */
2 26 Feb 07 jari 83     public int m, n;
2 26 Feb 07 jari 84     
2 26 Feb 07 jari 85 /* ------------------------
2 26 Feb 07 jari 86    Constructors
2 26 Feb 07 jari 87  * ------------------------ */
2 26 Feb 07 jari 88     
2 26 Feb 07 jari 89     /** Construct an m-by-n matrix of zeros.
2 26 Feb 07 jari 90      * @param m    Number of rows.
2 26 Feb 07 jari 91      * @param n    Number of colums.
2 26 Feb 07 jari 92      */
2 26 Feb 07 jari 93     
2 26 Feb 07 jari 94     public FloatMatrix(int m, int n) {
2 26 Feb 07 jari 95   this.m = m;
2 26 Feb 07 jari 96   this.n = n;
2 26 Feb 07 jari 97   A = new float[m][n];
2 26 Feb 07 jari 98     }
2 26 Feb 07 jari 99     
2 26 Feb 07 jari 100     /** Construct an m-by-n constant matrix.
2 26 Feb 07 jari 101      * @param m    Number of rows.
2 26 Feb 07 jari 102      * @param n    Number of colums.
2 26 Feb 07 jari 103      * @param s    Fill the matrix with this scalar value.
2 26 Feb 07 jari 104      */
2 26 Feb 07 jari 105     
2 26 Feb 07 jari 106     public FloatMatrix(int m, int n, float s) {
2 26 Feb 07 jari 107   this.m = m;
2 26 Feb 07 jari 108   this.n = n;
2 26 Feb 07 jari 109   A = new float[m][n];
2 26 Feb 07 jari 110   for (int i = 0; i < m; i++) {
2 26 Feb 07 jari 111       for (int j = 0; j < n; j++) {
2 26 Feb 07 jari 112     A[i][j] = s;
2 26 Feb 07 jari 113       }
2 26 Feb 07 jari 114   }
2 26 Feb 07 jari 115     }
2 26 Feb 07 jari 116
2 26 Feb 07 jari 117     /** Construct a matrix from a 2-D array.
2 26 Feb 07 jari 118      * @param A    Two-dimensional array of doubles.
2 26 Feb 07 jari 119      * @exception  IllegalArgumentException All rows must have the same length
2 26 Feb 07 jari 120      * @see        #constructWithCopy
2 26 Feb 07 jari 121      */
2 26 Feb 07 jari 122     
2 26 Feb 07 jari 123     public FloatMatrix(float[][] A) {
2 26 Feb 07 jari 124   m = A.length;
2 26 Feb 07 jari 125   n = A[0].length;
2 26 Feb 07 jari 126   for (int i = 0; i < m; i++) {
2 26 Feb 07 jari 127       if (A[i].length != n) {
2 26 Feb 07 jari 128     throw new IllegalArgumentException("All rows must have the same length.");
2 26 Feb 07 jari 129       }
2 26 Feb 07 jari 130   }
2 26 Feb 07 jari 131   this.A = A;
2 26 Feb 07 jari 132     }
2 26 Feb 07 jari 133     
2 26 Feb 07 jari 134     /** Construct a matrix quickly without checking arguments.
2 26 Feb 07 jari 135      * @param A    Two-dimensional array of doubles.
2 26 Feb 07 jari 136      * @param m    Number of rows.
2 26 Feb 07 jari 137      * @param n    Number of colums.
2 26 Feb 07 jari 138      */
2 26 Feb 07 jari 139     
2 26 Feb 07 jari 140     public FloatMatrix(float[][] A, int m, int n) {
2 26 Feb 07 jari 141   this.A = A;
2 26 Feb 07 jari 142   this.m = m;
2 26 Feb 07 jari 143   this.n = n;
2 26 Feb 07 jari 144     }
2 26 Feb 07 jari 145     
2 26 Feb 07 jari 146     /** Construct a matrix from a one-dimensional packed array
2 26 Feb 07 jari 147      * @param vals One-dimensional array of doubles, packed by columns (ala Fortran).
2 26 Feb 07 jari 148      * @param m    Number of rows.
2 26 Feb 07 jari 149      * @exception  IllegalArgumentException Array length must be a multiple of m.
2 26 Feb 07 jari 150      */
2 26 Feb 07 jari 151     
2 26 Feb 07 jari 152     public FloatMatrix(float vals[], int m) {
2 26 Feb 07 jari 153   this.m = m;
2 26 Feb 07 jari 154   n = (m != 0 ? vals.length/m : 0);
2 26 Feb 07 jari 155   if (m*n != vals.length) {
2 26 Feb 07 jari 156       throw new IllegalArgumentException("Array length must be a multiple of m.");
2 26 Feb 07 jari 157   }
2 26 Feb 07 jari 158   A = new float[m][n];
2 26 Feb 07 jari 159   for (int i = 0; i < m; i++) {
2 26 Feb 07 jari 160       for (int j = 0; j < n; j++) {
2 26 Feb 07 jari 161     A[i][j] = vals[i+j*m];
2 26 Feb 07 jari 162       }
2 26 Feb 07 jari 163   }
2 26 Feb 07 jari 164     }
2 26 Feb 07 jari 165
2 26 Feb 07 jari 166 /* ------------------------
2 26 Feb 07 jari 167    Public Methods
2 26 Feb 07 jari 168  * ------------------------ */
2 26 Feb 07 jari 169     
2 26 Feb 07 jari 170     public static String[] getPersistenceDelegateArgs() {
2 26 Feb 07 jari 171       return new String[]{"array", "rowDimension", "columnDimension"};
2 26 Feb 07 jari 172     }
2 26 Feb 07 jari 173     
2 26 Feb 07 jari 174     /** Construct a matrix from a copy of a 2-D array.
2 26 Feb 07 jari 175      * @param A    Two-dimensional array of doubles.
2 26 Feb 07 jari 176      * @exception  IllegalArgumentException All rows must have the same length
2 26 Feb 07 jari 177      */
2 26 Feb 07 jari 178     
2 26 Feb 07 jari 179     public static FloatMatrix constructWithCopy(float[][] A) {
2 26 Feb 07 jari 180   int m = A.length;
2 26 Feb 07 jari 181   int n = A[0].length;
2 26 Feb 07 jari 182   FloatMatrix X = new FloatMatrix(m,n);
2 26 Feb 07 jari 183   float[][] C = X.getArray();
2 26 Feb 07 jari 184   for (int i = 0; i < m; i++) {
2 26 Feb 07 jari 185       if (A[i].length != n) {
2 26 Feb 07 jari 186     throw new IllegalArgumentException
2 26 Feb 07 jari 187     ("All rows must have the same length.");
2 26 Feb 07 jari 188       }
2 26 Feb 07 jari 189       for (int j = 0; j < n; j++) {
2 26 Feb 07 jari 190     C[i][j] = A[i][j];
2 26 Feb 07 jari 191       }
2 26 Feb 07 jari 192   }
2 26 Feb 07 jari 193   return X;
2 26 Feb 07 jari 194     }
2 26 Feb 07 jari 195     
2 26 Feb 07 jari 196     /** Make a deep copy of a matrix
2 26 Feb 07 jari 197      */
2 26 Feb 07 jari 198     
2 26 Feb 07 jari 199     public FloatMatrix copy() {
2 26 Feb 07 jari 200   FloatMatrix X = new FloatMatrix(m,n);
2 26 Feb 07 jari 201   float[][] C = X.getArray();
2 26 Feb 07 jari 202   for (int i = 0; i < m; i++) {
2 26 Feb 07 jari 203       for (int j = 0; j < n; j++) {
2 26 Feb 07 jari 204     C[i][j] = A[i][j];
2 26 Feb 07 jari 205       }
2 26 Feb 07 jari 206   }
2 26 Feb 07 jari 207   return X;
2 26 Feb 07 jari 208     }
2 26 Feb 07 jari 209     
2 26 Feb 07 jari 210     /** Clone the Matrix object.
