00001
00002
00003
00004
00005
00006
00007
00008
00009
00010
00011
00012
00013
00014
00015
00016
00017
00018
00019
00020
00021
00022
00023
00024
00025
00026
00027
00028
00029
00030
00031
00032
00033
00034
00035
00036
00037
00038
00039
00040
00041
00042
00043
00044
00045
00046
00047
00048
00049
00050
00051
00052
00053
00054
00055
00056
00057
00058
00059 #pragma once
00060 #ifndef MATRIX_H
00061 #define MATRIX_H
00062
00063
00064
00065 #include <iostream>
00066
00067 using std::cout;
00068 using std::cerr;
00069 using std::endl;
00070 using std::ostream;
00071 using std::right;
00072 using std::fixed;
00073
00074 #include <iomanip>
00075
00076 using std::setw;
00077
00078 #include <cstdlib>
00079 #include <ctime>
00080 #include <math.h>
00081
00082 #include <string>
00083
00084 using std::string;
00085
00086 #include <sstream>
00087
00088 using std::ostringstream;
00089
00090 #include <typeinfo>
00091
00092
00093 #include "./Cleaner.h"
00094 #include "./Utility.h"
00095 #include "./Array.h"
00096 #include "./Vector.h"
00097 #include "./SubMatrix.h"
00098 #include "./RandomGen.h"
00099
00100
00101
00102 template< class T > class Array;
00103 template< class T > class Matrix;
00104 template< class T > class SubMatrix;
00105 template< class T > class Vector;
00106 template< class T, int l > class List;
00107 template< class T > class VarList;
00108
00110 template< class T >
00111 class Matrix
00112 {
00113
00114 friend class Array<T>;
00115 friend class Vector<T>;
00116 friend class SubMatrix<T>;
00117
00118
00119 protected:
00120 T *data;
00121 int ndims;
00122 int length;
00123 int xDim;
00124 int yDim;
00125 Cleaner<T> *clean;
00126
00127 Vector<T> *columns;
00128
00129 public:
00130 Matrix();
00131 Matrix(const int rows, const int columns);
00132 Matrix(const int rows, const int columns, T init);
00133
00134
00135 Matrix(Matrix<T> &m);
00136
00137 ~Matrix();
00138
00139 void Clean();
00140
00143 void Set(const int rows, const int columns, T *_data);
00144
00145 const T* DataPtr();
00146 T* Data();
00147
00148 Matrix<T> Clone() const;
00149
00150 void SwitchColumns(int i, int j);
00151
00158 void SyncData2Columns();
00159
00160 SubMatrix<T> Slice(int row1, int row2, int col1, int col2);
00161
00162
00163 const int Columns() const;
00164 const int Rows() const;
00165 const int XDim() const;
00166 const int YDim() const;
00167 const int* Dims() const;
00168 const List<int,2> Size() const;
00169 const int Length() const;
00170 const int NDims() const;
00171 void Init(const T init);
00172 Matrix<T>& Rand();
00173 Matrix<T>& Rand(const double max);
00174 static Matrix<T> Rand(const int rows, const int cols);
00175 static Matrix<T> Rand(const int rows, const int cols, const double max);
00176
00177 void ReadFromMatrix(const Matrix<T>& m);
00178 void ReadFromMatrix(const Matrix<T>& m, const int rowStart, const int colStart);
00179
00180
00181 static bool IsSquare(Matrix<T>& m);
00182 static bool IsM2MCompatible(Matrix<T>& m1, Matrix<T>& m2);
00183 static Matrix<T> MMultiply(Matrix<T>& m1, Matrix<T>& m2);
00184 static Matrix<T> MMultiply(Matrix<T>& m1, Vector<T>& m2);
00185 static Matrix<T> MMultiply(Vector<T>& m1, Matrix<T>& m2);
00186
00187 static Matrix<T> Transpose(Matrix<T>& m);
00188 Matrix<T>& Transpose();
00189
00190
00191
00192
00193 static bool IsCompatible(Matrix<T>& m1, Matrix<T>& m2);
00194
00195
