libcruft-util/matrix.ipp

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C++

/*
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*/
#ifdef __UTIL_MATRIX_IPP
#error
#endif
#define __UTIL_MATRIX_IPP
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
template <size_t Rows, size_t Cols, typename T>
T*
util::matrix<Rows,Cols,T>::operator[] (size_t idx)
{
return this->values[idx];
}
//-----------------------------------------------------------------------------
template <size_t Rows, size_t Cols, typename T>
const T*
util::matrix<Rows,Cols,T>::operator[] (size_t idx) const
{
return this->values[idx];
}
//-----------------------------------------------------------------------------
template <size_t Rows, size_t Cols, typename T>
T*
util::matrix<Rows,Cols,T>::data (void)
{
return begin ();
}
//-----------------------------------------------------------------------------
template <size_t Rows, size_t Cols, typename T>
const T*
util::matrix<Rows,Cols,T>::data (void) const
{
return begin ();
}
//-----------------------------------------------------------------------------
template <size_t Rows, size_t Cols, typename T>
const T*
util::matrix<Rows,Cols,T>::begin (void) const
{
return &(*this)[0][0];
}
//-----------------------------------------------------------------------------
template <size_t Rows, size_t Cols, typename T>
const T*
util::matrix<Rows,Cols,T>::end (void) const
{
return &(*this)[Rows][0];
}
//-----------------------------------------------------------------------------
template <size_t Rows, size_t Cols, typename T>
const T*
util::matrix<Rows,Cols,T>::cbegin (void) const
{
return begin ();
}
//-----------------------------------------------------------------------------
template <size_t Rows, size_t Cols, typename T>
const T*
util::matrix<Rows,Cols,T>::cend (void) const
{
return end ();
}
//-----------------------------------------------------------------------------
template <size_t Rows, size_t Cols, typename T>
T*
util::matrix<Rows,Cols,T>::begin (void)
{
return &(*this)[0][0];
}
//-----------------------------------------------------------------------------
template <size_t Rows, size_t Cols, typename T>
T*
util::matrix<Rows,Cols,T>::end (void)
{
return &(*this)[Rows][0];
}
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
template <size_t Rows, size_t Cols, typename T>
template <typename U>
util::matrix<Rows,Cols,U>
util::matrix<Rows,Cols,T>::cast (void) const
{
util::matrix<Rows,Cols,T> out;
std::copy (cbegin (), cend (), std::begin (out));
return out;
}
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#define MATRIX_ELEMENT_OP(OP) \
template <size_t Rows, size_t Cols, typename T> \
constexpr \
util::matrix<Rows,Cols,T> \
util::operator OP ( \
const util::matrix<Rows,Cols,T> &a, \
const util::matrix<Rows,Cols,T> &b) \
{ \
util::matrix<Rows,Cols,T> res {}; \
\
for (size_t i = 0; i < a.rows; ++i) \
for (size_t j = 0; j < a.cols; ++j) \
res[i][j] = a[i][j] OP b[i][j]; \
\
return res; \
}
MATRIX_ELEMENT_OP(-)
MATRIX_ELEMENT_OP(+)
#undef MATRIX_ELEMENT_OP
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#define MATRIX_SCALAR_OP(OP) \
template <size_t Rows, size_t Cols, typename T> \
constexpr \
util::matrix<Rows,Cols,T> \
util::operator OP (const util::matrix<Rows,Cols,T> &m, const T t) \
{ \
util::matrix<Rows,Cols,T> res {}; \
\
std::transform ( \
std::cbegin (m), \
std::cend (m), \
std::begin (res), \
[&t] (auto x) { return x OP t; } \
); \
\
return res; \
} \
\
\
template <size_t Rows, size_t Cols, typename T> \
constexpr \
util::matrix<Rows,Cols,T> \
util::operator OP (const T t, const util::matrix<Rows,Cols,T> &m) \
{ \
return m OP t; \
} \
\
\
template <size_t Rows, size_t Cols, typename T> \
constexpr \
util::matrix<Rows,Cols,T>& \
util::operator OP##= (util::matrix<Rows,Cols,T> &m, T t) \
{ \
std::transform ( \
std::cbegin (m), \
std::cend (m), \
std::begin (m), \
[&t] (auto x) { return x OP t; } \
); \
\
return m; \
}
MATRIX_SCALAR_OP(*)
MATRIX_SCALAR_OP(/)
MATRIX_SCALAR_OP(+)
MATRIX_SCALAR_OP(-)
#undef MATRIX_SCALAR_OP
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
template <
std::size_t R1, std::size_t C1,
std::size_t R2, std::size_t C2,
typename T
>
constexpr
util::matrix<R1,C2,T>
util::operator* (const matrix<R1,C1,T> &a, const matrix<R2,C2,T> &b)
{
static_assert (R2 == C1);
matrix<R1,C2,T> res {0};
for (size_t r = 0; r < R1; ++r)
for (size_t c = 0; c < C2; ++c)
for (size_t i = 0; i < R2; ++i)
res[r][c] += a[r][i] * b[i][c];
return res;
}
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
template <size_t Rows, size_t Cols, typename T>
constexpr
util::matrix<Rows,Cols,T>
util::matrix<Rows,Cols,T>::zeroes (void)
{
return {0};
}
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
template <size_t Rows, size_t Cols, typename T>
constexpr
util::matrix<Rows,Cols,T>
util::matrix<Rows,Cols,T>::identity (void)
{
static_assert (Rows == Cols);
auto m = zeroes ();
for (size_t i = 0; i < Rows; ++i)
m[i][i] = 1;
return m;
}
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
template <size_t Rows, size_t Cols, typename T>
constexpr
bool
util::operator== (const matrix<Rows,Cols,T> &a, const matrix<Rows,Cols,T> &b)
{
return std::equal (std::cbegin (a), std::cend (a), std::cbegin (b));
}
//-----------------------------------------------------------------------------
template <size_t Rows, size_t Cols, typename T>
constexpr
bool
util::operator!= (const matrix<Rows,Cols,T> &a, const matrix<Rows,Cols,T> &b)
{
return !(a == b);
}
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
template <size_t Rows, size_t Cols, typename T>
util::matrix<Rows,Cols,T>
util::abs (const util::matrix<Rows,Cols,T> &src)
{
util::matrix<Rows,Cols,T> dst;
std::transform (std::cbegin (src), std::cend (src), std::begin (dst), util::abs<T>);
return dst;
}
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
template <size_t Rows, size_t Cols, typename T>
constexpr
T
util::sum (const util::matrix<Rows, Cols,T> &src)
{
return sum (std::cbegin (src), std::cend (src));
}