Narzędzia użytkownika

Narzędzia witryny


reprezentacje_macierzy

Różnice

Różnice między wybraną wersją a wersją aktualną.

Odnośnik do tego porównania

Both sides previous revision Previous revision
Next revision
Previous revision
Next revision Both sides next revision
reprezentacje_macierzy [2009/04/28 19:36]
zfabijan
reprezentacje_macierzy [2009/04/28 21:04]
zfabijan
Linia 3: Linia 3:
 ===== Wstęp ===== ===== Wstęp =====
  
-uBLAS (Basic Linear Algebra Subprograms) – biblioteka klas szablonowych,​ dostarczająca struktur do reprezentacji wektorów i macierzy różnego typu (np. macierz trójkątna, ​symetryczna,​ rzadka) oraz operacji na nich. Rozne reprezentacje macierzy sluza przestrzeganiu zasad danego typu macierzy oraz zoptymalizowanemu przechowywaniu (np. macierzy rzadkich - w formie upakowanej).+uBLAS (Basic Linear Algebra Subprograms) – biblioteka klas szablonowych,​ dostarczająca struktur do reprezentacji wektorów i macierzy różnego typu (np. macierz trójkątna, ​
  
-Biblioteka uBLAS reaguje w rozny sposob na proby modyfikacji niezgodnej z cecha danego typu macierzy: +symetrycznarzadka) oraz operacji ​na nichżne reprezentacje ​macierzy ​służą przestrzeganiu zasad danego typu macierzy ​oraz zoptymalizowanemu przechowywaniu ​(np. macierzy ​
-  - blad kompilacji - np.: +
-    * nie mozna modyfikowac macierzy jednostkowejzerowej, skalarnej - gdyz w momencie tworzenia sa one inicjowane ​na stale. +
-  - blad wykonania - np.: +
-    * nie mozna modyfikowac elementu nad glowna przekatna dolnej macierzy trojkatnej, ale pozostale elementy mozna +
-    * nie mozna przypisac wartosci elementowi macierzy wstegowej, nie nalezacemu do glownej przekatnej lub jednej z jego wsteg, okreslonych przy definicji danego obiektu klasy. +
-  - brak sygnalizacji niezgodnosci - np.: +
-    * możliwość definicji ​macierzy ​o innej liczbie wierszy, niż kolumn, dla macierzy, które z definicji powinny być kwadratowe ​(np. macierz jednostkowa,​ trójkątna) +
-    * mozna przypisac elementom na glownej przekatnej ​macierzy ​hermitowskiej wartosci zespolone o niezerowej czesci urojonej - mimo, ze definicja macierzy Hermitowskiej nakazuje wartosci rzeczywiste na glownej przekatnej.+
  
 +rzadkich - w formie upakowanej).
  
-===== Typy =====+Biblioteka uBLAS reaguje w różny sposob na próby modyfikacji niezgodnej z cecha danego typu macierzy: 
 +  - błąd kompilacji - np.: 
 +    * nie można modyfikować macierzy jednostkowej,​ zerowej, skalarnej - gdyż w momencie tworzenia są one inicjowane na stałe. 
 +  - błąd wykonania - np.: 
 +    * nie można modyfikować elementu nad głowną przekatną dolnej macierzy trójkątnej,​ ale pozostałe elementy można 
 +    * nie można przypisać wartości elementowi macierzy wstęgowej, nie należącemu do głównej przekątnej lub jednej z jego wstęg, określonych przy definicji danego obiektu klasy. 
 +  - brak sygnalizacji niezgodności - np.: 
 +    * możliwość definicji macierzy o innej liczbie wierszy, niż kolumn, dla macierzy, które z definicji powinny być kwadratowe (np. macierz jednostkowa,​ trójkątna) 
 +    * mozna przypisac elementom na głównej przekątnej macierzy hermitowskiej wartosci zespolone o niezerowej części urojonej - mimo, ze definicja macierzy Hermitowskiej nakazuje ​
  
-==== Matrix - podstawowy kontener dla macierzy gestych ==== +wartości rzeczywiste ​na głównej przekątnej.
-Szablon klasy: matrix<​T,​ F, A> +
- T - typ macierzy +
- F - organizacja zapisu +
- row_major (domyslne) - wierszami +
- column_major - kolumnami +
- A - typ tablicy zapisu: +
- unbounded_array<​T>​ (domyslne) - brak ograniczenia ​na rozmiar macierzy podawany przy definicji +
- bounded_array<​T,​ N, ALLOC> - alokacja macierzy na stercie, macierz moze miec <= N elementow;  +
-ALLOC - domyslnie std::​allocator +
- std::​vector<​T>​+
  
  
-Inne typy macierzy gestych - typy stale, nie mozna modyfikowac elementow. +===== Typy =====
-Tak jak klasa matrix<>,​ inne klasy rowniez obsluguja rozszerzona deklaracje z kilkoma parametrami szablonu klasy.+
  
 +Biblioteka uBLAS udostępnia następujące typy macierzy:
 +  - Matrix - podstawowy kontener dla macierzy gęstych
 +    * Identity Matrix - macierz jednostkowa. Jest macierzą kwadratową (wymiary M=N).
 +    * Zero Matrix - macierz zerowa
 +    * Scalar Matrix - macierz skalarna ​
 +  - Triangular Matrix - macierz trójkątna
 +  - Symmetric Matrix - macierz symetryczna
 +  - Hermitian Matrix - macierz Hermitowska
 +  - Banded Matrix - macierz wstęgowa
 +  - Sparse Matrix - macierz rzadka
 +    * Mapped Matrix - macierz odwzorowania
 +    * Compressed Matrix - macierz skompresowana
 +    * Coordinate Matrix - macierz koordynacji
  
-=== Identity Matrix - macierz jednostkowa. Jest macierza kwadratowa (wymiary M=N). === 
-Dla wymiarow macierzy NxN, 0 <= i < N, 0 <= j < N 
- jesli i <> j to id(i,j) = 0 
- id(i,i) = 1. 
  
