]> www.ginac.de Git - ginac.git/blobdiff - ginac/matrix.cpp
unit_matrix(r,c) can return an evaluated matrix object.
[ginac.git] / ginac / matrix.cpp
index cfe3d6ecd3dad3a9f64d02d6a321415208c72455..52a1f1b423cd4b3eafea7a3b8c6d8a185565d26c 100644 (file)
@@ -81,6 +81,11 @@ matrix::matrix(unsigned r, unsigned c, const exvector & m2)
 {
        setflag(status_flags::not_shareable);
 }
+matrix::matrix(unsigned r, unsigned c, exvector && m2)
+  : row(r), col(c), m(std::move(m2))
+{
+       setflag(status_flags::not_shareable);
+}
 
 /** Construct matrix from (flat) list of elements. If the list has fewer
  *  elements than the matrix, the remaining matrix elements are set to zero.
@@ -92,12 +97,13 @@ matrix::matrix(unsigned r, unsigned c, const lst & l)
        setflag(status_flags::not_shareable);
 
        size_t i = 0;
-       for (lst::const_iterator it = l.begin(); it != l.end(); ++it, ++i) {
+       for (auto & it : l) {
                size_t x = i % c;
                size_t y = i / c;
                if (y >= r)
                        break; // matrix smaller than list: throw away excessive elements
-               m[y*c+x] = *it;
+               m[y*c+x] = it;
+               ++i;
        }
 }
 
@@ -114,10 +120,10 @@ void matrix::read_archive(const archive_node &n, lst &sym_lst)
        m.reserve(row * col);
        // XXX: default ctor inserts a zero element, we need to erase it here.
        m.pop_back();
-       archive_node::archive_node_cit first = n.find_first("m");
-       archive_node::archive_node_cit last = n.find_last("m");
+       auto first = n.find_first("m");
+       auto last = n.find_last("m");
        ++last;
-       for (archive_node::archive_node_cit i=first; i != last; ++i) {
+       for (auto i=first; i != last; ++i) {
                ex e;
                n.find_ex_by_loc(i, e, sym_lst);
                m.push_back(e);
@@ -130,10 +136,8 @@ void matrix::archive(archive_node &n) const
        inherited::archive(n);
        n.add_unsigned("row", row);
        n.add_unsigned("col", col);
-       exvector::const_iterator i = m.begin(), iend = m.end();
-       while (i != iend) {
-               n.add_ex("m", *i);
-               ++i;
+       for (auto & i : m) {
+               n.add_ex("m", i);
        }
 }
 
@@ -221,8 +225,8 @@ ex matrix::eval(int level) const
                for (unsigned c=0; c<col; ++c)
                        m2[r*col+c] = m[r*col+c].eval(level);
        
-       return (new matrix(row, col, m2))->setflag(status_flags::dynallocated |
-                                                  status_flags::evaluated);
+       return (new matrix(row, col, std::move(m2)))->setflag(status_flags::dynallocated |
+                                                             status_flags::evaluated);
 }
 
 ex matrix::subs(const exmap & mp, unsigned options) const
@@ -232,14 +236,14 @@ ex matrix::subs(const exmap & mp, unsigned options) const
                for (unsigned c=0; c<col; ++c)
                        m2[r*col+c] = m[r*col+c].subs(mp, options);
 
-       return matrix(row, col, m2).subs_one_level(mp, options);
+       return matrix(row, col, std::move(m2)).subs_one_level(mp, options);
 }
 
 /** Complex conjugate every matrix entry. */
 ex matrix::conjugate() const
 {
-       exvector * ev = 0;
-       for (exvector::const_iterator i=m.begin(); i!=m.end(); ++i) {
+       std::unique_ptr<exvector> ev(nullptr);
+       for (auto i=m.begin(); i!=m.end(); ++i) {
                ex x = i->conjugate();
                if (ev) {
                        ev->push_back(x);
@@ -248,17 +252,15 @@ ex matrix::conjugate() const
                if (are_ex_trivially_equal(x, *i)) {
                        continue;
                }
-               ev = new exvector;
+               ev.reset(new exvector);
                ev->reserve(m.size());
-               for (exvector::const_iterator j=m.begin(); j!=i; ++j) {
+               for (auto j=m.begin(); j!=i; ++j) {
                        ev->push_back(*j);
                }
                ev->push_back(x);
        }
        if (ev) {
-               ex result = matrix(row, col, *ev);
-               delete ev;
-               return result;
+               return matrix(row, col, std::move(*ev));
        }
        return *this;
 }
@@ -267,18 +269,18 @@ ex matrix::real_part() const
 {
        exvector v;
        v.reserve(m.size());
-       for (exvector::const_iterator i=m.begin(); i!=m.end(); ++i)
-               v.push_back(i->real_part());
-       return matrix(row, col, v);
+       for (auto & i : m)
+               v.push_back(i.real_part());
+       return matrix(row, col, std::move(v));
 }
 
