protected IVector MultT(IVector x, bool UseDiagonal)
{
int j;
IVector result = new SimpleVector(Size);
if (UseDiagonal)
{
for (int i = 0; i < this.Size; i++)
{
result[i] = di[i] * x[i];
}
}
for (int i = 0; i < this.Size; i++)
{
{
for (int k = ig[i]; k < ig[i + 1]; k++)
{
j = jg[k];
result[j] += al[k] * x[i];
result[i] += au[k] * x[j];
}
}
}
return(result);
}
protected IVector SolveUT(IVector x, bool UseDiagonal)
{
//проверка корректности
if (this.Size != x.Size)
{
throw new DifferentSizeException("Ошибка. Различие в размерности вектора и матрицы в функции SolveUT");
}
else
{
IVector result = new SimpleVector(this.Size);
double sum;
for (int i = 0; i < this.Size; i++)
{
sum = 0;
for (int j = ig[i]; j < ig[i + 1]; j++)
{
sum += au[j] * result[jg[j]];
}
result[i] = (x[i] - sum);
if (UseDiagonal == true)
{
if (extraDiagVal == 0)
{
result[i] /= di[i];
}
else
{
result[i] /= extraDiagVal;
}
}
}
return(result);
}
}
public IVector MultU(IVector x, bool UseDiagonal)
{
if (this.Size != x.Size)
{
throw new DifferentSizeException("Ошибка. Различие в размерности вектора и матрицы в функции MultU");
}
else
{
IVector result = new SimpleVector(Size);
for (int i = 0; i < Size; i++)
{
if (UseDiagonal == true)
{
if (extraDiagVal == 0)
{
result[i] = di[i] * x[i];
}
else
{
result[i] = extraDiagVal * x[i];
}
}
for (int j = ig[i]; j < ig[i + 1]; j++)
{
result[jg[j]] += au[j] * x[i];
}
}
return(result);
}
}
public void normVector()
{
double[] x = new double[] { 1, 2, 3 };
IVector v = new SimpleVector(x);
Assert.AreEqual(v.Norm, Math.Sqrt(14));
}
public IVector Mult(IVector x, bool UseDiagonal)
{
//проверка на корректное умножение (размеры вектора и матрицы)
//допустим все корректно
int j;
IVector result = new SimpleVector(Size);
if (UseDiagonal)
{
for (int i = 0; i < this.Size; i++)
{
result[i] = di[i] * x[i];
}
}
for (int i = 0; i < this.Size; i++)
{
{
for (int k = ig[i]; k < ig[i + 1]; k++)
{
j = jg[k];
result[i] += al[k] * x[j];
result[j] += au[k] * x[i];
}
}
}
return(result);
}
public void createVector()
{
double[] x = new double[] { 1, 2, 3 };
IVector v = new SimpleVector(x);
Assert.IsNotNull(v);
}
public IVector Mult(IVector x, bool UseDiagonal = true)
{
if (this.Size != x.Size)
{
throw new DifferentSizeException("Размерность матрицы не совпадает с размерностью вектора.");
}
IVector result = new SimpleVector(Size);
if (UseDiagonal)
{
for (int i = 0; i < Size; i++)
{
for (int j = 0; j < Size; j++)
{
result[i] += d_matrix[i, j] * x[j];
}
}
}
else
{
for (int i = 0; i < Size; i++)
{
for (int j = 0; j < Size; j++)
{
if (i != j)
{
result[i] += d_matrix[i, j] * x[j];
}
}
}
}
return(result);
}
/// <summary>
///
/// </summary>
/// <param name="x"></param>
/// <param name="UseDiagonal">различие в делении на диагональ</param>
/// <returns></returns>
public IVector SolveL(IVector x, bool UseDiagonal)
{
//проверка корректности
if (this.Size != x.Size)
{
throw new DifferentSizeException("Ошибка. Различие в размерности вектора и матрицы в функции SolveL");
