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| 2 | // C++ Implementation: itpp_ext |
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| 4 | // Description: |
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| 6 | // |
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| 7 | // Author: smidl <smidl@utia.cas.cz>, (C) 2008 |
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| 9 | // Copyright: See COPYING file that comes with this distribution |
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| 10 | // |
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| 11 | // |
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| 13 | #include "itpp_ext.h" |
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| 15 | // from algebra/lapack.h |
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| 17 | extern "C" { /* QR factorization of a general matrix A */ |
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| 18 | void dgeqrf_ ( int *m, int *n, double *a, int *lda, double *tau, double *work, |
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| 19 | int *lwork, int *info ); |
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| 20 | }; |
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| 21 | |
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| 22 | namespace itpp { |
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| 23 | Array<int> to_Arr ( const ivec &indices ) { |
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| 24 | Array<int> a ( indices.size() ); |
|---|
| 25 | for ( int i = 0; i < a.size(); i++ ) { |
|---|
| 26 | a ( i ) = indices ( i ); |
|---|
| 27 | } |
|---|
| 28 | return a; |
|---|
| 29 | } |
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| 30 | |
|---|
| 31 | ivec linspace ( int from, int to ) { |
|---|
| 32 | int n=to-from+1; |
|---|
| 33 | int i; |
|---|
| 34 | it_assert_debug ( n>0,"wrong linspace" ); |
|---|
| 35 | ivec iv ( n ); for ( i=0;i<n;i++ ) iv ( i ) =from+i; |
|---|
| 36 | return iv; |
|---|
| 37 | }; |
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| 38 | |
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| 39 | void set_subvector ( vec &ov, const ivec &iv, const vec &v ) |
|---|
| 40 | { |
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| 41 | it_assert_debug ( ( iv.length() <=v.length() ), |
|---|
| 42 | "Vec<>::set_subvector(ivec, vec<Num_T>): Indexing out " |
|---|
| 43 | "of range of v" ); |
|---|
| 44 | for ( int i = 0; i < iv.length(); i++ ) { |
|---|
| 45 | it_assert_debug ( iv ( i ) <ov.length(), |
|---|
| 46 | "Vec<>::set_subvector(ivec, vec<Num_T>): Indexing out " |
|---|
| 47 | "of range of v" ); |
|---|
| 48 | ov ( iv ( i ) ) = v ( i ); |
|---|
| 49 | } |
|---|
| 50 | } |
|---|
| 51 | |
|---|
| 52 | vec get_vec(const vec &v, const ivec &indexlist){ |
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| 53 | int size = indexlist.size(); |
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| 54 | vec temp(size); |
|---|
| 55 | for (int i = 0; i < size; ++i) { |
|---|
| 56 | temp(i) = v._data()[indexlist(i)]; |
|---|
| 57 | } |
|---|
| 58 | return temp; |
|---|
| 59 | } |
|---|
| 60 | |
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| 61 | //Gamma |
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| 62 | |
|---|
| 63 | // Gamma_RNG::Gamma_RNG ( double a, double b ) { |