 ex matrix::imag_part() const
 {
        exvector v;
        v.reserve(m.size());
-       for (exvector::const_iterator i=m.begin(); i!=m.end(); ++i)
-               v.push_back(i->imag_part());
-       return matrix(row, col, v);
+       for (auto & i : m)
+               v.push_back(i.imag_part());
+       return matrix(row, col, std::move(v));
 }
 
 // protected
@@ -560,12 +562,11 @@ matrix matrix::add(const matrix & other) const
                throw std::logic_error("matrix::add(): incompatible matrices");
        
        exvector sum(this->m);
-       exvector::iterator i = sum.begin(), end = sum.end();
-       exvector::const_iterator ci = other.m.begin();
-       while (i != end)
-               *i++ += *ci++;
+       auto ci = other.m.begin();
+       for (auto & i : sum)
+               i += *ci++;
        
-       return matrix(row,col,sum);
+       return matrix(row, col, std::move(sum));
 }
 
 
@@ -578,12 +579,11 @@ matrix matrix::sub(const matrix & other) const
                throw std::logic_error("matrix::sub(): incompatible matrices");
        
        exvector dif(this->m);
-       exvector::iterator i = dif.begin(), end = dif.end();
-       exvector::const_iterator ci = other.m.begin();
-       while (i != end)
-               *i++ -= *ci++;
+       auto ci = other.m.begin();
+       for (auto & i : dif)
+               i -= *ci++;
        
-       return matrix(row,col,dif);
+       return matrix(row, col, std::move(dif));
 }
 
 
@@ -606,7 +606,7 @@ matrix matrix::mul(const matrix & other) const
                                prod[r1*other.col+r2] += (m[r1*col+c] * other.m[c*other.col+r2]);
                }
        }
-       return matrix(row, other.col, prod);
+       return matrix(row, other.col, std::move(prod));
 }
 
 
@@ -619,7 +619,7 @@ matrix matrix::mul(const numeric & other) const
                for (unsigned c=0; c<col; ++c)
                        prod[r*col+c] = m[r*col+c] * other;
 
-       return matrix(row, col, prod);
+       return matrix(row, col, std::move(prod));
 }
 
 
@@ -635,7 +635,7 @@ matrix matrix::mul_scalar(const ex & other) const
                for (unsigned c=0; c<col; ++c)
                        prod[r*col+c] = m[r*col+c] * other;
 
-       return matrix(row, col, prod);
+       return matrix(row, col, std::move(prod));
 }
 
 
@@ -721,7 +721,7 @@ matrix matrix::transpose() const
                for (unsigned c=0; c<this->rows(); ++c)
                        trans[r*this->rows()+c] = m[c*this->cols()+r];
        
-       return matrix(this->cols(),this->rows(),trans);
+       return matrix(this->cols(), this->rows(), std::move(trans));
 }
 
 /** Determinant of square matrix.  This routine doesn't actually calculate the
@@ -748,18 +748,16 @@ ex matrix::determinant(unsigned algo) const
        bool numeric_flag = true;
        bool normal_flag = false;
        unsigned sparse_count = 0;  // counts non-zero elements
-       exvector::const_iterator r = m.begin(), rend = m.end();
-       while (r != rend) {
-               if (!r->info(info_flags::numeric))
+       for (auto r : m) {
+               if (!r.info(info_flags::numeric))
                        numeric_flag = false;
                exmap srl;  // symbol replacement list
-               ex rtest = r->to_rational(srl);
+               ex rtest = r.to_rational(srl);
                if (!rtest.is_zero())
                        ++sparse_count;
                if (!rtest.info(info_flags::crational_polynomial) &&
-                        rtest.info(info_flags::rational_function))
+                    rtest.info(info_flags::rational_function))
                        normal_flag = true;
-               ++r;
        }
        
