Różnice między wybraną wersją a wersją aktualną.
Both sides previous revision Previous revision | Last revision Both sides next revision | ||
reprezentacje_macierzy [2009/04/28 21:04] zfabijan |
reprezentacje_macierzy [2009/04/28 21:06] zfabijan |
||
---|---|---|---|
Linia 145: | Linia 145: | ||
===== Kod źródłowy ===== | ===== Kod źródłowy ===== | ||
- | 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]] | [[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> | ||
- | // Zbigniew Fabijanski, H1ISIII | ||
- | |||
- | // ZPR - praca domowa - Zad.27 - Biblioteki boost - boost::uBLAS (reprezentacje macierzy). | ||
- | |||
- | |||
- | |||
- | #include <boost/numeric/ublas/matrix.hpp> // Macierz gesta. | ||
- | |||
- | #include <boost/numeric/ublas/triangular.hpp> // Macierz trojkatna. | ||
- | |||
- | #include <boost/numeric/ublas/symmetric.hpp> // Macierz symetryczna. | ||
- | |||
- | #include <boost/numeric/ublas/hermitian.hpp> // Macierz Hermitowska | ||
- | |||
- | #include <boost/numeric/ublas/banded.hpp> // Macierz wstegowa. | ||
- | |||
- | #include <boost/numeric/ublas/matrix_sparse.hpp> // Macierze rzadkie. | ||
- | |||
- | |||
- | |||
- | #include <boost/numeric/ublas/io.hpp> // Operatory << i >> dla klas macierzy. | ||
- | |||
- | |||
- | |||
- | |||
- | |||
- | int main () { | ||
- | |||
- | // import przestrzeni nazw | ||
- | |||
- | using namespace boost::numeric::ublas; | ||
- | |||
- | using cout; | ||
- | |||
- | using endl; | ||
- | |||
- | |||
- | |||
- | // --------------------------------------- Matrix --------------------------------------- | ||
- | |||
- | { | ||
- | |||
- | // Definicja macierzy gestej o 2 wierszach i 3 kolumnach. | ||
- | |||
- | matrix<double> m (2, 3); // Typ rownowazny: matrix<double, row_major, unbounded_array<double> > | ||
- | |||
- | try { | ||
- | |||
- | 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). | ||
- | |||
- | // matrix<double, row_major, bounded_array<double, 8> > mb (3, 3); | ||
- | |||
- | // 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. | ||
- | |||
- | } | ||
- | |||
- | catch (std::exception &e){ | ||
- | |||
- | cout << "Exception: " << e.what() << endl; | ||
- | |||
- | } | ||
- | |||
- | |||
- | |||
- | // Przypisanie do macierzy wartosci kolejny liczb naturalnych - wierszami. | ||
- | |||
- | for (unsigned i = 0; i < m.size1 (); ++ i) // dla kazdego wiersza macierzy | ||
- | |||
- | for (unsigned j = 0; j < m.size2 (); ++ j) // dla kazdej kolumny macierzy | ||
- | |||
- | m (i, j) = 3 * i + j; | ||
- | |||
- | |||
- | |||
- | // Wyswietlenie zawartosci macierzy - przeciazony operator<< dla klas macierzy. | ||
- | |||
- | cout << "Macierz gesta:" << endl << m << endl; | ||
- | |||
- | } | ||
- | |||
- | |||
- | |||
- | // Macierz jednostkowa | ||
- | |||
- | { | ||
- | |||
- | // 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). | ||
- | |||
- | 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. | ||
- | |||
- | // m(0,0) = 1; | ||
- | |||
- | } | ||
- | |||
- | |||
- | |||
- | // Macierz zerowa | ||
- | |||
- | { | ||
- | |||
- | // Tu rowniez inicjalizacja wszystkich elementow - na wartosci zerowe. | ||
- | |||
- | zero_matrix<double> m (3,4); // Mozliwy takze konstruktor z 1 argumentem - macierz kwadratowa. | ||
- | |||
- | cout << "Macierz zerowa:" << endl << m << endl; | ||
- | |||
- | } | ||
- | |||
- | |||
- | |||
- | // Macierz skalarna | ||
- | |||
- | { | ||
- | |||
- | scalar_matrix<double> m(3,3,4); // Macierz o wymiarach 3x3, wypelniona wartosciami 4. | ||
- | |||
- | cout << "Macierz skalarna:" << endl << m << endl; | ||
- | |||
- | } | ||
- | |||
- | |||
- | |||
- | |||
- | |||
- | // --------------------------------------- Triangular Matrix --------------------------------------- | ||
- | |||
- | { | ||
- | |||
- | // 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. | ||
- | |||
- | triangular_matrix<double, lower> tml (3, 4); | ||
- | |||
- | 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 | ||
- | |||
- | tml (i, j) = 3 * i + j; | ||
- | |||
- | cout << "Dolna macierz trojkatna:" << endl << tml << endl; | ||
- | |||
- | |||
- | |||
- | // Definicja gornej jednostkowej macierzy trojkatnej. | ||
- | |||
- | triangular_matrix<double, unit_upper> tmup (3, 3); | ||
- | |||
- | // Wypelnienie liczbami tylko elementow nad glowna przekatna macierzy. | ||
- | |||
- | for (unsigned i = 0; i < tmup.size1 (); ++ i) // dla kazdego wiersza macierzy | ||
- | |||
- | // Wartosci na glownej przekatnej zostaly juz zainicjowane przy definicji macierzy, | ||
- | |||
- | // 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 | ||
- | |||
