Free cookie consent management tool by TermsFeed Policy Generator

source: branches/GeneralizedQAP/HeuristicLab.ExtLibs/HeuristicLab.ALGLIB/3.1.0/ALGLIB-3.1.0/solvers.cs @ 6843

Last change on this file since 6843 was 4977, checked in by gkronber, 14 years ago

Added new alglib classes (version 3.1.0) #875

File size: 169.9 KB
Line 
1/*************************************************************************
2Copyright (c) Sergey Bochkanov (ALGLIB project).
3
4>>> SOURCE LICENSE >>>
5This program is free software; you can redistribute it and/or modify
6it under the terms of the GNU General Public License as published by
7the Free Software Foundation (www.fsf.org); either version 2 of the
8License, or (at your option) any later version.
9
10This program is distributed in the hope that it will be useful,
11but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
13GNU General Public License for more details.
14
15A copy of the GNU General Public License is available at
16http://www.fsf.org/licensing/licenses
17>>> END OF LICENSE >>>
18*************************************************************************/
19#pragma warning disable 162
20#pragma warning disable 219
21using System;
22
23public partial class alglib
24{
25
26
27    /*************************************************************************
28
29    *************************************************************************/
30    public class densesolverreport
31    {
32        //
33        // Public declarations
34        //
35        public double r1 { get { return _innerobj.r1; } set { _innerobj.r1 = value; } }
36        public double rinf { get { return _innerobj.rinf; } set { _innerobj.rinf = value; } }
37
38        public densesolverreport()
39        {
40            _innerobj = new densesolver.densesolverreport();
41        }
42
43        //
44        // Although some of declarations below are public, you should not use them
45        // They are intended for internal use only
46        //
47        private densesolver.densesolverreport _innerobj;
48        public densesolver.densesolverreport innerobj { get { return _innerobj; } }
49        public densesolverreport(densesolver.densesolverreport obj)
50        {
51            _innerobj = obj;
52        }
53    }
54
55
56    /*************************************************************************
57
58    *************************************************************************/
59    public class densesolverlsreport
60    {
61        //
62        // Public declarations
63        //
64        public double r2 { get { return _innerobj.r2; } set { _innerobj.r2 = value; } }
65        public double[,] cx { get { return _innerobj.cx; } set { _innerobj.cx = value; } }
66        public int n { get { return _innerobj.n; } set { _innerobj.n = value; } }
67        public int k { get { return _innerobj.k; } set { _innerobj.k = value; } }
68
69        public densesolverlsreport()
70        {
71            _innerobj = new densesolver.densesolverlsreport();
72        }
73
74        //
75        // Although some of declarations below are public, you should not use them
76        // They are intended for internal use only
77        //
78        private densesolver.densesolverlsreport _innerobj;
79        public densesolver.densesolverlsreport innerobj { get { return _innerobj; } }
80        public densesolverlsreport(densesolver.densesolverlsreport obj)
81        {
82            _innerobj = obj;
83        }
84    }
85
86    /*************************************************************************
87    Dense solver.
88
89    This  subroutine  solves  a  system  A*x=b,  where A is NxN non-denegerate
90    real matrix, x and b are vectors.
91
92    Algorithm features:
93    * automatic detection of degenerate cases
94    * condition number estimation
95    * iterative refinement
96    * O(N^3) complexity
97
98    INPUT PARAMETERS
99        A       -   array[0..N-1,0..N-1], system matrix
100        N       -   size of A
101        B       -   array[0..N-1], right part
102
103    OUTPUT PARAMETERS
104        Info    -   return code:
105                    * -3    A is singular, or VERY close to singular.
106                            X is filled by zeros in such cases.
107                    * -1    N<=0 was passed
108                    *  1    task is solved (but matrix A may be ill-conditioned,
109                            check R1/RInf parameters for condition numbers).
110        Rep     -   solver report, see below for more info
111        X       -   array[0..N-1], it contains:
112                    * solution of A*x=b if A is non-singular (well-conditioned
113                      or ill-conditioned, but not very close to singular)
114                    * zeros,  if  A  is  singular  or  VERY  close to singular
115                      (in this case Info=-3).