        // Here is the heuristics in case this routine has to decide:
@@ -842,23 +840,22 @@ ex matrix::determinant(unsigned algo) const
                        }
                        std::sort(c_zeros.begin(),c_zeros.end());
                        std::vector<unsigned> pre_sort;
-                       for (std::vector<uintpair>::const_iterator i=c_zeros.begin(); i!=c_zeros.end(); ++i)
-                               pre_sort.push_back(i->second);
+                       for (auto & i : c_zeros)
+                               pre_sort.push_back(i.second);
                        std::vector<unsigned> pre_sort_test(pre_sort); // permutation_sign() modifies the vector so we make a copy here
                        int sign = permutation_sign(pre_sort_test.begin(), pre_sort_test.end());
                        exvector result(row*col);  // represents sorted matrix
                        unsigned c = 0;
-                       for (std::vector<unsigned>::const_iterator i=pre_sort.begin();
-                                i!=pre_sort.end();
-                                ++i,++c) {
+                       for (auto & it : pre_sort) {
                                for (unsigned r=0; r<row; ++r)
-                                       result[r*col+c] = m[r*col+(*i)];
+                                       result[r*col+c] = m[r*col+it];
+                               ++c;
                        }
                        
                        if (normal_flag)
-                               return (sign*matrix(row,col,result).determinant_minor()).normal();
+                               return (sign*matrix(row, col, std::move(result)).determinant_minor()).normal();
                        else
-                               return sign*matrix(row,col,result).determinant_minor();
+                               return sign*matrix(row, col, std::move(result)).determinant_minor();
                }
        }
 }
@@ -888,7 +885,7 @@ ex matrix::trace() const
 
 
 /** Characteristic Polynomial.  Following mathematica notation the
- *  characteristic polynomial of a matrix M is defined as the determiant of
+ *  characteristic polynomial of a matrix M is defined as the determinant of
  *  (M - lambda * 1) where 1 stands for the unit matrix of the same dimension
  *  as M.  Note that some CASs define it with a sign inside the determinant
  *  which gives rise to an overall sign if the dimension is odd.  This method
@@ -904,11 +901,11 @@ ex matrix::charpoly(const ex & lambda) const
                throw (std::logic_error("matrix::charpoly(): matrix not square"));
        
        bool numeric_flag = true;
-       exvector::const_iterator r = m.begin(), rend = m.end();
-       while (r!=rend && numeric_flag==true) {
-               if (!r->info(info_flags::numeric))
+       for (auto & r : m) {
+               if (!r.info(info_flags::numeric)) {
                        numeric_flag = false;
-               ++r;
+                       break;
+               }
        }
        
        // The pure numeric case is traditionally rather common.  Hence, it is
@@ -1019,11 +1016,11 @@ matrix matrix::solve(const matrix & vars,
        
        // Gather some statistical information about the augmented matrix:
        bool numeric_flag = true;
-       exvector::const_iterator r = aug.m.begin(), rend = aug.m.end();
-       while (r!=rend && numeric_flag==true) {
-               if (!r->info(info_flags::numeric))
+       for (auto & r : aug.m) {
+               if (!r.info(info_flags::numeric)) {
                        numeric_flag = false;
-               ++r;
+                       break;
+               }
        }
        
        // Here is the heuristics in case this routine has to decide:
@@ -1118,7 +1115,7 @@ unsigned matrix::rank() const
  *  more than once.  According to W.M.Gentleman and S.C.Johnson this algorithm
  *  is better than elimination schemes for matrices of sparse multivariate
  *  polynomials and also for matrices of dense univariate polynomials if the
- *  matrix' dimesion is larger than 7.
+ *  matrix' dimension is larger than 7.
  *
  *  @return the determinant as a new expression (in expanded form)
  *  @see matrix::determinant() */
@@ -1403,11 +1400,9 @@ int matrix::fraction_free_elimination(const bool det)
        matrix tmp_n(*this);
        matrix tmp_d(m,n);  // for denominators, if needed
        exmap srl;  // symbol replacement list
-       exvector::const_iterator cit = this->m.begin(), citend = this->m.end();
-       exvector::iterator tmp_n_it = tmp_n.m.begin(), tmp_d_it = tmp_d.m.begin();
-       while (cit != citend) {
-               ex nd = cit->normal().to_rational(srl).numer_denom();
-               ++cit;
+       auto tmp_n_it = tmp_n.m.begin(), tmp_d_it = tmp_d.m.begin();
+       for (auto & it : this->m) {
+               ex nd = it.normal().to_rational(srl).numer_denom();
                *tmp_n_it++ = nd.op(0);
                *tmp_d_it++ = nd.op(1);
        }
@@ -1476,11 +1471,10 @@ int matrix::fraction_free_elimination(const bool det)
        }
 
