Anforderungen  |   Konzepte  |   Entwurf  |   Entwicklung  |   Qualitätssicherung  |   Lebenszyklus  |   Steuerung
 
 
 
 


Quelle  kronecker_product.cpp   Sprache: C

 
// This file is part of Eigen, a lightweight C++ template library
// for linear algebra.
//
// Copyright (C) 2011 Kolja Brix <brix@igpm.rwth-aachen.de>
// Copyright (C) 2011 Andreas Platen <andiplaten@gmx.de>
// Copyright (C) 2012 Chen-Pang He <jdh8@ms63.hinet.net>
//
// This Source Code Form is subject to the terms of the Mozilla
// Public License v. 2.0. If a copy of the MPL was not distributed
// with this file, You can obtain one at http://mozilla.org/MPL/2.0/.


#ifdef EIGEN_TEST_PART_1

#include "sparse.h"
#include <Eigen/SparseExtra>
#include <Eigen/KroneckerProduct>

template<typename MatrixType>
void check_dimension(const MatrixType& ab, const int rows,  const int cols)
{
  VERIFY_IS_EQUAL(ab.rows(), rows);
  VERIFY_IS_EQUAL(ab.cols(), cols);
}


template<typename MatrixType>
void check_kronecker_product(const MatrixType& ab)
{
  VERIFY_IS_EQUAL(ab.rows(), 6);
  VERIFY_IS_EQUAL(ab.cols(), 6);
  VERIFY_IS_EQUAL(ab.nonZeros(),  36);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(0,0), -0.4017367630386106);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(0,1),  0.1056863433932735);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(0,2), -0.7255206194554212);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(0,3),  0.1908653336744706);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(0,4),  0.350864567234111);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(0,5), -0.0923032108308013);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(1,0),  0.415417514804677);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(1,1), -0.2369227701722048);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(1,2),  0.7502275131458511);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(1,3), -0.4278731019742696);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(1,4), -0.3628129162264507);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(1,5),  0.2069210808481275);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(2,0),  0.05465890160863986);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(2,1), -0.2634092511419858);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(2,2),  0.09871180285793758);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(2,3), -0.4757066334017702);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(2,4), -0.04773740823058334);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(2,5),  0.2300535609645254);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(3,0), -0.8172945853260133);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(3,1),  0.2150086428359221);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(3,2),  0.5825113847292743);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(3,3), -0.1532433770097174);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(3,4), -0.329383387282399);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(3,5),  0.08665207912033064);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(4,0),  0.8451267514863225);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(4,1), -0.481996458918977);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(4,2), -0.6023482390791535);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(4,3),  0.3435339347164565);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(4,4),  0.3406002157428891);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(4,5), -0.1942526344200915);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(5,0),  0.1111982482925399);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(5,1), -0.5358806424754169);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(5,2), -0.07925446559335647);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(5,3),  0.3819388757769038);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(5,4),  0.04481475387219876);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(5,5), -0.2159688616158057);
}


template<typename MatrixType>
void check_sparse_kronecker_product(const MatrixType& ab)
{
  VERIFY_IS_EQUAL(ab.rows(), 12);
  VERIFY_IS_EQUAL(ab.cols(), 10);
  VERIFY_IS_EQUAL(ab.nonZeros(), 3*2);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(3,0), -0.04);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(5,1),  0.05);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(0,6), -0.08);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(2,7),  0.10);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(6,8),  0.12);
  VERIFY_IS_APPROX(ab.coeff(8,9), -0.15);
}


EIGEN_DECLARE_TEST(kronecker_product)
{
  // DM = dense matrix; SM = sparse matrix

  Matrix<double, 2, 3> DM_a;
  SparseMatrix<double> SM_a(2,3);
  SM_a.insert(0,0) = DM_a.coeffRef(0,0) = -0.4461540300782201;
  SM_a.insert(0,1) = DM_a.coeffRef(0,1) = -0.8057364375283049;
  SM_a.insert(0,2) = DM_a.coeffRef(0,2) =  0.3896572459516341;
  SM_a.insert(1,0) = DM_a.coeffRef(1,0) = -0.9076572187376921;
  SM_a.insert(1,1) = DM_a.coeffRef(1,1) =  0.6469156566545853;
  SM_a.insert(1,2) = DM_a.coeffRef(1,2) = -0.3658010398782789;