2 26 Feb 07 jari 211      */
2 26 Feb 07 jari 212     
2 26 Feb 07 jari 213     public Object clone() {
2 26 Feb 07 jari 214   return this.copy();
2 26 Feb 07 jari 215     }
2 26 Feb 07 jari 216     
2 26 Feb 07 jari 217     /** Access the internal two-dimensional array.
2 26 Feb 07 jari 218      * @return     Pointer to the two-dimensional array of matrix elements.
2 26 Feb 07 jari 219      */
2 26 Feb 07 jari 220     
2 26 Feb 07 jari 221     public float[][] getArray() {
2 26 Feb 07 jari 222   return A;
2 26 Feb 07 jari 223     }
2 26 Feb 07 jari 224     
2 26 Feb 07 jari 225     /** Copy the internal two-dimensional array.
2 26 Feb 07 jari 226      * @return     Two-dimensional array copy of matrix elements.
2 26 Feb 07 jari 227      */
2 26 Feb 07 jari 228     
2 26 Feb 07 jari 229     public float[][] getArrayCopy() {
2 26 Feb 07 jari 230   float[][] C = new float[m][n];
2 26 Feb 07 jari 231   for (int i = 0; i < m; i++) {
2 26 Feb 07 jari 232       for (int j = 0; j < n; j++) {
2 26 Feb 07 jari 233     C[i][j] = A[i][j];
2 26 Feb 07 jari 234       }
2 26 Feb 07 jari 235   }
2 26 Feb 07 jari 236   return C;
2 26 Feb 07 jari 237     }
2 26 Feb 07 jari 238     
2 26 Feb 07 jari 239     /** Make a one-dimensional column packed copy of the internal array.
2 26 Feb 07 jari 240      * @return     Matrix elements packed in a one-dimensional array by columns.
2 26 Feb 07 jari 241      */
2 26 Feb 07 jari 242     
2 26 Feb 07 jari 243     public float[] getColumnPackedCopy() {
2 26 Feb 07 jari 244   float[] vals = new float[m*n];
2 26 Feb 07 jari 245   for (int i = 0; i < m; i++) {
2 26 Feb 07 jari 246       for (int j = 0; j < n; j++) {
2 26 Feb 07 jari 247     vals[i+j*m] = A[i][j];
2 26 Feb 07 jari 248       }
2 26 Feb 07 jari 249   }
2 26 Feb 07 jari 250   return vals;
2 26 Feb 07 jari 251     }
2 26 Feb 07 jari 252     
2 26 Feb 07 jari 253     /** Make a one-dimensional row packed copy of the internal array.
2 26 Feb 07 jari 254      * @return     Matrix elements packed in a one-dimensional array by rows.
2 26 Feb 07 jari 255      */
2 26 Feb 07 jari 256     
2 26 Feb 07 jari 257     public float[] getRowPackedCopy() {
2 26 Feb 07 jari 258   float[] vals = new float[m*n];
2 26 Feb 07 jari 259   for (int i = 0; i < m; i++) {
2 26 Feb 07 jari 260       for (int j = 0; j < n; j++) {
2 26 Feb 07 jari 261     vals[i*n+j] = A[i][j];
2 26 Feb 07 jari 262       }
2 26 Feb 07 jari 263   }
2 26 Feb 07 jari 264   return vals;
2 26 Feb 07 jari 265     }
2 26 Feb 07 jari 266     
2 26 Feb 07 jari 267     /** Get row dimension.
2 26 Feb 07 jari 268      * @return     m, the number of rows.
2 26 Feb 07 jari 269      */
2 26 Feb 07 jari 270     
2 26 Feb 07 jari 271     public int getRowDimension() {
2 26 Feb 07 jari 272   return m;
2 26 Feb 07 jari 273     }
2 26 Feb 07 jari 274     
2 26 Feb 07 jari 275     /** Get column dimension.
2 26 Feb 07 jari 276      * @return     n, the number of columns.
2 26 Feb 07 jari 277      */
2 26 Feb 07 jari 278     
2 26 Feb 07 jari 279     public int getColumnDimension() {
2 26 Feb 07 jari 280   return n;
2 26 Feb 07 jari 281     }
2 26 Feb 07 jari 282     
2 26 Feb 07 jari 283     /** Get a single element.
2 26 Feb 07 jari 284      * @param i    Row index.
2 26 Feb 07 jari 285      * @param j    Column index.
2 26 Feb 07 jari 286      * @return     A(i,j)
2 26 Feb 07 jari 287      * @exception  ArrayIndexOutOfBoundsException
2 26 Feb 07 jari 288      */
2 26 Feb 07 jari 289     
2 26 Feb 07 jari 290     public float get(int i, int j) {
2 26 Feb 07 jari 291   return A[i][j];
2 26 Feb 07 jari 292     }
2 26 Feb 07 jari 293     
2 26 Feb 07 jari 294     /** Get a submatrix.
2 26 Feb 07 jari 295      * @param i0   Initial row index
2 26 Feb 07 jari 296      * @param i1   Final row index
2 26 Feb 07 jari 297      * @param j0   Initial column index
2 26 Feb 07 jari 298      * @param j1   Final column index
2 26 Feb 07 jari 299      * @return     A(i0:i1,j0:j1)
2 26 Feb 07 jari 300      * @exception  ArrayIndexOutOfBoundsException Submatrix indices
2 26 Feb 07 jari 301      */
2 26 Feb 07 jari 302     
2 26 Feb 07 jari 303     public FloatMatrix getMatrix(int i0, int i1, int j0, int j1) {
2 26 Feb 07 jari 304   FloatMatrix X = new FloatMatrix(i1-i0+1,j1-j0+1);
2 26 Feb 07 jari 305   float[][] B = X.getArray();
2 26 Feb 07 jari 306   try {
2 26 Feb 07 jari 307       for (int i = i0; i <= i1; i++) {
2 26 Feb 07 jari 308     for (int j = j0; j <= j1; j++) {
2 26 Feb 07 jari 309         B[i-i0][j-j0] = A[i][j];
2 26 Feb 07 jari 310     }
2 26 Feb 07 jari 311       }
2 26 Feb 07 jari 312   } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
2 26 Feb 07 jari 313       throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("Submatrix indices");
2 26 Feb 07 jari 314   }
2 26 Feb 07 jari 315   return X;
2 26 Feb 07 jari 316     }
2 26 Feb 07 jari 317     
2 26 Feb 07 jari 318     /** Get a submatrix.
2 26 Feb 07 jari 319      * @param r    Array of row indices.
2 26 Feb 07 jari 320      * @param c    Array of column indices.
2 26 Feb 07 jari 321      * @return     A(r(:),c(:))
2 26 Feb 07 jari 322      * @exception  ArrayIndexOutOfBoundsException Submatrix indices
2 26 Feb 07 jari 323      */
2 26 Feb 07 jari 324     
2 26 Feb 07 jari 325     public FloatMatrix getMatrix(int[] r, int[] c) {
2 26 Feb 07 jari 326   FloatMatrix X = new FloatMatrix(r.length,c.length);
2 26 Feb 07 jari 327   float[][] B = X.getArray();
2 26 Feb 07 jari 328   try {
2 26 Feb 07 jari 329       for (int i = 0; i < r.length; i++) {
2 26 Feb 07 jari 330     for (int j = 0; j < c.length; j++) {
2 26 Feb 07 jari 331         B[i][j] = A[r[i]][c[j]];
2 26 Feb 07 jari 332     }
2 26 Feb 07 jari 333       }
2 26 Feb 07 jari 334   } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
2 26 Feb 07 jari 335       throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("Submatrix indices");
2 26 Feb 07 jari 336   }
2 26 Feb 07 jari 337   return X;
2 26 Feb 07 jari 338     }
2 26 Feb 07 jari 339     
2 26 Feb 07 jari 340     /** Get a submatrix.