 +==== Matrix ====
 +== Szablon klasy: matrix<​T,​ F, A> ==
 +  * T - typ macierzy
 +  * F - organizacja zapisu
 +    * row_major (domyslne) - wierszami
 +    * column_major - kolumnami
 +  * A - typ tablicy zapisu:
 +    * unbounded_array<​T>​ (domyslne) - brak ograniczenia na rozmiar macierzy podawany przy definicji
 +    * bounded_array<​T,​ N, ALLOC> - alokacja macierzy na stercie, macierz moze miec <= N elementow; ALLOC - domyślnie std::​allocator
 +    * std::​vector<​T>​
  
-=== Zero Matrix ​macierz zerowa === +Inne typy macierzy gęstych ​typy stałe, nie można modyfikowac ich elementow
-Wszystkie elementy = 0+Tak jak klasa matrix<>,​ inne klasy również obsługują rozszerzoną deklarację z kilkoma parametrami szablonu klasy.
-Proba modyfikacji dowolnej wartosci macierzy w kodzie konczy sie bledem kompilacji.+
  
 +=== Identity Matrix ===
 +== Dla wymiarów macierzy NxN, 0 <= i < N, 0 <= j < N ==
 +  * jesli i <> j to id(i,j) = 0
 +  * jesli i=j to id(i,i) = 1.
  
-=== Scalar ​Matrix ​- macierz skalarna ​=== +=== Zero Matrix === 
-Kazdy element macierzy = stala wartosc, podana w konstruktorze (domyslnie: ​0); +Wszystkie elementy mają wartosc 0. 
-Proba modyfikacji dowolnej ​wartosci ​macierzy w kodzie ​konczy ​sie bledem ​kompilacji.+Próba ​modyfikacji dowolnej ​wartości ​macierzy w kodzie ​kończy ​sie błędem ​kompilacji.
  
 +=== Scalar Matrix ===
 +Każdy element macierzy to stała wartość, podana w konstruktorze (domyslnie 0).
 +Próba modyfikacji dowolnej wartości macierzy w kodzie kończy się błędem kompilacji.
  
-==== Triangular Matrix - macierz trojkatna ==== 
-Jest to rodzaj macierzy kwadratowej,​ jednak w klasie nalezy definiowac rozmiar obu wymiarow. 
-Dla wymiarow macierzy NxN, 0 <= i < N,0 <= j < N 
- jesli dla i<j: id(i,j)=0 - dolna macierz trojkatna (lower) 
- jesli dodatkowo id(i,i) = 1 - dolna jednostkowa macierz trojkatna (unit_lower) 
- jesli dla i>j: id(i,j)=0 - gorna macierz trojkatna (upper) 
- jesli dodatkowo id(i,i) = 1 - gorna jednostkowa macierz trojkatna (unit_upper) 
-Szablon klasy: triangular_matrix<​T,​ F1, F2, A> 
- F1 - typ macierzy: lower (domyslny), unit_lower, upper, unit_upper 
- F2 - organizacja zapisu, jak F w matrix<​T,​ F, A> 
  
 +==== Triangular Matrix ====
 +Jest to rodzaj macierzy kwadratowej,​ jednak w klasie należy definiować rozmiar obydwu wymiarow.
 +== Dla wymiarów macierzy NxN, 0 <= i < N,0 <= j < N ==
 +  * jesli dla i<j: id(i,j)=0 - dolna macierz trójkątna (lower)
 +    * jesli dodatkowo id(i,i) = 1 - dolna jednostkowa macierz trójkątna (unit_lower)
 +  * jesli dla i>j: id(i,j)=0 - gorna macierz trojkątna (upper)
 +    * jesli dodatkowo id(i,i) = 1 - gorna jednostkowa macierz trójkątna (unit_upper)
  
-=== Triangular Adaptor - adapter dla macierzy innych typow === +== Szablon klasy: triangular_matrix<​T,​ F1, F2, A> == 
-Zmiana wartosci w macierzy adaptowanej jest odzwierciedlona w obiektcie klasy adaptera. +  * F1 - typ macierzy: lower (domyślny), ​unit_lower, upper, ​unit_upper 
-Tu takze proba zmiany wartosci na glownej przekatnej dla typu macierzy unit_lower ​lub unit_upper ​konczy sie wyjatkiem. +  * F2 - organizacja zapisu, jak F w matrix<T, F, A>
-Szablon klasy: triangular_adaptor<M, F> +
- M - typ adaptowanej macierzy+
  
 +=== Triangular Adaptor - adapter dla macierzy innych typów ===
 +Zmiana wartości w macierzy adaptowanej jest odzwierciedlona w obiekcie klasy adaptera.
 +Tu także próba zmiany wartości na głównej przekątnej dla typu macierzy unit_lower lub unit_upper kończy się wyjątkiem.
 +== Szablon klasy: triangular_adaptor<​M,​ F> ==
 +  * M - typ adaptowanej macierzy
  