  MatrixXd             DM_b(3,2);
  SparseMatrix<double> SM_b(3,2);
  SM_b.insert(0,0) = DM_b.coeffRef(0,0) =  0.9004440976767099;
  SM_b.insert(0,1) = DM_b.coeffRef(0,1) = -0.2368830858139832;
  SM_b.insert(1,0) = DM_b.coeffRef(1,0) = -0.9311078389941825;
  SM_b.insert(1,1) = DM_b.coeffRef(1,1) =  0.5310335762980047;
  SM_b.insert(2,0) = DM_b.coeffRef(2,0) = -0.1225112806872035;
  SM_b.insert(2,1) = DM_b.coeffRef(2,1) =  0.5903998022741264;

  SparseMatrix<double,RowMajor> SM_row_a(SM_a), SM_row_b(SM_b);

  // test DM_fixedSize = kroneckerProduct(DM_block,DM)
  Matrix<double, 6, 6> DM_fix_ab = kroneckerProduct(DM_a.topLeftCorner<2,3>(),DM_b);

  CALL_SUBTEST(check_kronecker_product(DM_fix_ab));
  CALL_SUBTEST(check_kronecker_product(kroneckerProduct(DM_a.topLeftCorner<2,3>(),DM_b)));

  for(int i=0;i<DM_fix_ab.rows();++i)
    for(int j=0;j<DM_fix_ab.cols();++j)
       VERIFY_IS_APPROX(kroneckerProduct(DM_a,DM_b).coeff(i,j), DM_fix_ab(i,j));

  // test DM_block = kroneckerProduct(DM,DM)
  MatrixXd DM_block_ab(10,15);
  DM_block_ab.block<6,6>(2,5) = kroneckerProduct(DM_a,DM_b);
  CALL_SUBTEST(check_kronecker_product(DM_block_ab.block<6,6>(2,5)));

  // test DM = kroneckerProduct(DM,DM)
  MatrixXd DM_ab = kroneckerProduct(DM_a,DM_b);
  CALL_SUBTEST(check_kronecker_product(DM_ab));
  CALL_SUBTEST(check_kronecker_product(kroneckerProduct(DM_a,DM_b)));

  // test SM = kroneckerProduct(SM,DM)
  SparseMatrix<double> SM_ab = kroneckerProduct(SM_a,DM_b);
  CALL_SUBTEST(check_kronecker_product(SM_ab));
  SparseMatrix<double,RowMajor> SM_ab2 = kroneckerProduct(SM_a,DM_b);
  CALL_SUBTEST(check_kronecker_product(SM_ab2));
  CALL_SUBTEST(check_kronecker_product(kroneckerProduct(SM_a,DM_b)));

  // test SM = kroneckerProduct(DM,SM)
  SM_ab.setZero();
  SM_ab.insert(0,0)=37.0;
  SM_ab = kroneckerProduct(DM_a,SM_b);
  CALL_SUBTEST(check_kronecker_product(SM_ab));
  SM_ab2.setZero();
  SM_ab2.insert(0,0)=37.0;
  SM_ab2 = kroneckerProduct(DM_a,SM_b);
  CALL_SUBTEST(check_kronecker_product(SM_ab2));
  CALL_SUBTEST(check_kronecker_product(kroneckerProduct(DM_a,SM_b)));

  // test SM = kroneckerProduct(SM,SM)
  SM_ab.resize(2,33);
  SM_ab.insert(0,0)=37.0;
  SM_ab = kroneckerProduct(SM_a,SM_b);
  CALL_SUBTEST(check_kronecker_product(SM_ab));
  SM_ab2.resize(5,11);
  SM_ab2.insert(0,0)=37.0;
  SM_ab2 = kroneckerProduct(SM_a,SM_b);
  CALL_SUBTEST(check_kronecker_product(SM_ab2));
  CALL_SUBTEST(check_kronecker_product(kroneckerProduct(SM_a,SM_b)));

  // test SM = kroneckerProduct(SM,SM) with sparse pattern
  SM_a.resize(4,5);
  SM_b.resize(3,2);
  SM_a.resizeNonZeros(0);
  SM_b.resizeNonZeros(0);
  SM_a.insert(1,0) = -0.1;
  SM_a.insert(0,3) = -0.2;
  SM_a.insert(2,4) =  0.3;
  SM_a.finalize();

  SM_b.insert(0,0) =  0.4;
  SM_b.insert(2,1) = -0.5;
  SM_b.finalize();
  SM_ab.resize(1,1);
  SM_ab.insert(0,0)=37.0;
  SM_ab = kroneckerProduct(SM_a,SM_b);
  CALL_SUBTEST(check_sparse_kronecker_product(SM_ab));