        // repopulate *this matrix:
-       exvector::iterator it = this->m.begin(), itend = this->m.end();
        tmp_n_it = tmp_n.m.begin();
        tmp_d_it = tmp_d.m.begin();
-       while (it != itend)
-               *it++ = ((*tmp_n_it++)/(*tmp_d_it++)).subs(srl, subs_options::no_pattern);
+       for (auto & it : this->m)
+               it = ((*tmp_n_it++)/(*tmp_d_it++)).subs(srl, subs_options::no_pattern);
        
        return sign;
 }
@@ -1496,7 +1490,7 @@ int matrix::fraction_free_elimination(const bool det)
  *  @param co is the column to be inspected
  *  @param symbolic signal if we want the first non-zero element to be pivoted
  *  (true) or the one with the largest absolute value (false).
- *  @return 0 if no interchange occured, -1 if all are zero (usually signaling
+ *  @return 0 if no interchange occurred, -1 if all are zero (usually signaling
  *  a degeneracy) and positive integer k means that rows ro and k were swapped.
  */
 int matrix::pivot(unsigned ro, unsigned co, bool symbolic)
@@ -1541,34 +1535,35 @@ int matrix::pivot(unsigned ro, unsigned co, bool symbolic)
  */
 bool matrix::is_zero_matrix() const
 {
-       for (exvector::const_iterator i=m.begin(); i!=m.end(); ++i) 
-               if(!(i->is_zero()))
+       for (auto & i : m)
+               if (!i.is_zero())
                        return false;
        return true;
 }
 
 ex lst_to_matrix(const lst & l)
 {
-       lst::const_iterator itr, itc;
-
        // Find number of rows and columns
        size_t rows = l.nops(), cols = 0;
-       for (itr = l.begin(); itr != l.end(); ++itr) {
-               if (!is_a<lst>(*itr))
+       for (auto & itr : l) {
+               if (!is_a<lst>(itr))
                        throw (std::invalid_argument("lst_to_matrix: argument must be a list of lists"));
-               if (itr->nops() > cols)
-                       cols = itr->nops();
+               if (itr.nops() > cols)
+                       cols = itr.nops();
        }
 
        // Allocate and fill matrix
        matrix &M = *new matrix(rows, cols);
        M.setflag(status_flags::dynallocated);
 
-       unsigned i;
-       for (itr = l.begin(), i = 0; itr != l.end(); ++itr, ++i) {
-               unsigned j;
-               for (itc = ex_to<lst>(*itr).begin(), j = 0; itc != ex_to<lst>(*itr).end(); ++itc, ++j)
-                       M(i, j) = *itc;
+       unsigned i = 0;
+       for (auto & itr : l) {
+               unsigned j = 0;
+               for (auto & itc : ex_to<lst>(itr)) {
+                       M(i, j) = itc;
+                       ++j;
+               }
+               ++i;
        }
 
        return M;
@@ -1576,16 +1571,17 @@ ex lst_to_matrix(const lst & l)
 
 ex diag_matrix(const lst & l)
 {
-       lst::const_iterator it;
        size_t dim = l.nops();
 
        // Allocate and fill matrix
        matrix &M = *new matrix(dim, dim);
        M.setflag(status_flags::dynallocated);
 
-       unsigned i;
-       for (it = l.begin(), i = 0; it != l.end(); ++it, ++i)
-               M(i, i) = *it;
+       unsigned i = 0;
+       for (auto & it : l) {
+               M(i, i) = it;
+               ++i;
+       }
 
        return M;
 }
@@ -1593,7 +1589,7 @@ ex diag_matrix(const lst & l)
 ex unit_matrix(unsigned r, unsigned c)
 {
        matrix &Id = *new matrix(r, c);
-       Id.setflag(status_flags::dynallocated);
+       Id.setflag(status_flags::dynallocated | status_flags::evaluated);
        for (unsigned i=0; i<r && i<c; i++)
                Id(i,i) = _ex1;