-==== Symmetric Matrix - macierz symetryczna. ==== 
-Jest to rodzaj macierzy kwadratowej,​ jednak w klasie nalezy definiowac rozmiar obu wymiarow. 
-Dla wymiarow macierzy NxN, 0 <= i < N,0 <= j < N 
- id(i,​j)=id(j,​i) 
- jesli dodatkowo dla i<j: id(i,j)=0 - dolna macierz symetryczna (lower) 
- jesli dodatkowo dla i>j: id(i,j)=0 - gorna macierz symetryczna (upper) 
-Szablon klasy: symetric_matrix<​T,​ F1, F2, A> 
- F1 - typ macierzy: lower (domyslny), upper 
- F2 - organizacja zapisu, jak F w matrix<​T,​ F, A> 
  
 +==== Symmetric Matrix ====
 +Jest to rodzaj macierzy kwadratowej,​ jednak w klasie należy definiować rozmiar obydwu wymiarów.
 +== Dla wymiarów macierzy NxN, 0 <= i < N,0 <= j < N ==
 +  * id(i,​j)=id(j,​i)
 +    * jeśli dodatkowo dla i<j: id(i,j)=0 - dolna macierz symetryczna (lower)
 +    * jeśli dodatkowo dla i>j: id(i,j)=0 - górna macierz symetryczna (upper)
 +== Szablon klasy: symetric_matrix<​T,​ F1, F2, A> ==
 +  * F1 - typ macierzy: lower (domyslny), upper
 +  * F2 - organizacja zapisu, jak F w matrix<​T,​ F, A>
  
-=== Symmetric Adaptor - adapter dla macierzy innych ​typow. ​=== +=== Symmetric Adaptor - adapter dla macierzy innych ​typów ​=== 
-Zmiana ​wartosci ​w macierzy adaptowanej jest odzwierciedlona w obiektcie klasy adaptera. +Zmiana ​wartości ​w macierzy adaptowanej jest odzwierciedlona w obiektcie klasy adaptera. 
-Szablon klasy: symmetric_adaptor<​M,​ F> +== Szablon klasy: symmetric_adaptor<​M,​ F> == 
- M - typ adaptowanej macierzy+  ​* ​M - typ adaptowanej macierzy
  
  
-==== Hermitian Matrix ​- macierz Hermitowska ​==== +==== Hermitian Matrix ==== 
-Jest to rodzaj macierzy kwadratowej,​ jednak w klasie ​nalezy definiowac ​rozmiar ​obu wymiarow. +Jest to rodzaj macierzy kwadratowej,​ jednak w klasie ​należy definiować ​rozmiar ​obydwu ​wymiarow. 
-Szablon klasy: hermitian_matrix<​T,​ F1, F2, A> +== Szablon klasy: hermitian_matrix<​T,​ F1, F2, A> == 
-Dla wymiarow ​macierzy NxN, 0 <= i < N,0 <= j < N +== Dla wymiarów ​macierzy NxN, 0 <= i < N,0 <= j < N == 
- id(i,j) = id'​(j,​i),​ gdzie id' = liczba ​sprzezona ​z id +  ​* ​id(i,j) = id'​(j,​i),​ gdzie id' = liczba ​sprzężona ​z id 
-Implementacja macierzy Hermitowskiej w uBLAS dopuszcza umieszszczenie na glownej przekatnej ​macierzy +Implementacja macierzy Hermitowskiej w uBLAS dopuszcza umieszszczenie na głównej przekątnej ​macierzy 
-wartosci ​zespolonych o niezerowej ​czesci ​urojonej mimo, ze nie jest to macierz Hermitowska.+wartości ​zespolonych o niezerowej ​cześci ​urojonej mimo, ze nie jest to macierz Hermitowska.
  
  
-==== Banded Matrix ​- macierz wstegowa ​==== +==== Banded Matrix ==== 
-Wszystkie elementy macierzy ​wstegowej sa zerowe poza glowna przekatna ​okreslonymi przekatnymi ​(wstegami). +Wszystkie elementy macierzy ​wstęgowej są zerowe poza główna przekątną ​określonymi przekątnymi ​(wstęgami). 
-Dla wymiarow ​macierzy MxN, 0 <= i < M,0 <= j < N, l-liczba niezerowych dolnych ​przekatnych ​(tych pod przekatna glowna), u-liczba ​gornych przekatnych. +== Dla wymiarów ​macierzy MxN, 0 <= i < M,0 <= j < N, l-liczba niezerowych dolnych ​przekątnych ​(tych pod przekątna główną), u-liczba ​górnych przekątnych == 
- Dla i>j+l lub i<j-uid(i,j)=0 +  * jesli i>j+l lub i<​j-u ​to id(i,j)=0 
-Szablon klasy: banded_matrix<​T,​ F, A>+== Szablon klasy: banded_matrix<​T,​ F, A> ==
  
  
-==== Sparse Matrix ​- macierz rzadka. ​==== +==== Sparse Matrix ==== 
-Ponizsze ​klasy macierzy rzadkich ​roznia sie tylko sposobem przechowywania macierzy.+Poniższe ​klasy macierzy rzadkich ​różnią się tylko sposobem przechowywania macierzy.
  