2 26 Feb 07 jari 341      * @param i0   Initial row index
2 26 Feb 07 jari 342      * @param i1   Final row index
2 26 Feb 07 jari 343      * @param c    Array of column indices.
2 26 Feb 07 jari 344      * @return     A(i0:i1,c(:))
2 26 Feb 07 jari 345      * @exception  ArrayIndexOutOfBoundsException Submatrix indices
2 26 Feb 07 jari 346      */
2 26 Feb 07 jari 347     
2 26 Feb 07 jari 348     public FloatMatrix getMatrix(int i0, int i1, int[] c) {
2 26 Feb 07 jari 349   FloatMatrix X = new FloatMatrix(i1-i0+1,c.length);
2 26 Feb 07 jari 350   float[][] B = X.getArray();
2 26 Feb 07 jari 351   try {
2 26 Feb 07 jari 352       for (int i = i0; i <= i1; i++) {
2 26 Feb 07 jari 353     for (int j = 0; j < c.length; j++) {
2 26 Feb 07 jari 354         B[i-i0][j] = A[i][c[j]];
2 26 Feb 07 jari 355     }
2 26 Feb 07 jari 356       }
2 26 Feb 07 jari 357   } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
2 26 Feb 07 jari 358       throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("Submatrix indices");
2 26 Feb 07 jari 359   }
2 26 Feb 07 jari 360   return X;
2 26 Feb 07 jari 361     }
2 26 Feb 07 jari 362     
2 26 Feb 07 jari 363     /** Get a submatrix.
2 26 Feb 07 jari 364      * @param r    Array of row indices.
2 26 Feb 07 jari 365      * @param i0   Initial column index
2 26 Feb 07 jari 366      * @param i1   Final column index
2 26 Feb 07 jari 367      * @return     A(r(:),j0:j1)
2 26 Feb 07 jari 368      * @exception  ArrayIndexOutOfBoundsException Submatrix indices
2 26 Feb 07 jari 369      */
2 26 Feb 07 jari 370     
2 26 Feb 07 jari 371     public FloatMatrix getMatrix(int[] r, int j0, int j1) {
2 26 Feb 07 jari 372   FloatMatrix X = new FloatMatrix(r.length,j1-j0+1);
2 26 Feb 07 jari 373   float[][] B = X.getArray();
2 26 Feb 07 jari 374   try {
2 26 Feb 07 jari 375       for (int i = 0; i < r.length; i++) {
2 26 Feb 07 jari 376     for (int j = j0; j <= j1; j++) {
2 26 Feb 07 jari 377         B[i][j-j0] = A[r[i]][j];
2 26 Feb 07 jari 378     }
2 26 Feb 07 jari 379       }
2 26 Feb 07 jari 380   } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
2 26 Feb 07 jari 381       throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("Submatrix indices");
2 26 Feb 07 jari 382   }
2 26 Feb 07 jari 383   return X;
2 26 Feb 07 jari 384     }
2 26 Feb 07 jari 385     
2 26 Feb 07 jari 386     /** Set a single element.
2 26 Feb 07 jari 387      * @param i    Row index.
2 26 Feb 07 jari 388      * @param j    Column index.
2 26 Feb 07 jari 389      * @param s    A(i,j).
2 26 Feb 07 jari 390      * @exception  ArrayIndexOutOfBoundsException
2 26 Feb 07 jari 391      */
2 26 Feb 07 jari 392     
2 26 Feb 07 jari 393     public void set(int i, int j, float s) {
2 26 Feb 07 jari 394   A[i][j] = s;
2 26 Feb 07 jari 395     }
2 26 Feb 07 jari 396     
2 26 Feb 07 jari 397     /** Set a submatrix.
2 26 Feb 07 jari 398      * @param i0   Initial row index
2 26 Feb 07 jari 399      * @param i1   Final row index
2 26 Feb 07 jari 400      * @param j0   Initial column index
2 26 Feb 07 jari 401      * @param j1   Final column index
2 26 Feb 07 jari 402      * @param X    A(i0:i1,j0:j1)
2 26 Feb 07 jari 403      * @exception  ArrayIndexOutOfBoundsException Submatrix indices
2 26 Feb 07 jari 404      */
2 26 Feb 07 jari 405     
2 26 Feb 07 jari 406     public void setMatrix(int i0, int i1, int j0, int j1, FloatMatrix X) {
2 26 Feb 07 jari 407   try {
2 26 Feb 07 jari 408       for (int i = i0; i <= i1; i++) {
2 26 Feb 07 jari 409     for (int j = j0; j <= j1; j++) {
2 26 Feb 07 jari 410         A[i][j] = X.get(i-i0,j-j0);
2 26 Feb 07 jari 411     }
2 26 Feb 07 jari 412       }
2 26 Feb 07 jari 413   } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
2 26 Feb 07 jari 414       throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("Submatrix indices");
2 26 Feb 07 jari 415   }
2 26 Feb 07 jari 416     }
2 26 Feb 07 jari 417     
2 26 Feb 07 jari 418     /** Set a submatrix.
2 26 Feb 07 jari 419      * @param r    Array of row indices.
2 26 Feb 07 jari 420      * @param c    Array of column indices.
2 26 Feb 07 jari 421      * @param X    A(r(:),c(:))
2 26 Feb 07 jari 422      * @exception  ArrayIndexOutOfBoundsException Submatrix indices
2 26 Feb 07 jari 423      */
2 26 Feb 07 jari 424     
2 26 Feb 07 jari 425     public void setMatrix(int[] r, int[] c, FloatMatrix X) {
2 26 Feb 07 jari 426   try {
2 26 Feb 07 jari 427       for (int i = 0; i < r.length; i++) {
2 26 Feb 07 jari 428     for (int j = 0; j < c.length; j++) {
2 26 Feb 07 jari 429         A[r[i]][c[j]] = X.get(i,j);
2 26 Feb 07 jari 430     }
2 26 Feb 07 jari 431       }
2 26 Feb 07 jari 432   } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
2 26 Feb 07 jari 433       throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("Submatrix indices");
2 26 Feb 07 jari 434   }
2 26 Feb 07 jari 435     }
2 26 Feb 07 jari 436     
2 26 Feb 07 jari 437     /** Set a submatrix.
2 26 Feb 07 jari 438      * @param r    Array of row indices.
2 26 Feb 07 jari 439      * @param j0   Initial column index
2 26 Feb 07 jari 440      * @param j1   Final column index
2 26 Feb 07 jari 441      * @param X    A(r(:),j0:j1)
2 26 Feb 07 jari 442      * @exception  ArrayIndexOutOfBoundsException Submatrix indices
2 26 Feb 07 jari 443      */
2 26 Feb 07 jari 444     
2 26 Feb 07 jari 445     public void setMatrix(int[] r, int j0, int j1, FloatMatrix X) {
2 26 Feb 07 jari 446   try {
2 26 Feb 07 jari 447       for (int i = 0; i < r.length; i++) {
2 26 Feb 07 jari 448     for (int j = j0; j <= j1; j++) {
2 26 Feb 07 jari 449         A[r[i]][j] = X.get(i,j-j0);
2 26 Feb 07 jari 450     }
2 26 Feb 07 jari 451       }
2 26 Feb 07 jari 452   } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
2 26 Feb 07 jari 453       throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("Submatrix indices");
2 26 Feb 07 jari 454   }
2 26 Feb 07 jari 455     }
2 26 Feb 07 jari 456     
2 26 Feb 07 jari 457     /** Set a submatrix.
2 26 Feb 07 jari 458      * @param i0   Initial row index
2 26 Feb 07 jari 459      * @param i1   Final row index
2 26 Feb 07 jari 460      * @param c    Array of column indices.