116
117    SOLVER REPORT
118
119    Subroutine sets following fields of the Rep structure:
120    * R1        reciprocal of condition number: 1/cond(A), 1-norm.
121    * RInf      reciprocal of condition number: 1/cond(A), inf-norm.
122
123      -- ALGLIB --
124         Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
125    *************************************************************************/
126    public static void rmatrixsolve(double[,] a, int n, double[] b, out int info, out densesolverreport rep, out double[] x)
127    {
128        info = 0;
129        rep = new densesolverreport();
130        x = new double[0];
131        densesolver.rmatrixsolve(a, n, b, ref info, rep.innerobj, ref x);
132        return;
133    }
134
135    /*************************************************************************
136    Dense solver.
137
138    Similar to RMatrixSolve() but solves task with multiple right parts (where
139    b and x are NxM matrices).
140
141    Algorithm features:
142    * automatic detection of degenerate cases
143    * condition number estimation
144    * optional iterative refinement
145    * O(N^3+M*N^2) complexity
146
147    INPUT PARAMETERS
148        A       -   array[0..N-1,0..N-1], system matrix
149        N       -   size of A
150        B       -   array[0..N-1,0..M-1], right part
151        M       -   right part size
152        RFS     -   iterative refinement switch:
153                    * True - refinement is used.
154                      Less performance, more precision.
155                    * False - refinement is not used.
156                      More performance, less precision.
157
158    OUTPUT PARAMETERS
159        Info    -   same as in RMatrixSolve
160        Rep     -   same as in RMatrixSolve
161        X       -   same as in RMatrixSolve
162
163      -- ALGLIB --
164         Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
165    *************************************************************************/
166    public static void rmatrixsolvem(double[,] a, int n, double[,] b, int m, bool rfs, out int info, out densesolverreport rep, out double[,] x)
167    {
168        info = 0;
169        rep = new densesolverreport();
170        x = new double[0,0];
171        densesolver.rmatrixsolvem(a, n, b, m, rfs, ref info, rep.innerobj, ref x);
172        return;
173    }
174
175    /*************************************************************************
176    Dense solver.
177
178    This  subroutine  solves  a  system  A*X=B,  where A is NxN non-denegerate
179    real matrix given by its LU decomposition, X and B are NxM real matrices.
180
181    Algorithm features:
182    * automatic detection of degenerate cases
183    * O(N^2) complexity
184    * condition number estimation
185
186    No iterative refinement  is provided because exact form of original matrix
187    is not known to subroutine. Use RMatrixSolve or RMatrixMixedSolve  if  you
188    need iterative refinement.
189
190    INPUT PARAMETERS
191        LUA     -   array[0..N-1,0..N-1], LU decomposition, RMatrixLU result
192        P       -   array[0..N-1], pivots array, RMatrixLU result
193        N       -   size of A
194        B       -   array[0..N-1], right part
195
196    OUTPUT PARAMETERS
197        Info    -   same as in RMatrixSolve
198        Rep     -   same as in RMatrixSolve
199        X       -   same as in RMatrixSolve
200
201      -- ALGLIB --
202         Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
203    *************************************************************************/
204    public static void rmatrixlusolve(double[,] lua, int[] p, int n, double[] b, out int info, out densesolverreport rep, out double[] x)
205    {
206        info = 0;
207        rep = new densesolverreport();
208        x = new double[0];
209        densesolver.rmatrixlusolve(lua, p, n, b, ref info, rep.innerobj, ref x);
210        return;
211    }
212
213    /*************************************************************************
214    Dense solver.
215
216    Similar to RMatrixLUSolve() but solves task with multiple right parts
217    (where b and x are NxM matrices).
218
219    Algorithm features:
220    * automatic detection of degenerate cases
221    * O(M*N^2) complexity
222    * condition number estimation
223
224    No iterative refinement  is provided because exact form of original matrix
225    is not known to subroutine. Use RMatrixSolve or RMatrixMixedSolve  if  you
226    need iterative refinement.