-=== Mapped Matrix ​- macierz odwzorowania. ​=== +=== Mapped Matrix === 
-Kontenerem jest mapa (indeks elementu, ​wartosc+Kontenerem jest mapa (indeks elementu, ​wartość). 
-Dla wymiarow ​macierzy MxN, 0 <= i < M,0 <= j < N +== Dla wymiarów ​macierzy MxN, 0 <= i < M,0 <= j < N == 
- odwzorowuje _niezerowe_ elementy id(i,j) na elementy kontenera typu podanego jako trzeci parametr (A) szablonu klasy. +  ​* ​odwzorowuje _niezerowe_ elementy id(i,j) na elementy kontenera typu podanego jako trzeci parametr (A) szablonu klasy. 
-Szablon klasy: mapped_matrix<​T,​ F, A> +== Szablon klasy: mapped_matrix<​T,​ F, A> == 
- F - organizacja zapisu: +  ​* ​F - organizacja zapisu: 
- row_major (domyslne) - wierszami, id(i,j) -> (i*n+j)-ty element kontenera +    ​* ​row_major (domyslne) - wierszami, id(i,j) -> (i*n+j)-ty element kontenera 
- column_major - kolumnami, id(i,j) -> (j*n+i)-ty element kontenera +    ​* ​column_major - kolumnami, id(i,j) -> (j*n+i)-ty element kontenera 
- A - typ kontenera zapisu: +  ​* ​A - typ kontenera zapisu: 
- map_array<​std::​size_t,​ T> +    ​* ​map_array<​std::​size_t,​ T> 
- map_std<​std::​size_t,​ T>, czyli std::​map<​std::​size_t,​ T>+    ​* ​map_std<​std::​size_t,​ T>, czyli std::​map<​std::​size_t,​ T>
  
- +=== Compressed Matrix, Coordinate Matrix === 
- +Osobne kontenery dla indeksów ​elementu i wartości
-=== Compressed Matrix ​- macierz skompresowana, Coordinate Matrix ​- macierz koordynacji ​=== +== Szablon klasy: compressed_matrix<​T,​ F, IB, IA, TA> ​== 
-Osobne kontenery dla indeksow ​elementu i wartosci+  ​* ​IB - baza indeksu skompresowanego kontenera (domyślnie: 0) 
-Szablon klasy: compressed_matrix<​T,​ F, IB, IA, TA> +  ​* ​IA - typ kontenera indeksow elementow macierzy 
- IB - baza indeksu skompresowanego kontenera (domyslnie: 0) +  ​* ​TA - typ kontenera wartosci elementow 
- IA - typ kontenera indeksow elementow macierzy +    ​* ​unbounded_array<​T>​ - domyslnie: unbounded_array<​std::​size_t>​ 
- TA - typ kontenera wartosci elementow +    ​* ​bounded_array<​T>​ 
- unbounded_array<​T>​ - domyslnie: unbounded_array<​std::​size_t>​ +    ​* ​std::​vector<​T>​
- bounded_array<​T>​ +
- std::​vector<​T>​+
  
  
 ===== Kod źródłowy ===== ===== Kod źródłowy =====
-Poniższy kod prezentuje zastosowanie przykładowych klas biblioteki uBLAS.+Poniższy kod prezentuje zastosowanie przykładowych klas biblioteki uBLAS. ​Można go pobrać tu:  
 + 
 +[[http://​staff.elka.pw.edu.pl/​~rnowak2/​zprwiki/​lib/​exe/​fetch.php?​id=biblioteki_boost&​cache=cache&​media=ublas_repr.cpp|ublas_repr.cpp]]
  
 <code cpp> <code cpp>
 // Zbigniew Fabijanski, H1ISIII // Zbigniew Fabijanski, H1ISIII
 +
 // ZPR - praca domowa - Zad.27 - Biblioteki boost - boost::​uBLAS (reprezentacje macierzy). // ZPR - praca domowa - Zad.27 - Biblioteki boost - boost::​uBLAS (reprezentacje macierzy).
 +
 +
  
 #include <​boost/​numeric/​ublas/​matrix.hpp>​ // Macierz gesta. #include <​boost/​numeric/​ublas/​matrix.hpp>​ // Macierz gesta.
 +
 #include <​boost/​numeric/​ublas/​triangular.hpp>​ // Macierz trojkatna. #include <​boost/​numeric/​ublas/​triangular.hpp>​ // Macierz trojkatna.
 +
 #include <​boost/​numeric/​ublas/​symmetric.hpp>​ // Macierz symetryczna. #include <​boost/​numeric/​ublas/​symmetric.hpp>​ // Macierz symetryczna.
 +
 #include <​boost/​numeric/​ublas/​hermitian.hpp>​ // Macierz Hermitowska #include <​boost/​numeric/​ublas/​hermitian.hpp>​ // Macierz Hermitowska
 +
 #include <​boost/​numeric/​ublas/​banded.hpp>​ // Macierz wstegowa. #include <​boost/​numeric/​ublas/​banded.hpp>​ // Macierz wstegowa.
 +
 #include <​boost/​numeric/​ublas/​matrix_sparse.hpp>​ // Macierze rzadkie. #include <​boost/​numeric/​ublas/​matrix_sparse.hpp>​ // Macierze rzadkie.
 +
 +
  
 #include <​boost/​numeric/​ublas/​io.hpp>​ // Operatory << i >> dla klas macierzy. #include <​boost/​numeric/​ublas/​io.hpp>​ // Operatory << i >> dla klas macierzy.
 +
 +
 +
  
  
 int main () { int main () {
 +
  // import przestrzeni nazw  // import przestrzeni nazw
 +
  using namespace boost::​numeric::​ublas;​  using namespace boost::​numeric::​ublas;​
- using std::cout; + 
- using ​std::endl;+ using cout; 
 + 
 + using endl; 
 + 
  