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| 64 | // setup ( a,b ); |
|---|
| 65 | // } |
|---|
| 66 | |
|---|
| 67 | |
|---|
| 68 | bvec operator& ( const bvec &a, const bvec &b ) { |
|---|
| 69 | it_assert_debug ( b.size() ==a.size(), "operator&(): Vectors of different lengths" ); |
|---|
| 70 | |
|---|
| 71 | bvec temp ( a.size() ); |
|---|
| 72 | for ( int i = 0;i < a.size();i++ ) { |
|---|
| 73 | temp ( i ) = a ( i ) & b ( i ); |
|---|
| 74 | } |
|---|
| 75 | return temp; |
|---|
| 76 | } |
|---|
| 77 | |
|---|
| 78 | bvec operator| ( const bvec &a, const bvec &b ) { |
|---|
| 79 | it_assert_debug ( b.size() !=a.size(), "operator&(): Vectors of different lengths" ); |
|---|
| 80 | |
|---|
| 81 | bvec temp ( a.size() ); |
|---|
| 82 | for ( int i = 0;i < a.size();i++ ) { |
|---|
| 83 | temp ( i ) = a ( i ) | b ( i ); |
|---|
| 84 | } |
|---|
| 85 | return temp; |
|---|
| 86 | } |
|---|
| 87 | // #define log std::log |
|---|
| 88 | // #define exp std::exp |
|---|
| 89 | // #define sqrt std::sqrt |
|---|
| 90 | // #define R_FINITE std::isfinite |
|---|
| 91 | // |
|---|
| 92 | // double Gamma_RNG::sample() { |
|---|
| 93 | // //A copy of rgamma code from the R package!! |
|---|
| 94 | // // |
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| 95 | // |
|---|
| 96 | // /* Constants : */ |
|---|
| 97 | // const static double sqrt32 = 5.656854; |
|---|
| 98 | // const static double exp_m1 = 0.36787944117144232159;/* exp(-1) = 1/e */ |
|---|
| 99 | // |
|---|
| 100 | // /* Coefficients q[k] - for q0 = sum(q[k]*a^(-k)) |
|---|
| 101 | // * Coefficients a[k] - for q = q0+(t*t/2)*sum(a[k]*v^k) |
|---|
| 102 | // * Coefficients e[k] - for exp(q)-1 = sum(e[k]*q^k) |
|---|
| 103 | // */ |
|---|
| 104 | // const static double q1 = 0.04166669; |
|---|
| 105 | // const static double q2 = 0.02083148; |
|---|
| 106 | // const static double q3 = 0.00801191; |
|---|
| 107 | // const static double q4 = 0.00144121; |
|---|
| 108 | // const static double q5 = -7.388e-5; |
|---|
| 109 | // const static double q6 = 2.4511e-4; |
|---|
| 110 | // const static double q7 = 2.424e-4; |
|---|
| 111 | // |
|---|
| 112 | // const static double a1 = 0.3333333; |
|---|
| 113 | // const static double a2 = -0.250003; |
|---|
| 114 | // const static double a3 = 0.2000062; |
|---|
| 115 | // const static double a4 = -0.1662921; |
|---|
| 116 | // const static double a5 = 0.1423657; |
|---|
| 117 | // const static double a6 = -0.1367177; |
|---|
| 118 | // const static double a7 = 0.1233795; |
|---|
| 119 | // |
|---|
| 120 | // /* State variables [FIXME for threading!] :*/ |
|---|
| 121 | // static double aa = 0.; |
|---|
| 122 | // static double aaa = 0.; |
|---|
| 123 | // static double s, s2, d; /* no. 1 (step 1) */ |
|---|
| 124 | // static double q0, b, si, c;/* no. 2 (step 4) */ |
|---|
| 125 | // |
|---|
| 126 | // double e, p, q, r, t, u, v, w, x, ret_val; |
|---|
| 127 | // double a=alpha; |
|---|
| 128 | // double scale=1.0/beta; |
|---|
| 129 | // |
|---|
| 130 | // if ( !R_FINITE ( a ) || !R_FINITE ( scale ) || a < 0.0 || scale <= 0.0 ) |
|---|
| 131 | // {it_error ( "Gamma_RNG wrong parameters" );} |
|---|
| 132 | // |
|---|
| 133 | // if ( a < 1. ) { /* GS algorithm for parameters a < 1 */ |
|---|
| 134 | // if ( a == 0 ) |
|---|