}
else
{
IVector result = new SimpleVector(this.Size);
double sum;
for (int i = 0; i < this.Size; i++)
{
sum = 0;
for (int j = ig[i]; j < ig[i + 1]; j++)
{
sum += al[j] * result[jg[j]];
}
result[i] = (x[i] - sum);
if (UseDiagonal == true)
{
result[i] /= di[i];
}
}
return(result);
}
// можно было сделать главное условие if(UseDiagonal==true) и разбиение на два цикла, но так компактнее
}
public IVector MultL(IVector x, bool UseDiagonal = true)
{
if (this.Size != x.Size)
{
throw new DifferentSizeException("Размерность матрицы не совпадает с размерностью вектора.");
}
IVector result = new SimpleVector(Size);
if (UseDiagonal)
{
if (extraDiagVal == 0)
{
for (int i = 0; i < Size; i++)
{
for (int j = 0; j < Size; j++)
{
//нижний треугольник с диагональю
if (i >= j)
{
result[i] += d_matrix[i, j] * x[j];
}
}
}
}
else
{
for (int i = 0; i < Size; i++)
{
for (int j = 0; j < Size; j++)
{
if (i > j)
{
result[i] += d_matrix[i, j] * x[j];
continue;
}
//диагональ
if (i == j)
{
result[i] += extraDiagVal * x[j];
}
}
}
}
}
else
{
for (int i = 0; i < Size; i++)
{
for (int j = 0; j < Size; j++)
{
if (i > j)
{
result[i] += d_matrix[i, j] * x[j];
}
}
}
}
return(result);
}
public IVector SolveU(IVector x, bool UseDiagonal = true)
{
IVector result = new SimpleVector(Size);
if (!UseDiagonal)
{
if (Math.Abs(x[Size - 1]) < EQU_TO_ZERO)
{
result[Size - 1] = 0;
}
else
{
throw new SlaeNotCompatipableException("Система неразрешима.");
}
}
for (int i = Size - 1; i >= 0; i--)
{
int line_length = Size - i;
result[i] = x[i];
for (int j = i + 1; j < Size; j++)
{
result[i] -= result[j] * this[i, j];
}
try
{
result[i] /= this[i, i];
}
catch (DivideByZeroException)
{
throw new SlaeNotCompatipableException("Произошло деление на ноль.");
}
}
return(result);
}
protected IVector MultT(IVector x, bool UseDiagonal)
{
int j;
if (this.Size != x.Size)
{
throw new Exception("Ошибка. Различие в размерности вектора и матрицы в функции Mult");
}
IVector result = new SimpleVector(Size);
if (this.isSymmetric)
{
result = Mult(x, UseDiagonal);
}
else
{
for (int i = 0; i < this.Size; i++)
{
for (int k = ig[i]; k < ig[i + 1]; k++)
{
j = jg[k];
if (j != i)
{
result[j] += al[k] * x[i];
}
else
if (UseDiagonal)
{
result[i] += al[k] * x[j];
}
}
}
}
return(result);
}
protected IVector MultUT(IVector x, bool UseDiagonal)
{
if (this.Size != x.Size)
{
throw new DifferentSizeException("Ошибка. Различие в размерности вектора и матрицы в функции MultUT");
}
else
{
int jCol;
IVector result = new SimpleVector(this.Size);
for (int i = 0; i < Size; i++)
{
for (int j = ig[i]; j < ig[i + 1]; j++)
{
jCol = jg[j];
if (i == jCol && UseDiagonal)
{
if (extraDiagVal == 0)
{
result[i] += al[i] * x[i];
}
else
{
result[i] = extraDiagVal * x[i];
}
break;
}
result[i] += al[j] * x[jCol];
}
}
return(result);
}
}
protected IVector MultT(IVector x, bool UseDiagonal)
{
if (this.Size != x.Size)
{
throw new DifferentSizeException("Не удалось выполнить LU-разложение");
}