  // --------------------------------------- Matrix ---------------------------------------  // --------------------------------------- Matrix ---------------------------------------
 +
  {  {
 +
  // Definicja macierzy gestej o 2 wierszach i 3 kolumnach.  // Definicja macierzy gestej o 2 wierszach i 3 kolumnach.
 +
  matrix<​double>​ m (2, 3); // Typ rownowazny: matrix<​double,​ row_major, unbounded_array<​double>​ >  matrix<​double>​ m (2, 3); // Typ rownowazny: matrix<​double,​ row_major, unbounded_array<​double>​ >
 +
  try {  try {
- std::cout << "Proba deklaracji macierzy 3x3 zapisane w kontenerze o rozmiarze 8: " << ​std::endl;+ 
 + cout << "Proba deklaracji macierzy 3x3 zapisane w kontenerze o rozmiarze 8: " << endl; 
 + 
  
  // Nieprawidlowa definicja klasy z wieksza liczba elementow (3*3=9), niz okreslono w typie kontenera przechowujacego zawartosci macierzy (8).  // Nieprawidlowa definicja klasy z wieksza liczba elementow (3*3=9), niz okreslono w typie kontenera przechowujacego zawartosci macierzy (8).
 +
  // matrix<​double,​ row_major, bounded_array<​double,​ 8> > mb (3, 3);  // matrix<​double,​ row_major, bounded_array<​double,​ 8> > mb (3, 3);
 +
  // Taki rodzaj deklaracji jest rowniez dostepny dla wszystkich innych klas macierzy.  // Taki rodzaj deklaracji jest rowniez dostepny dla wszystkich innych klas macierzy.
 +
  matrix<​double,​ row_major, bounded_array<​double,​ 8> > mb (3, 3); // Ta definicja wygeneruje wyjatek blednego rozmiaru przydzielonej na zawartosc macierzy sterty.  matrix<​double,​ row_major, bounded_array<​double,​ 8> > mb (3, 3); // Ta definicja wygeneruje wyjatek blednego rozmiaru przydzielonej na zawartosc macierzy sterty.
 +
  }  }
 +
  catch (std::​exception &e){  catch (std::​exception &e){
- std::cout << "​Exception:​ " << e.what() << ​std::endl;+ 
 + cout << "​Exception:​ " << e.what() << endl; 
  }  }
 +
 +
  
  // Przypisanie do macierzy wartosci kolejny liczb naturalnych - wierszami.  // Przypisanie do macierzy wartosci kolejny liczb naturalnych - wierszami.
 +
  for (unsigned i = 0; i < m.size1 (); ++ i) // dla kazdego wiersza macierzy  for (unsigned i = 0; i < m.size1 (); ++ i) // dla kazdego wiersza macierzy
 +
  for (unsigned j = 0; j < m.size2 (); ++ j) // dla kazdej kolumny macierzy  for (unsigned j = 0; j < m.size2 (); ++ j) // dla kazdej kolumny macierzy
 +
  m (i, j) = 3 * i + j;  m (i, j) = 3 * i + j;
 +
 +
  
  // Wyswietlenie zawartosci macierzy - przeciazony operator<<​ dla klas macierzy.  // Wyswietlenie zawartosci macierzy - przeciazony operator<<​ dla klas macierzy.
- std::cout << "​Macierz gesta:"​ << ​std::endl << m << ​std::endl;+ 
 + cout << "​Macierz gesta:"​ << endl << m << endl; 
  }  }
 +
 +
  
  // Macierz jednostkowa  // Macierz jednostkowa
 +
  {  {
 +
  // W definicji nastepuje automatyczne inicjowanie _stalych_ wartosci macierzy.  // W definicji nastepuje automatyczne inicjowanie _stalych_ wartosci macierzy.
 +
  identity_matrix<​double>​ m (3); // Podajemy jedyny wymiar macierzy, poniewaz macierz jednostkowa jest z definicji kwadratowa (M=N).  identity_matrix<​double>​ m (3); // Podajemy jedyny wymiar macierzy, poniewaz macierz jednostkowa jest z definicji kwadratowa (M=N).
- std::cout << "​Macierz jednostkowa:" ​ << ​std::endl << m << ​std::endl;+ 
 + cout << "​Macierz jednostkowa:" ​ << endl << m << endl; 
 + 
  
  // Odkomentowanie ponizszej linijki skutkuje bledem kompilacji, bez wzgledu na to, czy naruszymy reguly wartosci elementow macierzy jednostkowej,​ czy nie.  // Odkomentowanie ponizszej linijki skutkuje bledem kompilacji, bez wzgledu na to, czy naruszymy reguly wartosci elementow macierzy jednostkowej,​ czy nie.
 +
  // m(0,0) = 1;  // m(0,0) = 1;
 +
  }  }
 +
 +
  
  // Macierz zerowa  // Macierz zerowa
 +
  {  {
 +
  // Tu rowniez inicjalizacja wszystkich elementow - na wartosci zerowe.  // Tu rowniez inicjalizacja wszystkich elementow - na wartosci zerowe.
 +
  zero_matrix<​double>​ m (3,4); // Mozliwy takze konstruktor z 1 argumentem - macierz kwadratowa.  zero_matrix<​double>​ m (3,4); // Mozliwy takze konstruktor z 1 argumentem - macierz kwadratowa.
- std::cout << "​Macierz zerowa:" ​ << ​std::endl << m << ​std::endl;+ 
 + cout << "​Macierz zerowa:" ​ << endl << m << endl; 
  }  }
 +
 +
  
