logplus/BaseFun/include/Matrix1.h

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// Matrix.h
//
// 操作矩阵的类 CMatrix1 的声明接口
//
// 编制, 2002/8
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#if !defined(AFX_MATRIX_H__ACEC32EA_5254_4C23_A8BD_12F9220EF43A__INCLUDED_)
#define AFX_MATRIX_H__ACEC32EA_5254_4C23_A8BD_12F9220EF43A__INCLUDED_

#include "BaseFun.h"
#include "CStringType.h"
#if !defined(_BITSET_)
#	include <bitset>
#endif // !defined(_BITSET_)
#ifndef BOOL
#define BOOL bool
#endif
#ifndef TRUE
#define TRUE true
#endif

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//
//(-- class CTokenizer1
//
class BASEFUN_EXPORT CTokenizer1
{
public:
	CTokenizer1(const CString& cs, const CString& csDelim) : m_cs(cs), m_nCurPos(0)
	{
		SetDelimiters(csDelim);
	}
	void SetDelimiters(const CString& csDelim)
	{
		for(int i = 0; i < csDelim.GetLength(); ++i){
			char * c=csDelim.GetString();
			m_sDelimiter.set(static_cast<BYTE>(c[i]));
		}
	}

	BOOL Next(CString& cs)
	{
		cs.Empty();

		while(m_nCurPos < m_cs.GetLength() && m_sDelimiter[static_cast<BYTE>(m_cs[m_nCurPos])])
			++m_nCurPos;

		if(m_nCurPos >= m_cs.GetLength())
			return FALSE;

		int nStartPos = m_nCurPos;
		while(m_nCurPos < m_cs.GetLength() && !m_sDelimiter[static_cast<BYTE>(m_cs[m_nCurPos])])
			++m_nCurPos;
		
		cs = m_cs.Mid(nStartPos, m_nCurPos - nStartPos);

		return TRUE;
	}

	CString	Tail() const
	{
		int nCurPos = m_nCurPos;
		char *ch=m_cs.GetString();

		while(nCurPos < m_cs.GetLength()) {
			if(!m_sDelimiter[static_cast<BYTE>(ch[nCurPos])]) break;
			++nCurPos;
		}
		CString csResult;

		if(nCurPos < m_cs.GetLength())
			csResult = m_cs.Mid(nCurPos);

		return csResult;
	}

private:
	CString m_cs;
	std::bitset<256> m_sDelimiter;
	int m_nCurPos;
};
//
//--) // class CTokenizer1
//
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//
//(-- class CMatrix1
//
class BASEFUN_EXPORT CMatrix1  
{
	//
	// 公有接口函数
	//
public:

	//
	// 构造与析构
	//

	CMatrix1();										// 基础构造函数
	CMatrix1(int nRows, int nCols);					// 指定行列构造函数
	CMatrix1(int nRows, int nCols, float value[]);	// 指定数据构造函数
	CMatrix1(int nSize);								// 方阵构造函数
	CMatrix1(int nSize, float value[]);				// 指定数据方阵构造函数
	CMatrix1(const CMatrix1& other);					// 拷贝构造函数
	BOOL	Init(int nRows, int nCols);				// 初始化矩阵	
	BOOL	MakeUnitMatrix(int nSize);				// 将方阵初始化为单位矩阵
	virtual ~CMatrix1();								// 析构函数

	//
	// 输入与显示
	//

	// 将字符串转换为矩阵数据
	BOOL FromString(CString s, const CString& sDelim = " ", BOOL bLineBreak = TRUE);	
	// 将矩阵转换为字符串
	CString ToString(const CString& sDelim = " ", BOOL bLineBreak = TRUE) const;
	// 将矩阵的指定行转换为字符串
	CString RowToString(int nRow, const CString& sDelim = " ") const;
	// 将矩阵的指定列转换为字符串
	CString ColToString(int nCol, const CString& sDelim = " ") const;