| 135 | // return 0.; |
|---|
| 136 | // e = 1.0 + exp_m1 * a; |
|---|
| 137 | // for ( ;; ) { //VS repeat |
|---|
| 138 | // p = e * unif_rand(); |
|---|
| 139 | // if ( p >= 1.0 ) { |
|---|
| 140 | // x = -log ( ( e - p ) / a ); |
|---|
| 141 | // if ( exp_rand() >= ( 1.0 - a ) * log ( x ) ) |
|---|
| 142 | // break; |
|---|
| 143 | // } |
|---|
| 144 | // else { |
|---|
| 145 | // x = exp ( log ( p ) / a ); |
|---|
| 146 | // if ( exp_rand() >= x ) |
|---|
| 147 | // break; |
|---|
| 148 | // } |
|---|
| 149 | // } |
|---|
| 150 | // return scale * x; |
|---|
| 151 | // } |
|---|
| 152 | // |
|---|
| 153 | // /* --- a >= 1 : GD algorithm --- */ |
|---|
| 154 | // |
|---|
| 155 | // /* Step 1: Recalculations of s2, s, d if a has changed */ |
|---|
| 156 | // if ( a != aa ) { |
|---|
| 157 | // aa = a; |
|---|
| 158 | // s2 = a - 0.5; |
|---|
| 159 | // s = sqrt ( s2 ); |
|---|
| 160 | // d = sqrt32 - s * 12.0; |
|---|
| 161 | // } |
|---|
| 162 | // /* Step 2: t = standard normal deviate, |
|---|
| 163 | // x = (s,1/2) -normal deviate. */ |
|---|
| 164 | // |
|---|
| 165 | // /* immediate acceptance (i) */ |
|---|
| 166 | // t = norm_rand(); |
|---|
| 167 | // x = s + 0.5 * t; |
|---|
| 168 | // ret_val = x * x; |
|---|
| 169 | // if ( t >= 0.0 ) |
|---|
| 170 | // return scale * ret_val; |
|---|
| 171 | // |
|---|
| 172 | // /* Step 3: u = 0,1 - uniform sample. squeeze acceptance (s) */ |
|---|
| 173 | // u = unif_rand(); |
|---|
| 174 | // if ( ( d * u ) <= ( t * t * t ) ) |
|---|
| 175 | // return scale * ret_val; |
|---|
| 176 | // |
|---|
| 177 | // /* Step 4: recalculations of q0, b, si, c if necessary */ |
|---|
| 178 | // |
|---|
| 179 | // if ( a != aaa ) { |
|---|
| 180 | // aaa = a; |
|---|
| 181 | // r = 1.0 / a; |
|---|
| 182 | // q0 = ( ( ( ( ( ( q7 * r + q6 ) * r + q5 ) * r + q4 ) * r + q3 ) * r |
|---|
| 183 | // + q2 ) * r + q1 ) * r; |
|---|
| 184 | // |
|---|
| 185 | // /* Approximation depending on size of parameter a */ |
|---|
| 186 | // /* The constants in the expressions for b, si and c */ |
|---|
| 187 | // /* were established by numerical experiments */ |
|---|
| 188 | // |
|---|
| 189 | // if ( a <= 3.686 ) { |
|---|
| 190 | // b = 0.463 + s + 0.178 * s2; |
|---|
| 191 | // si = 1.235; |
|---|
| 192 | // c = 0.195 / s - 0.079 + 0.16 * s; |
|---|
| 193 | // } |
|---|
| 194 | // else if ( a <= 13.022 ) { |
|---|
| 195 | // b = 1.654 + 0.0076 * s2; |
|---|
| 196 | // si = 1.68 / s + 0.275; |
|---|
| 197 | // c = 0.062 / s + 0.024; |
|---|
| 198 | // } |
|---|
| 199 | // else { |
|---|
| 200 | // b = 1.77; |
|---|
| 201 | // si = 0.75; |
|---|
| 202 | // c = 0.1515 / s; |
|---|
| 203 | // } |
|---|
| 204 | // } |
|---|
| 205 | // /* Step 5: no quotient test if x not positive */ |
|---|
| 206 | // |
|---|
| 207 | // if ( x > 0.0 ) { |
|---|
| 208 | // /* Step 6: calculation of v and quotient q */ |
|---|
| 209 | // v = t / ( s + s ); |
|---|
| 210 | // if ( fabs ( v ) <= 0.25 ) |
|---|
| 211 | // q = q0 + 0.5 * t * t * ( ( ( ( ( ( a7 * v + a6 ) * v + a5 ) * v + a4 ) * v |
|---|
| 212 | // + a3 ) * v + a2 ) * v + a1 ) * v; |
|---|
| 213 | // else |
|---|
| 214 | // q = q0 - s * t + 0.25 * t * t + ( s2 + s2 ) * log ( 1.0 + v ); |
|---|
| 215 | // |
|---|
| 216 | // |
|---|
| 217 | // /* Step 7: quotient acceptance (q) */ |
|---|