  // Macierz skalarna  // Macierz skalarna
 +
  {  {
 +
  scalar_matrix<​double>​ m(3,3,4); // Macierz o wymiarach 3x3, wypelniona wartosciami 4.  scalar_matrix<​double>​ m(3,3,4); // Macierz o wymiarach 3x3, wypelniona wartosciami 4.
- std::cout << "​Macierz skalarna:" ​ << ​std::endl << m << ​std::endl;+ 
 + cout << "​Macierz skalarna:" ​ << endl << m << endl; 
  }  }
 +
 +
 +
  
  
  // --------------------------------------- Triangular Matrix ---------------------------------------  // --------------------------------------- Triangular Matrix ---------------------------------------
 +
  {  {
 +
  // Wypelnienie kolejnymi liczbami tylko dolnej czesci macierzy i glownej przekatnej, gdyz jest to macierz dolna,  // Wypelnienie kolejnymi liczbami tylko dolnej czesci macierzy i glownej przekatnej, gdyz jest to macierz dolna,
 +
  // a wiec elementy nad glowna przekatna maja wartosci 0 przypisane na stale w definicji.  // a wiec elementy nad glowna przekatna maja wartosci 0 przypisane na stale w definicji.
 +
  triangular_matrix<​double,​ lower> tml (3, 4);  triangular_matrix<​double,​ lower> tml (3, 4);
 +
  for (unsigned i = 0; i < tml.size1 (); ++ i) // dla kazdego wiersza macierzy  for (unsigned i = 0; i < tml.size1 (); ++ i) // dla kazdego wiersza macierzy
 +
  for (unsigned j = 0; j <= i; ++ j) // dla kazdej kolumny macierzy, ale dla elementow pod glowna przekatna  for (unsigned j = 0; j <= i; ++ j) // dla kazdej kolumny macierzy, ale dla elementow pod glowna przekatna
 +
  tml (i, j) = 3 * i + j;  tml (i, j) = 3 * i + j;
- std::cout << "Dolna macierz trojkatna:"​ << ​std::endl << tml << ​std::endl;+ 
 + cout << "Dolna macierz trojkatna:"​ << endl << tml << endl; 
 + 
  
  // Definicja gornej jednostkowej macierzy trojkatnej.  // Definicja gornej jednostkowej macierzy trojkatnej.
 +
  triangular_matrix<​double,​ unit_upper>​ tmup (3, 3);  triangular_matrix<​double,​ unit_upper>​ tmup (3, 3);
 +
  // Wypelnienie liczbami tylko elementow nad glowna przekatna macierzy.  // Wypelnienie liczbami tylko elementow nad glowna przekatna macierzy.
 +
  for (unsigned i = 0; i < tmup.size1 (); ++ i) // dla kazdego wiersza macierzy  for (unsigned i = 0; i < tmup.size1 (); ++ i) // dla kazdego wiersza macierzy
 +
  // Wartosci na glownej przekatnej zostaly juz zainicjowane przy definicji macierzy,  // Wartosci na glownej przekatnej zostaly juz zainicjowane przy definicji macierzy,
 +
  // dlatego petla wewnetrzna od j=i+1, a nie j=i.  // dlatego petla wewnetrzna od j=i+1, a nie j=i.
 +
  for (unsigned j = i+1; j < tmup.size2 (); ++ j) // dla kazdej kolumny macierzy, ale dla elementow nad glowna przekatna  for (unsigned j = i+1; j < tmup.size2 (); ++ j) // dla kazdej kolumny macierzy, ale dla elementow nad glowna przekatna
 +
  tmup (i, j) = 3 * i + j;  tmup (i, j) = 3 * i + j;
  
- std::cout << "Gorna jednostkowa macierz trojkatna:"​ << ​std::endl << tmup << ​std::endl;+ 
 + 
 + cout << "Gorna jednostkowa macierz trojkatna:"​ << endl << tmup << endl; 
 + 
  
  // Proba zmiany wartosci na glownej przekatnej macierzy jednostkowej.  // Proba zmiany wartosci na glownej przekatnej macierzy jednostkowej.
 +
  try {  try {
- std::cout << "Proba zmiany wartosci na glownej przekatnej gornej jednostkowej macierzy trojkatnej:"​ << ​std::endl;+ 
 + cout << "Proba zmiany wartosci na glownej przekatnej gornej jednostkowej macierzy trojkatnej:"​ << endl; 
  tmup(0,​0)=-1;​ // Ta linijka rzuci wyjatek, poniewaz w gornej _jednostkowej_ macierzy trojkatnej  tmup(0,​0)=-1;​ // Ta linijka rzuci wyjatek, poniewaz w gornej _jednostkowej_ macierzy trojkatnej
 +
  // mozemy zmieniac tylko wartosci pod glowna przekatna.  // mozemy zmieniac tylko wartosci pod glowna przekatna.
 +
  }  }
 +
  catch (std::​exception &e){  catch (std::​exception &e){
- std::cout << "​Exception:​ " << e.what() << ​std::endl;+ 
 + cout << "​Exception:​ " << e.what() << endl; 
  }  }
 +
 +
  
  }  }
 +
  // Triangular Adaptor  // Triangular Adaptor
 +
  {  {
 +
  // Definicja macierzy gestej - adaptowanej.  // Definicja macierzy gestej - adaptowanej.
 +
  matrix<​double>​ m(3,3);  matrix<​double>​ m(3,3);
 +
  for (unsigned i = 0; i < m.size1 (); ++ i) // dla kazdego wiersza macierzy  for (unsigned i = 0; i < m.size1 (); ++ i) // dla kazdego wiersza macierzy
 +
  for (unsigned j = 0; j < m.size2 (); ++ j) // dla kazdej kolumny macierzy  for (unsigned j = 0; j < m.size2 (); ++ j) // dla kazdej kolumny macierzy
 +
  m (i, j) = 3 * i + j + 1; // Przypisanie macierzy adaptowanej kolejnych liczb naturalnych.  m (i, j) = 3 * i + j + 1; // Przypisanie macierzy adaptowanej kolejnych liczb naturalnych.
 +
 +
  