2 26 Feb 07 jari 461      * @param X    A(i0:i1,c(:))
2 26 Feb 07 jari 462      * @exception  ArrayIndexOutOfBoundsException Submatrix indices
2 26 Feb 07 jari 463      */
2 26 Feb 07 jari 464     
2 26 Feb 07 jari 465     public void setMatrix(int i0, int i1, int[] c, FloatMatrix X) {
2 26 Feb 07 jari 466   try {
2 26 Feb 07 jari 467       for (int i = i0; i <= i1; i++) {
2 26 Feb 07 jari 468     for (int j = 0; j < c.length; j++) {
2 26 Feb 07 jari 469         A[i][c[j]] = X.get(i-i0,j);
2 26 Feb 07 jari 470     }
2 26 Feb 07 jari 471       }
2 26 Feb 07 jari 472   } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
2 26 Feb 07 jari 473       throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("Submatrix indices");
2 26 Feb 07 jari 474   }
2 26 Feb 07 jari 475     }
2 26 Feb 07 jari 476     
2 26 Feb 07 jari 477     /** Matrix transpose.
2 26 Feb 07 jari 478      * @return    A'
2 26 Feb 07 jari 479      */
2 26 Feb 07 jari 480     
2 26 Feb 07 jari 481     public FloatMatrix transpose() {
2 26 Feb 07 jari 482   FloatMatrix X = new FloatMatrix(n,m);
2 26 Feb 07 jari 483   float[][] C = X.getArray();
2 26 Feb 07 jari 484   for (int i = 0; i < m; i++) {
2 26 Feb 07 jari 485       for (int j = 0; j < n; j++) {
2 26 Feb 07 jari 486     C[j][i] = A[i][j];
2 26 Feb 07 jari 487       }
2 26 Feb 07 jari 488   }
2 26 Feb 07 jari 489   return X;
2 26 Feb 07 jari 490     }
2 26 Feb 07 jari 491     
2 26 Feb 07 jari 492     /** One norm
2 26 Feb 07 jari 493      * @return    maximum column sum.
2 26 Feb 07 jari 494      */
2 26 Feb 07 jari 495     
2 26 Feb 07 jari 496     public float norm1() {
2 26 Feb 07 jari 497   float f = 0;
2 26 Feb 07 jari 498   for (int j = 0; j < n; j++) {
2 26 Feb 07 jari 499       float s = 0;
2 26 Feb 07 jari 500       for (int i = 0; i < m; i++) {
2 26 Feb 07 jari 501     s += Math.abs(A[i][j]);
2 26 Feb 07 jari 502       }
2 26 Feb 07 jari 503       f = Math.max(f,s);
2 26 Feb 07 jari 504   }
2 26 Feb 07 jari 505   return f;
2 26 Feb 07 jari 506     }
2 26 Feb 07 jari 507     
2 26 Feb 07 jari 508     /** Two norm
2 26 Feb 07 jari 509      * @return    maximum singular value.
2 26 Feb 07 jari 510      */
2 26 Feb 07 jari 511     
2 26 Feb 07 jari 512 /*   public float norm2 () {
2 26 Feb 07 jari 513       return (new SingularValueDecomposition(this).norm2());
2 26 Feb 07 jari 514    }*/
2 26 Feb 07 jari 515     
2 26 Feb 07 jari 516     /** Infinity norm
2 26 Feb 07 jari 517      * @return    maximum row sum.
2 26 Feb 07 jari 518      */
2 26 Feb 07 jari 519     
2 26 Feb 07 jari 520     public float normInf() {
2 26 Feb 07 jari 521   float f = 0;
2 26 Feb 07 jari 522   for (int i = 0; i < m; i++) {
2 26 Feb 07 jari 523       float s = 0;
2 26 Feb 07 jari 524       for (int j = 0; j < n; j++) {
2 26 Feb 07 jari 525     s += Math.abs(A[i][j]);
2 26 Feb 07 jari 526       }
2 26 Feb 07 jari 527       f = Math.max(f,s);
2 26 Feb 07 jari 528   }
2 26 Feb 07 jari 529   return f;
2 26 Feb 07 jari 530     }
2 26 Feb 07 jari 531     
2 26 Feb 07 jari 532     /** Frobenius norm
2 26 Feb 07 jari 533      * @return    sqrt of sum of squares of all elements.
2 26 Feb 07 jari 534      */
2 26 Feb 07 jari 535     
2 26 Feb 07 jari 536     public float normF() {
2 26 Feb 07 jari 537   float f = 0;
2 26 Feb 07 jari 538   for (int i = 0; i < m; i++) {
2 26 Feb 07 jari 539       for (int j = 0; j < n; j++) {
2 26 Feb 07 jari 540     f = (float)Maths.hypot(f,A[i][j]);
2 26 Feb 07 jari 541       }
2 26 Feb 07 jari 542   }
2 26 Feb 07 jari 543   return f;
2 26 Feb 07 jari 544     }
2 26 Feb 07 jari 545     
2 26 Feb 07 jari 546     /**  Unary minus
2 26 Feb 07 jari 547      * @return    -A
2 26 Feb 07 jari 548      */
2 26 Feb 07 jari 549     
2 26 Feb 07 jari 550     public FloatMatrix uminus() {
2 26 Feb 07 jari 551   FloatMatrix X = new FloatMatrix(m,n);
2 26 Feb 07 jari 552   float[][] C = X.getArray();
2 26 Feb 07 jari 553   for (int i = 0; i < m; i++) {
2 26 Feb 07 jari 554       for (int j = 0; j < n; j++) {
2 26 Feb 07 jari 555     C[i][j] = -A[i][j];
2 26 Feb 07 jari 556       }
2 26 Feb 07 jari 557   }
2 26 Feb 07 jari 558   return X;
2 26 Feb 07 jari 559     }
2 26 Feb 07 jari 560     
2 26 Feb 07 jari 561     /** C = A + B
2 26 Feb 07 jari 562      * @param B    another matrix
2 26 Feb 07 jari 563      * @return     A + B
2 26 Feb 07 jari 564      */
2 26 Feb 07 jari 565     
2 26 Feb 07 jari 566     public FloatMatrix plus(FloatMatrix B) {
2 26 Feb 07 jari 567   checkMatrixDimensions(B);
2 26 Feb 07 jari 568   FloatMatrix X = new FloatMatrix(m,n);
2 26 Feb 07 jari 569   float[][] C = X.getArray();
2 26 Feb 07 jari 570   for (int i = 0; i < m; i++) {
2 26 Feb 07 jari 571       for (int j = 0; j < n; j++) {
2 26 Feb 07 jari 572     C[i][j] = A[i][j] + B.A[i][j];
2 26 Feb 07 jari 573       }
2 26 Feb 07 jari 574   }
2 26 Feb 07 jari 575   return X;
2 26 Feb 07 jari 576     }
2 26 Feb 07 jari 577     
2 26 Feb 07 jari 578     /** A = A + B
2 26 Feb 07 jari 579      * @param B    another matrix
2 26 Feb 07 jari 580      * @return     A + B
2 26 Feb 07 jari 581      */
2 26 Feb 07 jari 582     
2 26 Feb 07 jari 583     public FloatMatrix plusEquals(FloatMatrix B) {
2 26 Feb 07 jari 584   checkMatrixDimensions(B);
2 26 Feb 07 jari 585   for (int i = 0; i < m; i++) {
2 26 Feb 07 jari 586       for (int j = 0; j < n; j++) {
2 26 Feb 07 jari 587     A[i][j] = A[i][j] + B.A[i][j];
2 26 Feb 07 jari 588       }
2 26 Feb 07 jari 589   }
2 26 Feb 07 jari 590   return this;
2 26 Feb 07 jari 591     }
2 26 Feb 07 jari 592     
2 26 Feb 07 jari 593     /** C = A - B
2 26 Feb 07 jari 594      * @param B    another matrix
2 26 Feb 07 jari 595      * @return     A - B
2 26 Feb 07 jari 596      */
2 26 Feb 07 jari 597     
2 26 Feb 07 jari 598     public FloatMatrix minus(FloatMatrix B) {
2 26 Feb 07 jari 599   checkMatrixDimensions(B);
2 26 Feb 07 jari 600   FloatMatrix X = new FloatMatrix(m,n);
2 26 Feb 07 jari 601   float[][] C = X.getArray();
2 26 Feb 07 jari 602   for (int i = 0; i < m; i++) {
2 26 Feb 07 jari 603       for (int j = 0; j < n; j++) {
2 26 Feb 07 jari 604     C[i][j] = A[i][j] - B.A[i][j];
2 26 Feb 07 jari 605       }
2 26 Feb 07 jari 606   }
2 26 Feb 07 jari 607   return X;
2 26 Feb 07 jari 608     }
2 26 Feb 07 jari 609     
2 26 Feb 07 jari 610     /** A = A - B
2 26 Feb 07 jari 611      * @param B    another matrix
2 26 Feb 07 jari 612      * @return     A - B