	//
	// 元素与值操作
	//

	BOOL	SetElement(int nRow, int nCol, float value);	// 设置指定元素的值
	float	GetElement(int nRow, int nCol) const;			// 获取指定元素的值
	void    SetData(float value[]);						// 设置矩阵的值
	int		GetNumColumns() const;							// 获取矩阵的列数
	int		GetNumRows() const;								// 获取矩阵的行数
	int     GetRowVector(int nRow, float* pVector) const;	// 获取矩阵的指定行矩阵
	int     GetColVector(int nCol, float* pVector) const;	// 获取矩阵的指定列矩阵
	float* GetData() const;								// 获取矩阵的值

	//
	// 数学操作
	//

	CMatrix1& operator=(const CMatrix1& other);
	BOOL operator==(const CMatrix1& other) const;
	BOOL operator!=(const CMatrix1& other) const;
	CMatrix1	operator+(const CMatrix1& other) const;
	CMatrix1	operator-(const CMatrix1& other) const;
	CMatrix1	operator*(float value) const;
	CMatrix1	operator*(const CMatrix1& other) const;
	// 复矩阵乘法
	BOOL CMul(const CMatrix1& AR, const CMatrix1& AI, const CMatrix1& BR, const CMatrix1& BI, CMatrix1& CR, CMatrix1& CI) const;
	// 矩阵的转置
	CMatrix1 Transpose() const;

	//
	// 算法
	//

	// 实矩阵求逆的全选主元高斯－约当法
	BOOL InvertGaussJordan();                                               
	// 复矩阵求逆的全选主元高斯－约当法
	BOOL InvertGaussJordan(CMatrix1& mtxImag);                                 
	// 对称正定矩阵的求逆
	BOOL InvertSsgj();                                              
	// 托伯利兹矩阵求逆的埃兰特方法
	BOOL InvertTrench();                                                    
	// 求行列式值的全选主元高斯消去法
	float DetGauss();                                                              
	// 求矩阵秩的全选主元高斯消去法
	int RankGauss();
	// 对称正定矩阵的乔里斯基分解与行列式的求值
	BOOL DetCholesky(float* dblDet);                                                               
	// 矩阵的三角分解
	BOOL SplitLU(CMatrix1& mtxL, CMatrix1& mtxU);                                     
	// 一般实矩阵的QR分解
	BOOL SplitQR(CMatrix1& mtxQ);                                                      
	// 一般实矩阵的奇异值分解
	BOOL SplitUV(CMatrix1& mtxU, CMatrix1& mtxV, float eps = 0.000001);                                       
	// 求广义逆的奇异值分解法
	BOOL GInvertUV(CMatrix1& mtxAP, CMatrix1& mtxU, CMatrix1& mtxV, float eps = 0.000001);
	// 约化对称矩阵为对称三对角阵的豪斯荷尔德变换法
	BOOL MakeSymTri(CMatrix1& mtxQ, CMatrix1& mtxT, float dblB[], float dblC[]);
	// 实对称三对角阵的全部特征值与特征向量的计算
	BOOL SymTriEigenv(float dblB[], float dblC[], CMatrix1& mtxQ, int nMaxIt = 60, float eps = 0.000001);
	// 约化一般实矩阵为赫申伯格矩阵的初等相似变换法
	void MakeHberg();
	// 求赫申伯格矩阵全部特征值的QR方法
	BOOL HBergEigenv(float dblU[], float dblV[], int nMaxIt = 60, float eps = 0.000001);
	// 求实对称矩阵特征值与特征向量的雅可比法
	BOOL JacobiEigenv(float dblEigenValue[], CMatrix1& mtxEigenVector, int nMaxIt = 60, float eps = 0.000001);
	// 求实对称矩阵特征值与特征向量的雅可比过关法
	BOOL JacobiEigenv2(float dblEigenValue[], CMatrix1& mtxEigenVector, float eps = 0.000001);

	//
	// 保护性数据成员
	//
protected:
	int	m_nNumColumns;			// 矩阵列数
	int	m_nNumRows;				// 矩阵行数
	float*	m_pData;			// 矩阵数据缓冲区

	//
	// 内部函数
	//
private:
	void ppp(float a[], float e[], float s[], float v[], int m, int n);
	void sss(float fg[2], float cs[2]);

};
//
//--) // class CMatrix1
//
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

#endif // !defined(AFX_MATRIX_H__ACEC32EA_5254_4C23_A8BD_12F9220EF43A__INCLUDED_)