  // Definicja dolnego adaptera macierzy gestej.  // Definicja dolnego adaptera macierzy gestej.
 +
  triangular_adaptor<​matrix<​double>,​ lower> tal (m);  triangular_adaptor<​matrix<​double>,​ lower> tal (m);
- std::cout << "Dolny adapter trojkatny macierzy : " << m << " to: " << ​std::endl; + 
- std::cout << tal << ​std::endl; // Elementy nad glowna przekatna maja wartosc 0.+ cout << "Dolny adapter trojkatny macierzy : " << m << " to: " << endl; 
 + 
 + cout << tal << endl; // Elementy nad glowna przekatna maja wartosc 0. 
  }  }
 +
 +
  
  // --------------------------------------- Symmetric Matrix ---------------------------------------  // --------------------------------------- Symmetric Matrix ---------------------------------------
 +
  {  {
 +
  // Dolna macierz symetryczna. Wartosci nad glowna przekatna wskazuja na odpowiednie wartosci symetrycznych pod przekatna.  // Dolna macierz symetryczna. Wartosci nad glowna przekatna wskazuja na odpowiednie wartosci symetrycznych pod przekatna.
 +
  symmetric_matrix<​double,​ lower> sml (3, 3);  symmetric_matrix<​double,​ lower> sml (3, 3);
 +
  // Wystarczy przypisac wartosci czesci macierzy po jednej stronie glownej przekatnej,  // Wystarczy przypisac wartosci czesci macierzy po jednej stronie glownej przekatnej,
 +
  // gdyz elementy po drugiej stronie wskazuja na swoich symetrycznych odpowiednikow.  // gdyz elementy po drugiej stronie wskazuja na swoich symetrycznych odpowiednikow.
 +
  for (unsigned i = 0; i < sml.size1 (); ++ i) // dla kazdego wiersza macierzy  for (unsigned i = 0; i < sml.size1 (); ++ i) // dla kazdego wiersza macierzy
 +
  for (unsigned j = 0; j < /​*i*/​sml.size2 (); ++ j) // dla kazdej kolumny macierzy, ten sam efekt, co dla petli z warunkiem j <= i  for (unsigned j = 0; j < /​*i*/​sml.size2 (); ++ j) // dla kazdej kolumny macierzy, ten sam efekt, co dla petli z warunkiem j <= i
 +
  sml(i, j) = 3 * i + j + 1;  sml(i, j) = 3 * i + j + 1;
 +
  // Modyfikacja wartosci id(i,j) powoduje modyfikacje takze id(j,i).  // Modyfikacja wartosci id(i,j) powoduje modyfikacje takze id(j,i).
 +
  sml(1, 0)=-1; // Ten sam efekt, co instrukcja sml(0,​1)=-1;​  sml(1, 0)=-1; // Ten sam efekt, co instrukcja sml(0,​1)=-1;​
- std::cout << "Dolna macierz symetryczna:​ " << ​std::endl << sml << ​std::endl;+ 
 + cout << "Dolna macierz symetryczna:​ " << endl << sml << endl; 
  }  }
 +
  // Symmetric Adaptor  // Symmetric Adaptor
 +
  {  {
 +
  // Macierz adaptowana.  // Macierz adaptowana.
 +
  matrix<​double>​ m(3,3);  matrix<​double>​ m(3,3);
 +
  for (unsigned i = 0; i < m.size1 (); ++ i) // dla kazdego wiersza macierzy  for (unsigned i = 0; i < m.size1 (); ++ i) // dla kazdego wiersza macierzy
 +
  for (unsigned j = 0; j < m.size2 (); ++ j) // dla kazdej kolumny macierzy  for (unsigned j = 0; j < m.size2 (); ++ j) // dla kazdej kolumny macierzy
 +
  m (i, j) = 3 * i + j + 1;  m (i, j) = 3 * i + j + 1;
 +
 +
  
  // Poniewaz adaptowanie przebiega w porzadku wierszowym, a nie kolumnowym,  // Poniewaz adaptowanie przebiega w porzadku wierszowym, a nie kolumnowym,
 +
  //​ wartosci po gornej stronie glownej przekatnej wskazuja symetryczne wartosci spod glownej przekatnej, a nie odwrotnie.  //​ wartosci po gornej stronie glownej przekatnej wskazuja symetryczne wartosci spod glownej przekatnej, a nie odwrotnie.
 +
  symmetric_adaptor<​matrix<​double>​ > sa (m); // Brak 2.argumentu klasy szablonu => wartosc domyslna (lower)  symmetric_adaptor<​matrix<​double>​ > sa (m); // Brak 2.argumentu klasy szablonu => wartosc domyslna (lower)
 +
 +
  