227
228    INPUT PARAMETERS
229        LUA     -   array[0..N-1,0..N-1], LU decomposition, RMatrixLU result
230        P       -   array[0..N-1], pivots array, RMatrixLU result
231        N       -   size of A
232        B       -   array[0..N-1,0..M-1], right part
233        M       -   right part size
234
235    OUTPUT PARAMETERS
236        Info    -   same as in RMatrixSolve
237        Rep     -   same as in RMatrixSolve
238        X       -   same as in RMatrixSolve
239
240      -- ALGLIB --
241         Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
242    *************************************************************************/
243    public static void rmatrixlusolvem(double[,] lua, int[] p, int n, double[,] b, int m, out int info, out densesolverreport rep, out double[,] x)
244    {
245        info = 0;
246        rep = new densesolverreport();
247        x = new double[0,0];
248        densesolver.rmatrixlusolvem(lua, p, n, b, m, ref info, rep.innerobj, ref x);
249        return;
250    }
251
252    /*************************************************************************
253    Dense solver.
254
255    This  subroutine  solves  a  system  A*x=b,  where BOTH ORIGINAL A AND ITS
256    LU DECOMPOSITION ARE KNOWN. You can use it if for some  reasons  you  have
257    both A and its LU decomposition.
258
259    Algorithm features:
260    * automatic detection of degenerate cases
261    * condition number estimation
262    * iterative refinement
263    * O(N^2) complexity
264
265    INPUT PARAMETERS
266        A       -   array[0..N-1,0..N-1], system matrix
267        LUA     -   array[0..N-1,0..N-1], LU decomposition, RMatrixLU result
268        P       -   array[0..N-1], pivots array, RMatrixLU result
269        N       -   size of A
270        B       -   array[0..N-1], right part
271
272    OUTPUT PARAMETERS
273        Info    -   same as in RMatrixSolveM
274        Rep     -   same as in RMatrixSolveM
275        X       -   same as in RMatrixSolveM
276
277      -- ALGLIB --
278         Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
279    *************************************************************************/
280    public static void rmatrixmixedsolve(double[,] a, double[,] lua, int[] p, int n, double[] b, out int info, out densesolverreport rep, out double[] x)
281    {
282        info = 0;
283        rep = new densesolverreport();
284        x = new double[0];
285        densesolver.rmatrixmixedsolve(a, lua, p, n, b, ref info, rep.innerobj, ref x);
286        return;
287    }
288
289    /*************************************************************************
290    Dense solver.
291
292    Similar to RMatrixMixedSolve() but  solves task with multiple right  parts
293    (where b and x are NxM matrices).
294
295    Algorithm features:
296    * automatic detection of degenerate cases
297    * condition number estimation
298    * iterative refinement
299    * O(M*N^2) complexity
300
301    INPUT PARAMETERS
302        A       -   array[0..N-1,0..N-1], system matrix
303        LUA     -   array[0..N-1,0..N-1], LU decomposition, RMatrixLU result
304        P       -   array[0..N-1], pivots array, RMatrixLU result
305        N       -   size of A
306        B       -   array[0..N-1,0..M-1], right part
307        M       -   right part size
308
309    OUTPUT PARAMETERS
310        Info    -   same as in RMatrixSolveM
311        Rep     -   same as in RMatrixSolveM
312        X       -   same as in RMatrixSolveM
313
314      -- ALGLIB --
315         Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
316    *************************************************************************/
317    public static void rmatrixmixedsolvem(double[,] a, double[,] lua, int[] p, int n, double[,] b, int m, out int info, out densesolverreport rep, out double[,] x)
318    {
319        info = 0;
320        rep = new densesolverreport();
321        x = new double[0,0];
322        densesolver.rmatrixmixedsolvem(a, lua, p, n, b, m, ref info, rep.innerobj, ref x);
323        return;
324    }
325
326    /*************************************************************************
327    Dense solver. Same as RMatrixSolveM(), but for complex matrices.
328
329    Algorithm features:
330    * automatic detection of degenerate cases
331    * condition number estimation
332    * iterative refinement
333    * O(N^3+M*N^2) complexity
334
335    INPUT PARAMETERS
336        A       -   array[0..N-1,0..N-1], system matrix
337        N       -   size of A
338        B       -   array[0..N-1,0..M-1], right part
339        M       -   right part size
340        RFS     -   iterative refinement switch:
341                    * True - refinement is used.
342                      Less performance, more precision.
343                    * False - refinement is not used.