2 26 Feb 07 jari 613      */
2 26 Feb 07 jari 614     
2 26 Feb 07 jari 615     public FloatMatrix minusEquals(FloatMatrix B) {
2 26 Feb 07 jari 616   checkMatrixDimensions(B);
2 26 Feb 07 jari 617   for (int i = 0; i < m; i++) {
2 26 Feb 07 jari 618       for (int j = 0; j < n; j++) {
2 26 Feb 07 jari 619     A[i][j] = A[i][j] - B.A[i][j];
2 26 Feb 07 jari 620       }
2 26 Feb 07 jari 621   }
2 26 Feb 07 jari 622   return this;
2 26 Feb 07 jari 623     }
2 26 Feb 07 jari 624     
2 26 Feb 07 jari 625     /** Element-by-element multiplication, C = A.*B
2 26 Feb 07 jari 626      * @param B    another matrix
2 26 Feb 07 jari 627      * @return     A.*B
2 26 Feb 07 jari 628      */
2 26 Feb 07 jari 629     
2 26 Feb 07 jari 630     public FloatMatrix arrayTimes(FloatMatrix B) {
2 26 Feb 07 jari 631   checkMatrixDimensions(B);
2 26 Feb 07 jari 632   FloatMatrix X = new FloatMatrix(m,n);
2 26 Feb 07 jari 633   float[][] C = X.getArray();
2 26 Feb 07 jari 634   for (int i = 0; i < m; i++) {
2 26 Feb 07 jari 635       for (int j = 0; j < n; j++) {
2 26 Feb 07 jari 636     C[i][j] = A[i][j] * B.A[i][j];
2 26 Feb 07 jari 637       }
2 26 Feb 07 jari 638   }
2 26 Feb 07 jari 639   return X;
2 26 Feb 07 jari 640     }
2 26 Feb 07 jari 641     
2 26 Feb 07 jari 642     /** Element-by-element multiplication in place, A = A.*B
2 26 Feb 07 jari 643      * @param B    another matrix
2 26 Feb 07 jari 644      * @return     A.*B
2 26 Feb 07 jari 645      */
2 26 Feb 07 jari 646     
2 26 Feb 07 jari 647     public FloatMatrix arrayTimesEquals(FloatMatrix B) {
2 26 Feb 07 jari 648   checkMatrixDimensions(B);
2 26 Feb 07 jari 649   for (int i = 0; i < m; i++) {
2 26 Feb 07 jari 650       for (int j = 0; j < n; j++) {
2 26 Feb 07 jari 651     A[i][j] = A[i][j] * B.A[i][j];
2 26 Feb 07 jari 652       }
2 26 Feb 07 jari 653   }
2 26 Feb 07 jari 654   return this;
2 26 Feb 07 jari 655     }
2 26 Feb 07 jari 656     
2 26 Feb 07 jari 657     /** Element-by-element right division, C = A./B
2 26 Feb 07 jari 658      * @param B    another matrix
2 26 Feb 07 jari 659      * @return     A./B
2 26 Feb 07 jari 660      */
2 26 Feb 07 jari 661     
2 26 Feb 07 jari 662     public FloatMatrix arrayRightDivide(FloatMatrix B) {
2 26 Feb 07 jari 663   checkMatrixDimensions(B);
2 26 Feb 07 jari 664   FloatMatrix X = new FloatMatrix(m,n);
2 26 Feb 07 jari 665   float[][] C = X.getArray();
2 26 Feb 07 jari 666   for (int i = 0; i < m; i++) {
2 26 Feb 07 jari 667       for (int j = 0; j < n; j++) {
2 26 Feb 07 jari 668     C[i][j] = A[i][j] / B.A[i][j];
2 26 Feb 07 jari 669       }
2 26 Feb 07 jari 670   }
2 26 Feb 07 jari 671   return X;
2 26 Feb 07 jari 672     }
2 26 Feb 07 jari 673     
2 26 Feb 07 jari 674     /** Element-by-element right division in place, A = A./B
2 26 Feb 07 jari 675      * @param B    another matrix
2 26 Feb 07 jari 676      * @return     A./B
2 26 Feb 07 jari 677      */
2 26 Feb 07 jari 678     
2 26 Feb 07 jari 679     public FloatMatrix arrayRightDivideEquals(FloatMatrix B) {
2 26 Feb 07 jari 680   checkMatrixDimensions(B);
2 26 Feb 07 jari 681   for (int i = 0; i < m; i++) {
2 26 Feb 07 jari 682       for (int j = 0; j < n; j++) {
2 26 Feb 07 jari 683     A[i][j] = A[i][j] / B.A[i][j];
2 26 Feb 07 jari 684       }
2 26 Feb 07 jari 685   }
2 26 Feb 07 jari 686   return this;
2 26 Feb 07 jari 687     }
2 26 Feb 07 jari 688     
2 26 Feb 07 jari 689     /** Element-by-element left division, C = A.\B
2 26 Feb 07 jari 690      * @param B    another matrix
2 26 Feb 07 jari 691      * @return     A.\B
2 26 Feb 07 jari 692      */
2 26 Feb 07 jari 693     
2 26 Feb 07 jari 694     public FloatMatrix arrayLeftDivide(FloatMatrix B) {
2 26 Feb 07 jari 695   checkMatrixDimensions(B);
2 26 Feb 07 jari 696   FloatMatrix X = new FloatMatrix(m,n);
2 26 Feb 07 jari 697   float[][] C = X.getArray();
2 26 Feb 07 jari 698   for (int i = 0; i < m; i++) {
2 26 Feb 07 jari 699       for (int j = 0; j < n; j++) {
2 26 Feb 07 jari 700     C[i][j] = B.A[i][j] / A[i][j];
2 26 Feb 07 jari 701       }
2 26 Feb 07 jari 702   }
2 26 Feb 07 jari 703   return X;
2 26 Feb 07 jari 704     }
2 26 Feb 07 jari 705     
2 26 Feb 07 jari 706     /** Element-by-element left division in place, A = A.\B
2 26 Feb 07 jari 707      * @param B    another matrix
2 26 Feb 07 jari 708      * @return     A.\B
2 26 Feb 07 jari 709      */
2 26 Feb 07 jari 710     
2 26 Feb 07 jari 711     public FloatMatrix arrayLeftDivideEquals(FloatMatrix B) {
2 26 Feb 07 jari 712   checkMatrixDimensions(B);
2 26 Feb 07 jari 713   for (int i = 0; i < m; i++) {
2 26 Feb 07 jari 714       for (int j = 0; j < n; j++) {
2 26 Feb 07 jari 715     A[i][j] = B.A[i][j] / A[i][j];
2 26 Feb 07 jari 716       }
2 26 Feb 07 jari 717   }
2 26 Feb 07 jari 718   return this;
2 26 Feb 07 jari 719     }
2 26 Feb 07 jari 720     
2 26 Feb 07 jari 721     /** Multiply a matrix by a scalar, C = s*A
2 26 Feb 07 jari 722      * @param s    scalar
2 26 Feb 07 jari 723      * @return     s*A
2 26 Feb 07 jari 724      */
2 26 Feb 07 jari 725     
2 26 Feb 07 jari 726     public FloatMatrix times(float s) {
2 26 Feb 07 jari 727   FloatMatrix X = new FloatMatrix(m,n);
2 26 Feb 07 jari 728   float[][] C = X.getArray();
2 26 Feb 07 jari 729   for (int i = 0; i < m; i++) {
2 26 Feb 07 jari 730       for (int j = 0; j < n; j++) {
2 26 Feb 07 jari 731     C[i][j] = s*A[i][j];
2 26 Feb 07 jari 732       }
2 26 Feb 07 jari 733   }
2 26 Feb 07 jari 734   return X;
2 26 Feb 07 jari 735     }
2 26 Feb 07 jari 736     
2 26 Feb 07 jari 737     /** Multiply a matrix by a scalar in place, A = s*A
2 26 Feb 07 jari 738      * @param s    scalar
2 26 Feb 07 jari 739      * @return     replace A by s*A
2 26 Feb 07 jari 740      */
2 26 Feb 07 jari 741     
2 26 Feb 07 jari 742     public FloatMatrix timesEquals(float s) {
2 26 Feb 07 jari 743   for (int i = 0; i < m; i++) {
2 26 Feb 07 jari 744       for (int j = 0; j < n; j++) {
2 26 Feb 07 jari 745     A[i][j] = s*A[i][j];
2 26 Feb 07 jari 746       }
2 26 Feb 07 jari 747   }
2 26 Feb 07 jari 748   return this;
2 26 Feb 07 jari 749     }
2 26 Feb 07 jari 750     
2 26 Feb 07 jari 751     /** Linear algebraic matrix multiplication, A * B
2 26 Feb 07 jari 752      * @param B    another matrix
2 26 Feb 07 jari 753      * @return     Matrix product, A * B
2 26 Feb 07 jari 754      * @exception  IllegalArgumentException Matrix inner dimensions must agree.