00196 static Matrix<int> And(Matrix<T>& m1, Matrix<T>& m2);
00197 static Matrix<int> Or(Matrix<T>& m1, Matrix<T>& m2);
00198 static Matrix<int> Lt(Matrix<T>& m1, Matrix<T>& m2);
00199 static Matrix<int> Gt(Matrix<T>& m1, Matrix<T>& m2);
00200 static Matrix<int> Le(Matrix<T>& m1, Matrix<T>& m2);
00201 static Matrix<int> Ge(Matrix<T>& m1, Matrix<T>& m2);
00202 static Matrix<int> Eq(Matrix<T>& m1, Matrix<T>& m2);
00203 static Matrix<int> Ne(Matrix<T>& m1, Matrix<T>& m2);
00204
00205
00206 static Matrix<int> And(Matrix<T>& m, T v);
00207 static Matrix<int> Or(Matrix<T>& m, T v);
00208 static Matrix<int> Lt(Matrix<T>& m, T v);
00209 static Matrix<int> Gt(Matrix<T>& m, T v);
00210 static Matrix<int> Le(Matrix<T>& m, T v);
00211 static Matrix<int> Ge(Matrix<T>& m, T v);
00212 static Matrix<int> Eq(Matrix<T>& m, T v);
00213 static Matrix<int> Ne(Matrix<T>& m, T v);
00214
00215
00216
00217 static Matrix<T> Add(Matrix<T>& m1, Matrix<T>& m2);
00218 static Matrix<T> Subtract(Matrix<T>& m1, Matrix<T>& m2);
00219 static Matrix<T> Multiply(Matrix<T>& m1, Matrix<T>& m2);
00220 static Matrix<T> Divide(Matrix<T>& m1, Matrix<T>& m2);
00221
00222
00223 static Matrix<T> Add(Matrix<T>& m1, T v2);
00224 static Matrix<T> Subtract(Matrix<T>& m1, T v2);
00225 static Matrix<T> Subtract(T v2, Matrix<T>& m1);
00226 static Matrix<T> Multiply(Matrix<T>& m1, T v2);
00227 static Matrix<T> Divide(Matrix<T>& m1, T v2);
00228 static Matrix<T> Divide(T v2, Matrix<T>& m1);
00229
00230
00231
00232 Matrix<T>& Add(Matrix<T>& m);
00233 Matrix<T>& Subtract(Matrix<T>& m);
00234 Matrix<T>& Multiply(Matrix<T>& m);
00235 Matrix<T>& Divide(Matrix<T>& m);
00236
00237
00238 Matrix<T>& Add(T v);
00239 Matrix<T>& Subtract(T v);
00240 Matrix<T>& Multiply(T v);
00241 Matrix<T>& Divide(T v);
00242
00243
00244
00245 Matrix<T>& operator= (Matrix<T>& m);
00246 Matrix<T>& operator= (Array<T>& m);
00247 Matrix<T>& operator= (Vector<T>& m);
00248
00249
00250 Matrix<T> operator+ ();
00251 Matrix<T> operator- ();
00252 Matrix<int> operator! ();
00253
00254
00255 Matrix<T> operator~ ();
00256
00257 friend ostream& operator<< (ostream& output, Matrix<T>& m)
00258 {
00259 int bufferWidth = 80;
00260 int lm = m.Rows();
00261 int rowNoWidth = (int)log10((double)(lm-1))+2;
00262 int infoWidth = 3+rowNoWidth+2;
00263
00264 int maxLength = 1;
00265 for(int i=0; i<m.Length(); i++)
00266 {
00267 ostringstream oS;
00268 oS << m.ElemNC(i);
00269 int l = (int)oS.str().length();
00270 if(l>maxLength)
00271 {
00272 maxLength = l;
00273 }
00274 }
00275
00276 int columnWidth = maxLength+3;
00277 int columnMax = (bufferWidth-infoWidth)/columnWidth;
00278
00279 output << typeid(m).name() << " of size " << m.Rows() << "x" << m.Columns() << endl;
00280 output << "=======================" << endl;
00281 if(m.Columns() <= columnMax)
00282 {
00283 for(int i=0;i<m.Rows();i++)
00284 {
00285 output << "ROW" << right << setw(rowNoWidth) << i+1 << "|";
00286 for(int j=0;j<m.Columns();j++)
00287 {
00288 output << right << setw(columnWidth) << m.ElemNC(i,j);
00289 }
00290 output << endl;
00291 }
00292 }
00293 else
00294 {
00295 int groups = m.Columns()/columnMax;
00296 int leftover = m.Columns() % columnMax;
00297 for(int k=0; k<groups; k++)
00298 {
00299 output << endl;
00300 output << "----------------------" << endl;
00301 output << "Columns " << k*columnMax+1 << " through " << k*columnMax+columnMax-1+1 << endl;