IVector result = new SimpleVector(Size);
if (UseDiagonal)
{
for (int i = 0; i < Size; i++)
{
for (int j = 0; j < Size; j++)
{
result[i] += d_matrix[j, i] * x[j];
}
}
}
else
{
for (int i = 0; i < Size; i++)
{
for (int j = 0; j < Size; j++)
{
if (i != j)
{
result[i] += d_matrix[j, i] * x[j];
}
}
}
}
return(result);
}
public IVector MultL(IVector x, bool UseDiagonal)
{
if (this.Size != x.Size)
{
throw new DifferentSizeException("Ошибка. Различие в размерности вектора и матрицы в функции MultL");
}
else
{
int jCol;
var di = this.Diagonal;
IVector result = new SimpleVector(this.Size);
for (int i = 0; i < Size; i++)
{
if (UseDiagonal == true)
{
result[i] = di[i] * x[i];
}
for (int j = ig[i]; j < ig[i + 1]; j++)
{
jCol = jg[j];
if (jCol < i)
{
result[i] += al[j] * x[jCol];
}
else
{
break;
}
}
}
return(result);
}
}
protected IVector SolveUT(IVector x, bool UseDiagonal = true)
{
IVector result = new SimpleVector(Size);
if (!UseDiagonal)
{
if (Math.Abs(x[0]) < EQU_TO_ZERO)
{
result[0] = 0;
}
else
{
throw new SlaeNotCompatipableException("Система неразрешима.");
}
}
for (int i = 0; i < Size; i++)
{
result[i] = x[i];
for (int j = 0; j < i; j++)
{
result[i] -= result[j] * this[j, i];
}
try
{
result[i] /= this[i, i];
}
catch (DivideByZeroException)
{
throw new SlaeNotCompatipableException("Произошло деление на ноль.");
}
}
return(result);
}
public void wrongSize()
{
Assert.ThrowsException <WrongSizeException>(() =>
{
IVector v = new SimpleVector(-10);
}
);
}
public void multVector()
{
double[] x = new double[] { 1, 2, 3 };
IVector v = new SimpleVector(x);
double resultRight = 14;
double result = v.ScalarMult(v);
Assert.IsTrue(result == resultRight);
}
public void addVector()
{
double[] x = new double[] { 1, 2, 3 };
double[] xx = new double[] { 2, 4, 6 };
IVector v = new SimpleVector(x);
IVector resultRight = v.Add(v, 1, 1);
IVector result = new SimpleVector(xx);
Assert.IsTrue(result.CompareWith(resultRight, 1e-9));
}
public IVector MultD(IVector a)
{
IVector result = new SimpleVector(Size);
for (int i = 0; i < this.Size; i++)
{
result[i] = a[i] * this[i, i];
}
return(result);
}
public IVector MultD(IVector a)
{
IVector di = this.Diagonal;
IVector result = new SimpleVector(Size);
for (int i = 0; i < Size; i++)
{
result[i] = a[i] * di[i];
}
return(result);
}
public IVector SolveD(IVector x)
{
if (this.Size != x.Size)
{
throw new DifferentSizeException("Ошибка. Различие в размерности вектора и матрицы в функции SolveD");
}
IVector result = new SimpleVector(Size);
for (int i = 0; i < Size; i++)
{
result[i] = x[i] / di[i];
}
return(result);
}
/// <summary>
/// Усножение вектора на диагональ матрицы (диагональную матрицу)
/// </summary>
/// <param name="a">Умножаемый вектор</param>
public IVector SolveD(IVector a)
{
if (this.Size != a.Size)
{
throw new DifferentSizeException("Размерность матрицы не совпадает с размерностью вектора.");
}
IVector result = new SimpleVector(Size);
for (int i = 0; i < Size; i++)
{
result[i] = a[i] / this[i, i];
}