2 26 Feb 07 jari 755      */
2 26 Feb 07 jari 756     
2 26 Feb 07 jari 757     public FloatMatrix times(FloatMatrix B) {
2 26 Feb 07 jari 758   if (B.m != n) {
2 26 Feb 07 jari 759       throw new IllegalArgumentException("Matrix inner dimensions must agree.");
2 26 Feb 07 jari 760   }
2 26 Feb 07 jari 761   FloatMatrix X = new FloatMatrix(m,B.n);
2 26 Feb 07 jari 762   float[][] C = X.getArray();
2 26 Feb 07 jari 763   float[] Bcolj = new float[n];
2 26 Feb 07 jari 764   for (int j = 0; j < B.n; j++) {
2 26 Feb 07 jari 765       for (int k = 0; k < n; k++) {
2 26 Feb 07 jari 766     Bcolj[k] = B.A[k][j];
2 26 Feb 07 jari 767       }
2 26 Feb 07 jari 768       for (int i = 0; i < m; i++) {
2 26 Feb 07 jari 769     float[] Arowi = A[i];
2 26 Feb 07 jari 770     float s = 0;
2 26 Feb 07 jari 771     for (int k = 0; k < n; k++) {
2 26 Feb 07 jari 772         s += Arowi[k]*Bcolj[k];
2 26 Feb 07 jari 773     }
2 26 Feb 07 jari 774     C[i][j] = s;
2 26 Feb 07 jari 775       }
2 26 Feb 07 jari 776   }
2 26 Feb 07 jari 777   return X;
2 26 Feb 07 jari 778     }
2 26 Feb 07 jari 779     
2 26 Feb 07 jari 780     /** LU Decomposition
2 26 Feb 07 jari 781      * @return     LUDecomposition
2 26 Feb 07 jari 782      * @see LUDecomposition
2 26 Feb 07 jari 783      */
2 26 Feb 07 jari 784     
2 26 Feb 07 jari 785 /*   public LUDecomposition lu () {
2 26 Feb 07 jari 786       return new LUDecomposition(this);
2 26 Feb 07 jari 787    }*/
2 26 Feb 07 jari 788     
2 26 Feb 07 jari 789     /** QR Decomposition
2 26 Feb 07 jari 790      * @return     QRDecomposition
2 26 Feb 07 jari 791      * @see QRDecomposition
2 26 Feb 07 jari 792      */
2 26 Feb 07 jari 793     
2 26 Feb 07 jari 794 /*   public QRDecomposition qr () {
2 26 Feb 07 jari 795       return new QRDecomposition(this);
2 26 Feb 07 jari 796    }*/
2 26 Feb 07 jari 797     
2 26 Feb 07 jari 798     /** Cholesky Decomposition
2 26 Feb 07 jari 799      * @return     CholeskyDecomposition
2 26 Feb 07 jari 800      * @see CholeskyDecomposition
2 26 Feb 07 jari 801      */
2 26 Feb 07 jari 802     
2 26 Feb 07 jari 803 /*   public CholeskyDecomposition chol () {
2 26 Feb 07 jari 804       return new CholeskyDecomposition(this);
2 26 Feb 07 jari 805    }*/
2 26 Feb 07 jari 806     
2 26 Feb 07 jari 807     /** Singular Value Decomposition
2 26 Feb 07 jari 808      * @return     SingularValueDecomposition
2 26 Feb 07 jari 809      * @see SingularValueDecomposition
2 26 Feb 07 jari 810      */
2 26 Feb 07 jari 811     
2 26 Feb 07 jari 812 /*   public SingularValueDecomposition svd () {
2 26 Feb 07 jari 813       return new SingularValueDecomposition(this);
2 26 Feb 07 jari 814    }*/
2 26 Feb 07 jari 815     
2 26 Feb 07 jari 816     /** Eigenvalue Decomposition
2 26 Feb 07 jari 817      * @return     EigenvalueDecomposition
2 26 Feb 07 jari 818      * @see EigenvalueDecomposition
2 26 Feb 07 jari 819      */
2 26 Feb 07 jari 820     
2 26 Feb 07 jari 821 /*   public EigenvalueDecomposition eig () {
2 26 Feb 07 jari 822       return new EigenvalueDecomposition(this);
2 26 Feb 07 jari 823    }*/
2 26 Feb 07 jari 824     
2 26 Feb 07 jari 825     /** Solve A*X = B
2 26 Feb 07 jari 826      * @param B    right hand side
2 26 Feb 07 jari 827      * @return     solution if A is square, least squares solution otherwise
2 26 Feb 07 jari 828      */
2 26 Feb 07 jari 829     
2 26 Feb 07 jari 830 /*   public FloatMatrix solve (FloatMatrix B) {
2 26 Feb 07 jari 831       return (m == n ? (new LUDecomposition(this)).solve(B) :
2 26 Feb 07 jari 832            (new QRDecomposition(this)).solve(B));
2 26 Feb 07 jari 833    }*/
2 26 Feb 07 jari 834     
2 26 Feb 07 jari 835     /** Solve X*A = B, which is also A'*X' = B'
2 26 Feb 07 jari 836      * @param B    right hand side
2 26 Feb 07 jari 837      * @return     solution if A is square, least squares solution otherwise.
2 26 Feb 07 jari 838      */
2 26 Feb 07 jari 839     
2 26 Feb 07 jari 840 /*   public FloatMatrix solveTranspose (FloatMatrix B) {
2 26 Feb 07 jari 841       return transpose().solve(B.transpose());
2 26 Feb 07 jari 842    }*/
2 26 Feb 07 jari 843     
2 26 Feb 07 jari 844     /** Matrix inverse or pseudoinverse
2 26 Feb 07 jari 845      * @return     inverse(A) if A is square, pseudoinverse otherwise.