| 218 | // if ( log ( 1.0 - u ) <= q ) |
|---|
| 219 | // return scale * ret_val; |
|---|
| 220 | // } |
|---|
| 221 | // |
|---|
| 222 | // for ( ;; ) { //VS repeat |
|---|
| 223 | // /* Step 8: e = standard exponential deviate |
|---|
| 224 | // * u = 0,1 -uniform deviate |
|---|
| 225 | // * t = (b,si)-double exponential (laplace) sample */ |
|---|
| 226 | // e = exp_rand(); |
|---|
| 227 | // u = unif_rand(); |
|---|
| 228 | // u = u + u - 1.0; |
|---|
| 229 | // if ( u < 0.0 ) |
|---|
| 230 | // t = b - si * e; |
|---|
| 231 | // else |
|---|
| 232 | // t = b + si * e; |
|---|
| 233 | // /* Step 9: rejection if t < tau(1) = -0.71874483771719 */ |
|---|
| 234 | // if ( t >= -0.71874483771719 ) { |
|---|
| 235 | // /* Step 10: calculation of v and quotient q */ |
|---|
| 236 | // v = t / ( s + s ); |
|---|
| 237 | // if ( fabs ( v ) <= 0.25 ) |
|---|
| 238 | // q = q0 + 0.5 * t * t * |
|---|
| 239 | // ( ( ( ( ( ( a7 * v + a6 ) * v + a5 ) * v + a4 ) * v + a3 ) * v |
|---|
| 240 | // + a2 ) * v + a1 ) * v; |
|---|
| 241 | // else |
|---|
| 242 | // q = q0 - s * t + 0.25 * t * t + ( s2 + s2 ) * log ( 1.0 + v ); |
|---|
| 243 | // /* Step 11: hat acceptance (h) */ |
|---|
| 244 | // /* (if q not positive go to step 8) */ |
|---|
| 245 | // if ( q > 0.0 ) { |
|---|
| 246 | // // TODO: w = expm1(q); |
|---|
| 247 | // w = exp ( q )-1; |
|---|
| 248 | // /* ^^^^^ original code had approximation with rel.err < 2e-7 */ |
|---|
| 249 | // /* if t is rejected sample again at step 8 */ |
|---|
| 250 | // if ( ( c * fabs ( u ) ) <= ( w * exp ( e - 0.5 * t * t ) ) ) |
|---|
| 251 | // break; |
|---|
| 252 | // } |
|---|
| 253 | // } |
|---|
| 254 | // } /* repeat .. until `t' is accepted */ |
|---|
| 255 | // x = s + 0.5 * t; |
|---|
| 256 | // return scale * x * x; |
|---|
| 257 | // } |
|---|
| 258 | |
|---|
| 259 | |
|---|
| 260 | bool qr ( const mat &A, mat &R ) { |
|---|
| 261 | int info; |
|---|
| 262 | int m = A.rows(); |
|---|
| 263 | int n = A.cols(); |
|---|
| 264 | int lwork = n; |
|---|
| 265 | int k = std::min ( m, n ); |
|---|
| 266 | vec tau ( k ); |
|---|
| 267 | vec work ( lwork ); |
|---|
| 268 | |
|---|
| 269 | R = A; |
|---|
| 270 | |
|---|
| 271 | // perform workspace query for optimum lwork value |
|---|
| 272 | int lwork_tmp = -1; |
|---|
| 273 | dgeqrf_ ( &m, &n, R._data(), &m, tau._data(), work._data(), &lwork_tmp, |
|---|
| 274 | &info ); |
|---|
| 275 | if ( info == 0 ) { |
|---|
| 276 | lwork = static_cast<int> ( work ( 0 ) ); |
|---|
| 277 | work.set_size ( lwork, false ); |
|---|
| 278 | } |
|---|
| 279 | dgeqrf_ ( &m, &n, R._data(), &m, tau._data(), work._data(), &lwork, &info ); |
|---|
| 280 | |
|---|
| 281 | // construct R |
|---|
| 282 | for ( int i=0; i<m; i++ ) |
|---|
| 283 | for ( int j=0; j<std::min ( i,n ); j++ ) |
|---|
| 284 | R ( i,j ) = 0; |
|---|
| 285 | |
|---|
| 286 | return ( info==0 ); |
|---|
| 287 | } |
|---|
| 288 | |
|---|
| 289 | |
|---|
| 290 | std::string num2str(double d){ |
|---|
| 291 | char tmp[20];//that should do |
|---|
| 292 | sprintf(tmp,"%f",d); |
|---|
| 293 | return std::string(tmp); |
|---|
| 294 | }; |
|---|
| 295 | std::string num2str(int i){ |
|---|
| 296 | char tmp[10];//that should do |
|---|
| 297 | sprintf(tmp,"%d",i); |
|---|
| 298 | return std::string(tmp); |
|---|
| 299 | }; |
|---|
| 300 | } |
|---|