  // Dopiero tutaj widac roznice pomiedzy dolna a gorna macierza symetryczna.  // Dopiero tutaj widac roznice pomiedzy dolna a gorna macierza symetryczna.
 +
  // Instrukcja zmiany wartosci adaptera zmienia oba symetryczne elementy obiektu adaptera macierzy.  // Instrukcja zmiany wartosci adaptera zmienia oba symetryczne elementy obiektu adaptera macierzy.
 +
  // Ale poniewaz jest to gorny adapter macierzy, w macierzy adaptowanej zmienia sie tylko element nad glowna przekatna macierzy.  // Ale poniewaz jest to gorny adapter macierzy, w macierzy adaptowanej zmienia sie tylko element nad glowna przekatna macierzy.
 +
  sa(1,​0)=-1;​ // A dla macierzy adaptowanej m - ten sam efekt, co instrukcja sa(0,1)=-1;  sa(1,​0)=-1;​ // A dla macierzy adaptowanej m - ten sam efekt, co instrukcja sa(0,1)=-1;
- std::cout << "Dolny adapter symetryczny stworzonej z macierzy gestej: " << m << " to: " << ​std::endl; + 
- std::cout << sa << ​std::endl;+ cout << "Dolny adapter symetryczny stworzonej z macierzy gestej: " << m << " to: " << endl; 
 + 
 + cout << sa << endl; 
  }  }
 +
  // --------------------------------------- Hermitian Matrix ---------------------------------------  // --------------------------------------- Hermitian Matrix ---------------------------------------
 +
  {  {
 +
  // Deklaracja dolnej macierzy Hermitowskiej.  // Deklaracja dolnej macierzy Hermitowskiej.
 +
  hermitian_matrix<​std::​complex<​double>,​ lower> hml (3, 3);  hermitian_matrix<​std::​complex<​double>,​ lower> hml (3, 3);
 +
  for (unsigned i = 0; i < hml.size1 (); ++ i) { // dla kazdego wiersza macierzy  for (unsigned i = 0; i < hml.size1 (); ++ i) { // dla kazdego wiersza macierzy
 +
  for (unsigned j = 0; j < i; ++ j) // dla kazdej kolumny macierzy  for (unsigned j = 0; j < i; ++ j) // dla kazdej kolumny macierzy
 +
  hml (i, j) = std::​complex<​double>​ (3 * i + j, 3 * i + j); // Wypelniamy macierzy liczbami zespolonymi (complex)  hml (i, j) = std::​complex<​double>​ (3 * i + j, 3 * i + j); // Wypelniamy macierzy liczbami zespolonymi (complex)
 +
  hml (i, i) = std::​complex<​double>​ (4 * i, 0); // wartosci na glownej przekatnej  hml (i, i) = std::​complex<​double>​ (4 * i, 0); // wartosci na glownej przekatnej
 +
  }  }
- std::cout << "Dolna macierz Hermitowska:"​ << ​std::endl << hml << ​std::endl;+ 
 + cout << "Dolna macierz Hermitowska:"​ << endl << hml << endl; 
  }  }
 +
  // Hermitian Adaptor - analogicznie do innych adapterow.  // Hermitian Adaptor - analogicznie do innych adapterow.
 +
 +
  
  // --------------------------------------- Banded Matrix ---------------------------------------  // --------------------------------------- Banded Matrix ---------------------------------------
 +
  {  {
 +
  signed l=1, u=1; // l,u - ilosc niezerowych przekatnych pod,nad przekatna glowna  signed l=1, u=1; // l,u - ilosc niezerowych przekatnych pod,nad przekatna glowna
 +
  banded_matrix<​double>​ bm (3, 3, l, u); // l=1, u=1  banded_matrix<​double>​ bm (3, 3, l, u); // l=1, u=1
 +
  // Dla wszystkich wierszy.  // Dla wszystkich wierszy.
 +
  for (signed i = 0; i < signed (bm.size1 ()); ++ i) // dla kazdego wiersza macierzy  for (signed i = 0; i < signed (bm.size1 ()); ++ i) // dla kazdego wiersza macierzy
 +
  // Dla kolumn, ktorych indeks nalezy do przedzialu [-l,u) wzgledem  // Dla kolumn, ktorych indeks nalezy do przedzialu [-l,u) wzgledem
 +
  for (signed j = std::max (i - l, 0); j < std::min (i + u, signed (bm.size2 ())); ++ j)  for (signed j = std::max (i - l, 0); j < std::min (i + u, signed (bm.size2 ())); ++ j)
 +
  bm (i, j) = 3 * i + j + 1;  bm (i, j) = 3 * i + j + 1;
- std::cout << "​Macierz wstegowa:"​ << ​std::endl << bm << ​std::endl;+ 
 + cout << "​Macierz wstegowa:"​ << endl << bm << endl; 
  //​ bm(2,​0)=0;​ // ta instrukcja generuje wyjatek  //​ bm(2,​0)=0;​ // ta instrukcja generuje wyjatek
 +
  }  }
 +
  // Banded Adaptor - analogicznie do innych adapterow.  // Banded Adaptor - analogicznie do innych adapterow.
 +
 } }
 +
  
 </​code>​ </​code>​
Linia 313: Linia 501:
 ===== Linki zewnętrzne ===== ===== Linki zewnętrzne =====
  
-[[http://​www.boost.org/​doc/​libs/​1_38_0/​libs/​numeric/​ublas/​doc/​index.htm | Strona domowa ​uBLAS]]+[[http://​www.boost.org/​doc/​libs/​1_38_0/​libs/​numeric/​ublas/​doc/​index.htm | Dokumentacja ​uBLAS]]
  
  
- --- //​[[Z.Fabijanski@stud.elka.pw.edu.pl|Zbigniew Fabijański H1ISI]] ​2009/04/28 19:31//+ --- //​[[Z.Fabijanski@stud.elka.pw.edu.pl|Zbigniew Fabijański H1ISI]]//
  
reprezentacje_macierzy.txt · ostatnio zmienione: 2009/04/28 21:07 przez zfabijan