2 26 Feb 07 jari 846      */
2 26 Feb 07 jari 847     
2 26 Feb 07 jari 848 /*   public FloatMatrix inverse () {
2 26 Feb 07 jari 849       return solve(identity(m,m));
2 26 Feb 07 jari 850    }*/
2 26 Feb 07 jari 851     
2 26 Feb 07 jari 852     /** Matrix determinant
2 26 Feb 07 jari 853      * @return     determinant
2 26 Feb 07 jari 854      */
2 26 Feb 07 jari 855     
2 26 Feb 07 jari 856 /*   public float det () {
2 26 Feb 07 jari 857       return new LUDecomposition(this).det();
2 26 Feb 07 jari 858    }*/
2 26 Feb 07 jari 859     
2 26 Feb 07 jari 860     /** Matrix rank
2 26 Feb 07 jari 861      * @return     effective numerical rank, obtained from SVD.
2 26 Feb 07 jari 862      */
2 26 Feb 07 jari 863     
2 26 Feb 07 jari 864 /*   public int rank () {
2 26 Feb 07 jari 865       return new SingularValueDecomposition(this).rank();
2 26 Feb 07 jari 866    }*/
2 26 Feb 07 jari 867     
2 26 Feb 07 jari 868     /** Matrix condition (2 norm)
2 26 Feb 07 jari 869      * @return     ratio of largest to smallest singular value.
2 26 Feb 07 jari 870      */
2 26 Feb 07 jari 871     
2 26 Feb 07 jari 872 /*   public float cond () {
2 26 Feb 07 jari 873       return new SingularValueDecomposition(this).cond();
2 26 Feb 07 jari 874    }*/
2 26 Feb 07 jari 875     
2 26 Feb 07 jari 876     /** Matrix trace.
2 26 Feb 07 jari 877      * @return     sum of the diagonal elements.
2 26 Feb 07 jari 878      */
2 26 Feb 07 jari 879     
2 26 Feb 07 jari 880     public float trace() {
2 26 Feb 07 jari 881   float t = 0;
2 26 Feb 07 jari 882   for (int i = 0; i < Math.min(m,n); i++) {
2 26 Feb 07 jari 883       t += A[i][i];
2 26 Feb 07 jari 884   }
2 26 Feb 07 jari 885   return t;
2 26 Feb 07 jari 886     }
2 26 Feb 07 jari 887     
2 26 Feb 07 jari 888     /** Generate matrix with random elements
2 26 Feb 07 jari 889      * @param m    Number of rows.
2 26 Feb 07 jari 890      * @param n    Number of colums.
2 26 Feb 07 jari 891      * @return     An m-by-n matrix with uniformly distributed random elements.
2 26 Feb 07 jari 892      */
2 26 Feb 07 jari 893     
2 26 Feb 07 jari 894     public static FloatMatrix random(int m, int n) {
2 26 Feb 07 jari 895   FloatMatrix A = new FloatMatrix(m,n);
2 26 Feb 07 jari 896   float[][] X = A.getArray();
2 26 Feb 07 jari 897   for (int i = 0; i < m; i++) {
2 26 Feb 07 jari 898       for (int j = 0; j < n; j++) {
2 26 Feb 07 jari 899     X[i][j] = (float)Math.random();
2 26 Feb 07 jari 900       }
2 26 Feb 07 jari 901   }
2 26 Feb 07 jari 902   return A;
2 26 Feb 07 jari 903     }
2 26 Feb 07 jari 904     
2 26 Feb 07 jari 905     /** Generate identity matrix
2 26 Feb 07 jari 906      * @param m    Number of rows.
2 26 Feb 07 jari 907      * @param n    Number of colums.
2 26 Feb 07 jari 908      * @return     An m-by-n matrix with ones on the diagonal and zeros elsewhere.
2 26 Feb 07 jari 909      */
2 26 Feb 07 jari 910     
2 26 Feb 07 jari 911     public static FloatMatrix identity(int m, int n) {
2 26 Feb 07 jari 912   FloatMatrix A = new FloatMatrix(m,n);
2 26 Feb 07 jari 913   float[][] X = A.getArray();
2 26 Feb 07 jari 914   for (int i = 0; i < m; i++) {
2 26 Feb 07 jari 915       for (int j = 0; j < n; j++) {
2 26 Feb 07 jari 916     X[i][j] = (float)(i == j ? 1.0 : 0.0);
2 26 Feb 07 jari 917       }
2 26 Feb 07 jari 918   }
2 26 Feb 07 jari 919   return A;
2 26 Feb 07 jari 920     }
2 26 Feb 07 jari 921     
2 26 Feb 07 jari 922     
2 26 Feb 07 jari 923     /** Print the matrix to stdout.   Line the elements up in columns
2 26 Feb 07 jari 924      * with a Fortran-like 'Fw.d' style format.
2 26 Feb 07 jari 925      * @param w    Column width.
2 26 Feb 07 jari 926      * @param d    Number of digits after the decimal.
2 26 Feb 07 jari 927      */
2 26 Feb 07 jari 928     
2 26 Feb 07 jari 929     public void print(int w, int d) {
2 26 Feb 07 jari 930   print(new PrintWriter(System.out,true),w,d);}
2 26 Feb 07 jari 931   
2 26 Feb 07 jari 932   /** Print the matrix to the output stream.   Line the elements up in
2 26 Feb 07 jari 933    * columns with a Fortran-like 'Fw.d' style format.
2 26 Feb 07 jari 934    * @param output Output stream.
2 26 Feb 07 jari 935    * @param w      Column width.
2 26 Feb 07 jari 936    * @param d      Number of digits after the decimal.
2 26 Feb 07 jari 937    */
2 26 Feb 07 jari 938   
2 26 Feb 07 jari 939   public void print(PrintWriter output, int w, int d) {
2 26 Feb 07 jari 940       DecimalFormat format = new DecimalFormat();
2 26 Feb 07 jari 941       format.setMinimumIntegerDigits(1);
2 26 Feb 07 jari 942       format.setMaximumFractionDigits(d);
2 26 Feb 07 jari 943       format.setMinimumFractionDigits(d);
2 26 Feb 07 jari 944       format.setGroupingUsed(false);
2 26 Feb 07 jari 945       print(output,format,w+2);
2 26 Feb 07 jari 946   }
2 26 Feb 07 jari 947   
2 26 Feb 07 jari 948   /** Print the matrix to stdout.  Line the elements up in columns.
2 26 Feb 07 jari 949    * Use the format object, and right justify within columns of width
2 26 Feb 07 jari 950    * characters.
2 26 Feb 07 jari 951    * @param format A  Formatting object for individual elements.
2 26 Feb 07 jari 952    * @param width     Field width for each column.
2 26 Feb 07 jari 953    */
2 26 Feb 07 jari 954   
2 26 Feb 07 jari 955   public void print(NumberFormat format, int width) {
2 26 Feb 07 jari 956       print(new PrintWriter(System.out,true),format,width);}
2 26 Feb 07 jari 957       
2 26 Feb 07 jari 958       // DecimalFormat is a little disappointing coming from Fortran or C's printf.
2 26 Feb 07 jari 959       // Since it doesn't pad on the left, the elements will come out different
2 26 Feb 07 jari 960       // widths.  Consequently, we'll pass the desired column width in as an
2 26 Feb 07 jari 961       // argument and do the extra padding ourselves.
2 26 Feb 07 jari 962       
2 26 Feb 07 jari 963       /** Print the matrix to the output stream.  Line the elements up in columns.
2 26 Feb 07 jari 964        * Use the format object, and right justify within columns of width
2 26 Feb 07 jari 965        * characters.
2 26 Feb 07 jari 966        * @param output the output stream.
2 26 Feb 07 jari 967        * @param format A formatting object to format the matrix elements
2 26 Feb 07 jari 968        * @param width  Column width.
2 26 Feb 07 jari 969        */
2 26 Feb 07 jari 970       
2 26 Feb 07 jari 971       public void print(PrintWriter output, NumberFormat format, int width) {
2 26 Feb 07 jari 972     output.println();  // start on new line.