return(result);
}
public IVector MultU(IVector x, bool UseDiagonal)
{
if (this.Size != x.Size)
{
throw new DifferentSizeException("Ошибка. Различие в размерности вектора и матрицы в функции MultU");
}
else
{
int jCol;
IVector result = new SimpleVector(Size);
if (this.isSymmetric)
{
result = this.MultLT(x, UseDiagonal);
}
else
{
for (int i = 0; i < Size; i++)
{
if (UseDiagonal == true)
{
var di = this.Diagonal;
if (extraDiagVal == 0)
{
result[i] = di[i] * x[i];
}
else
{
result[i] = x[i];
}
}
for (int j = ig[i + 1] - 1; j >= ig[i]; j--)
{
jCol = jg[j];
if (jCol > i)
{
result[i] += al[j] * x[jCol];
}
else
{
break;
}
}
}
}
return(result);
}
}
public void testSparseRowColumnMatrix()
{
//(int, int)[] coord = new(int, int)[64];
double[] di = new double[8] {
3, 5, 6, 5, 7, 9, 11, 11
};
int[] ig = new int[9] {
1, 1, 2, 3, 3, 5, 7, 8, 9
}; //Индексы начала строк
int[] jg = new int[8] {
1, 1, 2, 4, 3, 5, 6, 5
}; //Номера столбцов для элементов
double[] al = new double[8] {
-1, 1, 3, 3, -2, 2, 1, 4
}; //Элементы нижней диагонали
double[] au = new double[8] {
2, 8, 10, 12, -7, 3, 4, 1
}; //Элементы верхней диагонал
//
//double[] val = new double[64] { 3, 2, 8, 0, 0, 0, 0, 0,
// -1, 5, 0, 0, 10, 0, 0, 0,
// 1, 0, 6, 0, 0, -7, 0, 0,
// 0, 0, 0, 5, 12, 0, 0, 0,
// 0, 3, 0, 3, 7, 3, 0, 1,
// 0, 0, -2, 0, 2, 9, 4, 0,
// 0, 0, 0, 0, 0, 1, 11, 0,
// 0, 0, 0, 0, 4, 0, 0, 11 };
//for (int i = 0; i < 64; i++)
//{
// coord[i] = (i / 8, i % 8);
//}
IMatrix matr = new SparseRowColumnMatrix(ig, jg, di, al, au);
IVector x = new SimpleVector(new double[8] {
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
});
IVector result = matr.Mult(x);
IVector right = new SimpleVector(new double[8] {
31, 59, -23, 80, 79, 86, 83, 108
});
Assert.IsTrue(result.CompareWith(right, 1e-5));
}
protected IVector SolveLT(IVector x, bool UseDiagonal = true)
{
IVector result = new SimpleVector(Size);
for (int i = 0; i < Size; i++)
{
result[i] = x[i];
}
if (!UseDiagonal)
{
if (Math.Abs(x[Size - 1]) < EQU_TO_ZERO)
{
result[Size - 1] = 0;
}
else
{
throw new SlaeNotCompatipableException("Система неразрешима.");
}
return(null);
}
for (int i = Size - 1; i >= 0; i--)
{
int line_length = i;
try
{
if (extraDiagVal == 0)
{
result[i] /= this[i, i];
}
else
{
result[i] /= extraDiagVal;
}
}
catch (DivideByZeroException)
{
throw new SlaeNotCompatipableException("Произошло деление на ноль.");
}
for (int j = 0; j < line_length; j++)
{
result[j] -= result[i] * this[i, j];
}
}
return(result);
}
public static void localtest()
{
double[,] val = new double[4, 4] {
{ 1, 4, 4, 4 }, { 1, 1, 3, 3 }, { 1, 1, 1, 2 }, { 1, 1, 1, 1 }
};
IMatrix mar = new DenseMatrix(val);
IPreconditioner pre = new LUPreconditioner(mar);
IVector x = new SimpleVector(new double[4] {
1, 2, 3, 4
});
IVector y = mar.Mult(x, true);
//should be { 37, 24, 14, 10 }
y = pre.MultL(x);
//shold be { 1, 3, 6, 10 }
y = pre.MultU(x);
//shold be { 37, -13, -10, -4 }
IVector z = (IVector)y.Clone();
//should do not crash