- | tmup (i, j) = 3 * i + j; | ||
- | |||
- | |||
- | |||
- | cout << "Gorna jednostkowa macierz trojkatna:" << endl << tmup << endl; | ||
- | |||
- | |||
- | |||
- | // Proba zmiany wartosci na glownej przekatnej macierzy jednostkowej. | ||
- | |||
- | try { | ||
- | |||
- | 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 | ||
- | |||
- | // mozemy zmieniac tylko wartosci pod glowna przekatna. | ||
- | |||
- | } | ||
- | |||
- | catch (std::exception &e){ | ||
- | |||
- | cout << "Exception: " << e.what() << endl; | ||
- | |||
- | } | ||
- | |||
- | |||
- | |||
- | } | ||
- | |||
- | // Triangular Adaptor | ||
- | |||
- | { | ||
- | |||
- | // Definicja macierzy gestej - adaptowanej. | ||
- | |||
- | matrix<double> m(3,3); | ||
- | |||
- | for (unsigned i = 0; i < m.size1 (); ++ i) // dla kazdego wiersza 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. | ||
- | |||
- | |||
- | |||
- | // Definicja dolnego adaptera macierzy gestej. | ||
- | |||
- | triangular_adaptor<matrix<double>, lower> tal (m); | ||
- | |||
- | cout << "Dolny adapter trojkatny macierzy : " << m << " to: " << endl; | ||
- | |||
- | cout << tal << endl; // Elementy nad glowna przekatna maja wartosc 0. | ||
- | |||
- | } | ||
- | |||
- | |||
- | |||
- | // --------------------------------------- Symmetric Matrix --------------------------------------- | ||
- | |||
- | { | ||
- | |||
- | // Dolna macierz symetryczna. Wartosci nad glowna przekatna wskazuja na odpowiednie wartosci symetrycznych pod przekatna. | ||
- | |||
- | symmetric_matrix<double, lower> sml (3, 3); | ||
- | |||
- | // Wystarczy przypisac wartosci czesci macierzy po jednej stronie glownej przekatnej, | ||
- | |||
- | // gdyz elementy po drugiej stronie wskazuja na swoich symetrycznych odpowiednikow. | ||
- | |||
- | 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 | ||
- | |||
- | sml(i, j) = 3 * i + j + 1; | ||
- | |||
- | // Modyfikacja wartosci id(i,j) powoduje modyfikacje takze id(j,i). | ||
- | |||
- | sml(1, 0)=-1; // Ten sam efekt, co instrukcja sml(0,1)=-1; | ||
- | |||
- | cout << "Dolna macierz symetryczna: " << endl << sml << endl; | ||
- | |||
- | } | ||
- | |||
- | // Symmetric Adaptor | ||
- | |||
- | { | ||
- | |||
- | // Macierz adaptowana. | ||
- | |||
- | matrix<double> m(3,3); | ||
- | |||
- | for (unsigned i = 0; i < m.size1 (); ++ i) // dla kazdego wiersza macierzy | ||
- | |||
- | for (unsigned j = 0; j < m.size2 (); ++ j) // dla kazdej kolumny macierzy | ||
- | |||
- | m (i, j) = 3 * i + j + 1; | ||
- | |||
- | |||
- | |||
- | // Poniewaz adaptowanie przebiega w porzadku wierszowym, a nie kolumnowym, | ||
- | |||
- | // 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) | ||
- | |||
- | |||
- | |||
- | // Dopiero tutaj widac roznice pomiedzy dolna a gorna macierza symetryczna. | ||
- | |||
- | // 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. | ||
- | |||
- | sa(1,0)=-1; // A dla macierzy adaptowanej m - ten sam efekt, co instrukcja sa(0,1)=-1; | ||
- | |||
- | cout << "Dolny adapter symetryczny stworzonej z macierzy gestej: " << m << " to: " << endl; | ||
- | |||
- | cout << sa << endl; | ||
- | |||
- | } | ||
- | |||
- | // --------------------------------------- Hermitian Matrix --------------------------------------- | ||
- | |||
- | { | ||
- | |||
- | // Deklaracja dolnej macierzy Hermitowskiej. | ||
- | |||
- | hermitian_matrix<std::complex<double>, lower> hml (3, 3); | ||
- | |||
- | for (unsigned i = 0; i < hml.size1 (); ++ i) { // dla kazdego wiersza 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, i) = std::complex<double> (4 * i, 0); // wartosci na glownej przekatnej | ||
- | |||
- | } | ||
- | |||
- | cout << "Dolna macierz Hermitowska:" << endl << hml << endl; | ||
- | |||
- | } | ||
- | |||
- | // Hermitian Adaptor - analogicznie do innych adapterow. | ||
- | |||
- | |||
- | |||
- | // --------------------------------------- Banded Matrix --------------------------------------- | ||
- | |||
- | { | ||
- | |||
- | 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 | ||
- | |||
- | // Dla wszystkich wierszy. | ||
- | |||
- | for (signed i = 0; i < signed (bm.size1 ()); ++ i) // dla kazdego wiersza macierzy | ||
- | |||
- | // 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) | ||
- | |||
- | bm (i, j) = 3 * i + j + 1; | ||
- | |||
- | cout << "Macierz wstegowa:" << endl << bm << endl; | ||
- | |||
- | // bm(2,0)=0; // ta instrukcja generuje wyjatek | ||
- | |||
- | } | ||
- | |||
- | // Banded Adaptor - analogicznie do innych adapterow. | ||
- | |||
- | } | ||
- | |||
- | |||
- | </code> | ||
===== Linki zewnętrzne ===== | ===== Linki zewnętrzne ===== |