00302 output << "----------------------" << endl;
00303 for(int i=0;i<m.Rows();i++)
00304 {
00305 output << "ROW" << right << setw(rowNoWidth) << i+1 << "|";
00306 for(int j=columnMax*k;j<columnMax*(k+1);j++)
00307 {
00308 output << right << setw(columnWidth) << m.ElemNC(i,j);
00309 }
00310 output << endl;
00311 }
00312 }
00313 if(leftover > 0)
00314 {
00315 output << endl;
00316 output << "----------------------" << endl;
00317 output << "Columns " << groups*columnMax+1 << " through " << groups*columnMax+leftover-1+1 << endl;
00318 output << "----------------------" << endl;
00319 for(int i=0;i<m.Rows();i++)
00320 {
00321 output << "ROW" << right << setw(rowNoWidth) << i+1 << "|";
00322 for(int j=groups*columnMax;j<groups*columnMax+leftover;j++)
00323 {
00324 output << right << setw(columnWidth) << m.ElemNC(i,j);
00325 }
00326 output << endl;
00327 }
00328 }
00329 }
00330 output << "=======================" << endl;
00331 output << endl;
00332
00333 return output;
00334 }
00335
00336
00337 T& Coor(const int x, const int y);
00338 T& CoorNC(const int x, const int y);
00339 T& Elem(const int _row, const int _col);
00340 T& ElemNC(const int _row, const int _col);
00341 T& Elem(const int i);
00342 T& ElemNC(const int i);
00343
00344 T& operator() (const int i);
00345 T& operator() (const int i, const int j);
00346 Vector<T>& operator[] (const int i);
00347
00349 Matrix<T> operator() (const int row1, const int row2, const int col1, const int col2);
00350
00351
00353 friend Matrix<T> operator& (Matrix<T>& m1, Matrix<T>& m2)
00354 {
00355 return Matrix<T>::MMultiply(m1, m2);
00356 }
00357
00359 friend Matrix<T> operator& (Matrix<T>& m1, Vector<T>& m2)
00360 {
00361 return Matrix<T>::MMultiply(m1, m2);
00362 }
00363
00365 friend Matrix<T> operator& (Vector<T>& m1, Matrix<T>& m2)
00366 {
00367 return Matrix<T>::MMultiply(m1, m2);
00368 }
00369
00370
00371
00372 friend Matrix<int> operator&& (Matrix<T>& m1, Matrix<T>& m2)
00373 {
00374 return Matrix<T>::And(m1, m2);
00375 }
00376
00377 friend Matrix<int> operator|| (Matrix<T>& m1, Matrix<T>& m2)
00378 {
00379 return Matrix<T>::Or(m1, m2);
00380 }
00381
00382 friend Matrix<int> operator< (Matrix<T>& m1, Matrix<T>& m2)
00383 {
00384 return Matrix<T>::Lt(m1, m2);
00385 }
00386
00387 friend Matrix<int> operator> (Matrix<T>& m1, Matrix<T>& m2)
00388 {
00389 return Matrix<T>::Gt(m1, m2);
00390 }
00391
00392 friend Matrix<int> operator<= (Matrix<T>& m1, Matrix<T>& m2)
00393 {
00394 return Matrix<T>::Le(m1, m2);
00395 }
00396
00397 friend Matrix<int> operator>= (Matrix<T>& m1, Matrix<T>& m2)
00398 {
00399 return Matrix<T>::Ge(m1, m2);
00400 }
00401
00402 friend Matrix<int> operator== (Matrix<T>& m1, Matrix<T>& m2)
00403 {
00404 return Matrix<T>::Eq(m1, m2);
00405 }
00406
00407 friend Matrix<int> operator!= (Matrix<T>& m1, Matrix<T>& m2)
00408 {
00409 return Matrix<T>::Ne(m1, m2);
00410 }
00411
00412
00413
00414 friend Matrix<int> operator&& (Matrix<T>& m, T v)
00415 {
00416 return Matrix<T>::And(m, v);
00417 }
00418 friend Matrix<int> operator&& (T v, Matrix<T>& m)
00419 {
00420 return Matrix<T>::And(m, v);
00421 }
00422
00423 friend Matrix<int> operator|| (Matrix<T>& m, T v)
00424 {
00425 return Matrix<T>::Or(m, v);
00426 }
00427 friend Matrix<int> operator|| (T v, Matrix<T>& m)
00428 {
00429 return Matrix<T>::Or(m, v);
00430 }
00431
00432 friend Matrix<int> operator< (Matrix<T>& m, T v)
00433 {