z = pre.SolveL(x);
//should be { 1, 1, 1, 1 }
z = pre.SolveU(x);
//should be { 13, 0.5, 0.5, -4 }
IVector ut = mar.T.MultU(x);
//should be { 1, 6, 13, 20 }
ut = mar.T.MultU(x, false);
//should be { 0, 4, 10, 16 }
IVector lt = mar.T.MultL(x);
//should be { 10, 9, 7, 4 }
}
public static void localtest()
{
Dictionary <string, string> pathFiles = new Dictionary <string, string>
{
{ "ig", "./ig.txt" },
{ "jg", "./jg.txt" },
{ "al", "./al.txt" },
};
double[] vecval = new double[3] {
3, 2, 2
};
SparseRowMatrix s_matr = new SparseRowMatrix(pathFiles);
s_matr.CastToNotSymm();
IVector newV = new SimpleVector(vecval);
IVector mult = s_matr.MultL(newV, true);
IVector multTT = s_matr.MultU(newV, true);
}
private void BTN_Renumber_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
{
Random rnd = new Random();
new UtilCommand(this,
new SimpleVector <int>(rnd.Next(0, matr.nCol()), rnd.Next(0, matr.nCol()), rnd.Next(0, matr.nRow()), rnd.Next(0, matr.nRow())),
(MainWindow mw, object val) => {
SimpleVector <int> vec = (SimpleVector <int>)val;
ReAssignMatrix <int> mx;
mx = mw.matr is ReAssignMatrix <int>?(ReAssignMatrix <int>)mw.matr: new ReAssignMatrix <int>(mw.matr);
if (vec.Get(0) != -1 && vec.Get(1) != -1)
{
mx.SwapCols(vec.Get(0), vec.Get(1));
}
if (vec.Get(2) != -1 && vec.Get(3) != -1)
{
mx.SwapRows(vec.Get(2), vec.Get(3));
}
mw.ApplyMatrix(mx);
return(true);
}
).Execute();
}
/// <summary>
///
/// </summary>
/// <param name="x"></param>
/// <param name="UseDiagonal">различие в делении на диагональ</param>
/// <returns></returns>
public IVector SolveL(IVector x, bool UseDiagonal)
{
//проверка корректности
if (this.Size != x.Size)
{
throw new DifferentSizeException("Ошибка. Различие в размерности вектора и матрицы в функции SolveL");
}
else
{
IVector result = new SimpleVector(this.Size);
double sum;
int jCol;
var di = this.Diagonal;
for (int i = 0; i < this.Size; i++)
{
sum = 0;
for (int j = ig[i]; j < ig[i + 1]; j++)
{
jCol = jg[j];
if (jCol < i)
{
sum += al[j] * result[jCol];
}
else
{
break;
}
}
result[i] = (x[i] - sum);
if (UseDiagonal == true)
{
result[i] /= di[i];
}
}
return(result);
}
}
public static bool SisFrom(string vs, string ws, bool vToW, out bool ortogonal, out bool ortonormal, out double p, out SimpleVector <double> pV, out double ev, out double ew)
{
SimpleVector <double> v1, w1;
if (VectorUtils.TryParseToVector(vs.Trim(), out v1) && VectorUtils.TryParseToVector(ws.Trim(), out w1) && v1.Size == w1.Size)
{
ev = v1.Sum(vl => System.Math.Pow(vl, 2));
ew = w1.Sum(wl => System.Math.Pow(wl, 2));
var v = vToW ? v1 : w1;
var w = !vToW ? v1 : w1;
var vMw = System.Math.Abs(v * w);
var vMv = System.Math.Abs(v * v);
ortogonal = vMw <= 0;
ortonormal = ortogonal && (System.Math.Abs(vMv - 1) <= 0 && System.Math.Abs(w * w - 1) <= 0);
p = vMw / vMv;
p *= 100;
p = System.Math.Round(p, 2);
p /= 100;
pV = p * v;
pV.Round(2);
return(true);
}
p = 0;
pV = null;
ev = 0;
ew = 0;
ortogonal = false;
ortonormal = false;
return(false);
}