2 26 Feb 07 jari 973     for (int i = 0; i < m; i++) {
2 26 Feb 07 jari 974         for (int j = 0; j < n; j++) {
2 26 Feb 07 jari 975       String s = format.format(A[i][j]); // format the number
2 26 Feb 07 jari 976       int padding = Math.max(1,width-s.length()); // At _least_ 1 space
2 26 Feb 07 jari 977       for (int k = 0; k < padding; k++)
2 26 Feb 07 jari 978           output.print(' ');
2 26 Feb 07 jari 979       output.print(s);
2 26 Feb 07 jari 980         }
2 26 Feb 07 jari 981         output.println();
2 26 Feb 07 jari 982     }
2 26 Feb 07 jari 983     output.println();   // end with blank line.
2 26 Feb 07 jari 984       }
2 26 Feb 07 jari 985       
2 26 Feb 07 jari 986       /** Read a matrix from a stream.  The format is the same the print method,
2 26 Feb 07 jari 987        * so printed matrices can be read back in.  Elements are separated by
2 26 Feb 07 jari 988        * whitespace, all the elements for each row appear on a single line,
2 26 Feb 07 jari 989        * the last row is followed by a blank line.
2 26 Feb 07 jari 990        * @param input the input stream.
2 26 Feb 07 jari 991        */
2 26 Feb 07 jari 992       
2 26 Feb 07 jari 993       public static FloatMatrix read(BufferedReader input) throws java.io.IOException {
2 26 Feb 07 jari 994     StreamTokenizer tokenizer= new StreamTokenizer(input);
2 26 Feb 07 jari 995     
2 26 Feb 07 jari 996     // Although StreamTokenizer will parse numbers, it doesn't recognize
2 26 Feb 07 jari 997     // scientific notation (E or D); however, Float.valueOf does.
2 26 Feb 07 jari 998     // The strategy here is to disable StreamTokenizer's number parsing.
2 26 Feb 07 jari 999     // We'll only get whitespace delimited words, EOL's and EOF's.
2 26 Feb 07 jari 1000     // These words should all be numbers, for Float.valueOf to parse.
2 26 Feb 07 jari 1001     
2 26 Feb 07 jari 1002     tokenizer.resetSyntax();
2 26 Feb 07 jari 1003     tokenizer.wordChars(0,255);
2 26 Feb 07 jari 1004     tokenizer.whitespaceChars(0, ' ');
2 26 Feb 07 jari 1005     tokenizer.eolIsSignificant(true);
2 26 Feb 07 jari 1006     java.util.Vector v = new java.util.Vector();
2 26 Feb 07 jari 1007     
2 26 Feb 07 jari 1008     // Ignore initial empty lines
2 26 Feb 07 jari 1009     while (tokenizer.nextToken() == StreamTokenizer.TT_EOL);
2 26 Feb 07 jari 1010     if (tokenizer.ttype == StreamTokenizer.TT_EOF)
2 26 Feb 07 jari 1011         throw new java.io.IOException("Unexpected EOF on matrix read.");
2 26 Feb 07 jari 1012     do {
2 26 Feb 07 jari 1013         v.addElement(Float.valueOf(tokenizer.sval)); // Read & store 1st row.
2 26 Feb 07 jari 1014     } while (tokenizer.nextToken() == StreamTokenizer.TT_WORD);
2 26 Feb 07 jari 1015     
2 26 Feb 07 jari 1016     int n = v.size();  // Now we've got the number of columns!
2 26 Feb 07 jari 1017     float row[] = new float[n];
2 26 Feb 07 jari 1018     for (int j=0; j<n; j++)  // extract the elements of the 1st row.
2 26 Feb 07 jari 1019         row[j]=((Float)v.elementAt(j)).floatValue();
2 26 Feb 07 jari 1020     v.removeAllElements();
2 26 Feb 07 jari 1021     v.addElement(row);  // Start storing rows instead of columns.
2 26 Feb 07 jari 1022     while (tokenizer.nextToken() == StreamTokenizer.TT_WORD) {
2 26 Feb 07 jari 1023         // While non-empty lines
2 26 Feb 07 jari 1024         v.addElement(row = new float[n]);
2 26 Feb 07 jari 1025         int j = 0;
2 26 Feb 07 jari 1026         do {
2 26 Feb 07 jari 1027       if (j >= n) throw new java.io.IOException
2 26 Feb 07 jari 1028       ("Row " + v.size() + " is too long.");
2 26 Feb 07 jari 1029       row[j++] = Float.valueOf(tokenizer.sval).floatValue();
2 26 Feb 07 jari 1030         } while (tokenizer.nextToken() == StreamTokenizer.TT_WORD);
2 26 Feb 07 jari 1031         if (j < n) throw new java.io.IOException
2 26 Feb 07 jari 1032         ("Row " + v.size() + " is too short.");
2 26 Feb 07 jari 1033     }
2 26 Feb 07 jari 1034     int m = v.size();  // Now we've got the number of rows.
2 26 Feb 07 jari 1035     float[][] A = new float[m][];
2 26 Feb 07 jari 1036     v.copyInto(A);  // copy the rows out of the vector
2 26 Feb 07 jari 1037     return new FloatMatrix(A);
2 26 Feb 07 jari 1038       }
2 26 Feb 07 jari 1039       
2 26 Feb 07 jari 1040       
2 26 Feb 07 jari 1041 /* ------------------------
2 26 Feb 07 jari 1042    Private Methods
2 26 Feb 07 jari 1043  * ------------------------ */
2 26 Feb 07 jari 1044       
2 26 Feb 07 jari 1045       /** Check if size(A) == size(B) **/
2 26 Feb 07 jari 1046       
2 26 Feb 07 jari 1047       private void checkMatrixDimensions(FloatMatrix B) {
2 26 Feb 07 jari 1048     if (B.m != m || B.n != n) {
2 26 Feb 07 jari 1049         throw new IllegalArgumentException("Matrix dimensions must agree.");
2 26 Feb 07 jari 1050     }
2 26 Feb 07 jari 1051       }
2 26 Feb 07 jari 1052       
2 26 Feb 07 jari 1053
2 26 Feb 07 jari 1054     /** Get a sub-matrix .
2 26 Feb 07 jari 1055      * @return    A'
2 26 Feb 07 jari 1056      */
2 26 Feb 07 jari 1057     
2 26 Feb 07 jari 1058     public FloatMatrix getSubMatrix(int displayInterval) {
2 26 Feb 07 jari 1059
2 26 Feb 07 jari 1060         if (displayInterval <= 0) return this;
2 26 Feb 07 jari 1061
2 26 Feb 07 jari 1062         int sub_m = m / displayInterval;
2 26 Feb 07 jari 1063   int sub_n = n / displayInterval;
2 26 Feb 07 jari 1064
2 26 Feb 07 jari 1065   FloatMatrix X = new FloatMatrix(sub_m, sub_n);
2 26 Feb 07 jari 1066
2 26 Feb 07 jari 1067   float[][] C = X.getArray();
2 26 Feb 07 jari 1068
2 26 Feb 07 jari 1069   for (int i = 0, k = 0; i < m && k < sub_m; i += displayInterval, k++) {
2 26 Feb 07 jari 1070       for (int j = 0, l = 0; j < n && l < sub_n; j += displayInterval, l++) {
2 26 Feb 07 jari 1071     C[k][l] = A[i][j];
2 26 Feb 07 jari 1072       }
2 26 Feb 07 jari 1073   }
2 26 Feb 07 jari 1074
2 26 Feb 07 jari 1075   return X;
2 26 Feb 07 jari 1076
2 26 Feb 07 jari 1077
2 26 Feb 07 jari 1078     }
2 26 Feb 07 jari 1079     
2 26 Feb 07 jari 1080 }

Generated on Thu Jul 20 09:31:59 2023 (UTC) by svndigest 0.11.2pre (dev build 1672)