00434 return Matrix<T>::Lt(m, v);
00435 }
00436 friend Matrix<int> operator< (T v, Matrix<T>& m)
00437 {
00438 return Matrix<T>::Gt(m, v);
00439 }
00440
00441 friend Matrix<int> operator> (Matrix<T>& m, T v)
00442 {
00443 return Matrix<T>::Gt(m, v);
00444 }
00445 friend Matrix<int> operator> (T v, Matrix<T>& m)
00446 {
00447 return Matrix<T>::Lt(m, v);
00448 }
00449
00450 friend Matrix<int> operator<= (Matrix<T>& m, T v)
00451 {
00452 return Matrix<T>::Le(m, v);
00453 }
00454 friend Matrix<int> operator<= (T v, Matrix<T>& m)
00455 {
00456 return Matrix<T>::Ge(m, v);
00457 }
00458
00459 friend Matrix<int> operator>= (Matrix<T>& m, T v)
00460 {
00461 return Matrix<T>::Ge(m, v);
00462 }
00463 friend Matrix<int> operator>= (T v, Matrix<T>& m)
00464 {
00465 return Matrix<T>::Le(m, v);
00466 }
00467
00468 friend Matrix<int> operator== (Matrix<T>& m, T v)
00469 {
00470 return Matrix<T>::Eq(m, v);
00471 }
00472 friend Matrix<int> operator== (T v, Matrix<T>& m)
00473 {
00474 return Matrix<T>::Eq(m, v);
00475 }
00476
00477 friend Matrix<int> operator!= (Matrix<T>& m, T v)
00478 {
00479 return Matrix<T>::Ne(m, v);
00480 }
00481 friend Matrix<int> operator!= (T v, Matrix<T>& m)
00482 {
00483 return Matrix<T>::Ne(m, v);
00484 }
00485
00486
00487
00488
00489
00490
00491
00492
00493
00494 friend Matrix<T> operator+ (Matrix<T>& m1, Matrix<T>& m2)
00495 {
00496 return Matrix<T>::Add(m1, m2);
00497 }
00498
00499 friend Matrix<T> operator- (Matrix<T>& m1, Matrix<T>& m2)
00500 {
00501 return Matrix<T>::Subtract(m1, m2);
00502 }
00503
00504 friend Matrix<T> operator* (Matrix<T>& m1, Matrix<T>& m2)
00505 {
00506 return Matrix<T>::Multiply(m1, m2);
00507 }
00508
00509 friend Matrix<T> operator/ (Matrix<T>& m1, Matrix<T>& m2)
00510 {
00511 return Matrix<T>::Divide(m1, m2);
00512 }
00513
00514
00515
00516 friend Matrix<T> operator+ (Matrix<T>& m, T v)
00517 {
00518 return Matrix<T>::Add(m, v);
00519 }
00520
00521 friend Matrix<T> operator+ (T v, Matrix<T>& m)
00522 {
00523 return Matrix<T>::Add(m, v);
00524 }
00525
00526 friend Matrix<T> operator- (Matrix<T>& m, T v)
00527 {
00528 return Matrix<T>::Subtract(m, v);
00529 }
00530
00531 friend Matrix<T> operator- (T v, Matrix<T>& m)
00532 {
00533 return Matrix<T>::Subtract(v, m);
00534 }
00535
00536 friend Matrix<T> operator* (Matrix<T>& m, T v)
00537 {
00538 return Matrix<T>::Multiply(m, v);
00539 }
00540
00541 friend Matrix<T> operator* (T v, Matrix<T>& m)
00542 {
00543 return Matrix<T>::Multiply(m, v);
00544 }
00545
00546 friend Matrix<T> operator/ (Matrix<T>& m, T v)
00547 {
00548 return Matrix<T>::Divide(m, v);
00549 }
00550
00551 friend Matrix<T> operator/ (T v, Matrix<T>& m)
00552 {
00553 return Matrix<T>::Divide(v, m);
00554 }
00555
00556
00557
00558
00559
00560 Matrix<T>& operator+= (Matrix<T>& m);
00561 Matrix<T>& operator-= (Matrix<T>& m);
00562 Matrix<T>& operator*= (Matrix<T>& m);
00563 Matrix<T>& operator/= (Matrix<T>& m);
00564
00565 Matrix<T>& operator+= (T v);
00566 Matrix<T>& operator-= (T v);
00567 Matrix<T>& operator*= (T v);
00568 Matrix<T>& operator/= (T v);
00569
00570
00571
00572 Matrix(Array<T> &m);
00573 Matrix(Vector<T> &m);
00574
00575
00576 };
00577
00578 #include "./Matrix.inl"
00579
00580
00581
00582
00583 #endif
00584
00585
00586
00587
00588
00589
00590
00591
00592
00593
00594
00595
CIMPL 0.1 Code Reference.
Copyright © 2004, Baris Sumengen. All rights reserved.