  // test dimension of result of DM = kroneckerProduct(DM,DM)
  MatrixXd DM_a2(2,1);
  MatrixXd DM_b2(5,4);
  MatrixXd DM_ab2 = kroneckerProduct(DM_a2,DM_b2);
  CALL_SUBTEST(check_dimension(DM_ab2,2*5,1*4));
  DM_a2.resize(10,9);
  DM_b2.resize(4,8);
  DM_ab2 = kroneckerProduct(DM_a2,DM_b2);
  CALL_SUBTEST(check_dimension(DM_ab2,10*4,9*8));

  for(int i = 0; i < g_repeat; i++)
  {
    double density = Eigen::internal::random<double>(0.01,0.5);
    int ra = Eigen::internal::random<int>(1,50);
    int ca = Eigen::internal::random<int>(1,50);
    int rb = Eigen::internal::random<int>(1,50);
    int cb = Eigen::internal::random<int>(1,50);
    SparseMatrix<float,ColMajor> sA(ra,ca), sB(rb,cb), sC;
    SparseMatrix<float,RowMajor> sC2;
    MatrixXf dA(ra,ca), dB(rb,cb), dC;
    initSparse(density, dA, sA);
    initSparse(density, dB, sB);

    sC = kroneckerProduct(sA,sB);
    dC = kroneckerProduct(dA,dB);
    VERIFY_IS_APPROX(MatrixXf(sC),dC);

    sC = kroneckerProduct(sA.transpose(),sB);
    dC = kroneckerProduct(dA.transpose(),dB);
    VERIFY_IS_APPROX(MatrixXf(sC),dC);

    sC = kroneckerProduct(sA.transpose(),sB.transpose());
    dC = kroneckerProduct(dA.transpose(),dB.transpose());
    VERIFY_IS_APPROX(MatrixXf(sC),dC);

    sC = kroneckerProduct(sA,sB.transpose());
    dC = kroneckerProduct(dA,dB.transpose());
    VERIFY_IS_APPROX(MatrixXf(sC),dC);

    sC2 = kroneckerProduct(sA,sB);
    dC = kroneckerProduct(dA,dB);
    VERIFY_IS_APPROX(MatrixXf(sC2),dC);

    sC2 = kroneckerProduct(dA,sB);
    dC = kroneckerProduct(dA,dB);
    VERIFY_IS_APPROX(MatrixXf(sC2),dC);

    sC2 = kroneckerProduct(sA,dB);
    dC = kroneckerProduct(dA,dB);
    VERIFY_IS_APPROX(MatrixXf(sC2),dC);

    sC2 = kroneckerProduct(2*sA,sB);
    dC = kroneckerProduct(2*dA,dB);
    VERIFY_IS_APPROX(MatrixXf(sC2),dC);
  }
}

#endif

#ifdef EIGEN_TEST_PART_2

// simply check that for a dense kronecker product, sparse module is not needed
#include "main.h"
#include <Eigen/KroneckerProduct>

EIGEN_DECLARE_TEST(kronecker_product)
{
  MatrixXd a(2,2), b(3,3), c;
  a.setRandom();
  b.setRandom();
  c = kroneckerProduct(a,b);
  VERIFY_IS_APPROX(c.block(3,3,3,3), a(1,1)*b);
}

#endif

71%


¤ Dauer der Verarbeitung: 0.12 Sekunden  (vorverarbeitet)  ¤

*© Formatika GbR, Deutschland






Wurzel

Suchen

Beweissystem der NASA

Beweissystem Isabelle

NIST Cobol Testsuite

Cephes Mathematical Library

Wiener Entwicklungsmethode

Haftungshinweis

Die Informationen auf dieser Webseite wurden nach bestem Wissen sorgfältig zusammengestellt. Es wird jedoch weder Vollständigkeit, noch Richtigkeit, noch Qualität der bereit gestellten Informationen zugesichert.

Bemerkung:

Die farbliche Syntaxdarstellung ist noch experimentell.






                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     


Neuigkeiten

     Aktuelles
     Motto des Tages

Software

     Produkte
     Quellcodebibliothek

Aktivitäten

     Artikel über Sicherheit
     Anleitung zur Aktivierung von SSL

Muße

     Gedichte
     Musik
     Bilder

Jenseits des Üblichen ....

Besucherstatistik

Besucherstatistik

Monitoring

Montastic status badge