344                      More performance, less precision.
345
346    OUTPUT PARAMETERS
347        Info    -   same as in RMatrixSolve
348        Rep     -   same as in RMatrixSolve
349        X       -   same as in RMatrixSolve
350
351      -- ALGLIB --
352         Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
353    *************************************************************************/
354    public static void cmatrixsolvem(complex[,] a, int n, complex[,] b, int m, bool rfs, out int info, out densesolverreport rep, out complex[,] x)
355    {
356        info = 0;
357        rep = new densesolverreport();
358        x = new complex[0,0];
359        densesolver.cmatrixsolvem(a, n, b, m, rfs, ref info, rep.innerobj, ref x);
360        return;
361    }
362
363    /*************************************************************************
364    Dense solver. Same as RMatrixSolve(), but for complex matrices.
365
366    Algorithm features:
367    * automatic detection of degenerate cases
368    * condition number estimation
369    * iterative refinement
370    * O(N^3) complexity
371
372    INPUT PARAMETERS
373        A       -   array[0..N-1,0..N-1], system matrix
374        N       -   size of A
375        B       -   array[0..N-1], right part
376
377    OUTPUT PARAMETERS
378        Info    -   same as in RMatrixSolve
379        Rep     -   same as in RMatrixSolve
380        X       -   same as in RMatrixSolve
381
382      -- ALGLIB --
383         Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
384    *************************************************************************/
385    public static void cmatrixsolve(complex[,] a, int n, complex[] b, out int info, out densesolverreport rep, out complex[] x)
386    {
387        info = 0;
388        rep = new densesolverreport();
389        x = new complex[0];
390        densesolver.cmatrixsolve(a, n, b, ref info, rep.innerobj, ref x);
391        return;
392    }
393
394    /*************************************************************************
395    Dense solver. Same as RMatrixLUSolveM(), but for complex matrices.
396
397    Algorithm features:
398    * automatic detection of degenerate cases
399    * O(M*N^2) complexity
400    * condition number estimation
401
402    No iterative refinement  is provided because exact form of original matrix
403    is not known to subroutine. Use CMatrixSolve or CMatrixMixedSolve  if  you
404    need iterative refinement.
405
406    INPUT PARAMETERS
407        LUA     -   array[0..N-1,0..N-1], LU decomposition, RMatrixLU result
408        P       -   array[0..N-1], pivots array, RMatrixLU result
409        N       -   size of A
410        B       -   array[0..N-1,0..M-1], right part
411        M       -   right part size
412
413    OUTPUT PARAMETERS
414        Info    -   same as in RMatrixSolve
415        Rep     -   same as in RMatrixSolve
416        X       -   same as in RMatrixSolve
417
418      -- ALGLIB --
419         Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
420    *************************************************************************/
421    public static void cmatrixlusolvem(complex[,] lua, int[] p, int n, complex[,] b, int m, out int info, out densesolverreport rep, out complex[,] x)
422    {
423        info = 0;
424        rep = new densesolverreport();
425        x = new complex[0,0];
426        densesolver.cmatrixlusolvem(lua, p, n, b, m, ref info, rep.innerobj, ref x);
427        return;
428    }
429
430    /*************************************************************************
431    Dense solver. Same as RMatrixLUSolve(), but for complex matrices.
432
433    Algorithm features:
434    * automatic detection of degenerate cases
435    * O(N^2) complexity
436    * condition number estimation
437
438    No iterative refinement is provided because exact form of original matrix
439    is not known to subroutine. Use CMatrixSolve or CMatrixMixedSolve  if  you
440    need iterative refinement.
441
442    INPUT PARAMETERS
443        LUA     -   array[0..N-1,0..N-1], LU decomposition, CMatrixLU result
444        P       -   array[0..N-1], pivots array, CMatrixLU result
445        N       -   size of A
446        B       -   array[0..N-1], right part
447
448    OUTPUT PARAMETERS
449        Info    -   same as in RMatrixSolve
450        Rep     -   same as in RMatrixSolve
451        X       -   same as in RMatrixSolve
452
453      -- ALGLIB --
454         Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
455    *************************************************************************/
456    public static void cmatrixlusolve(complex[,] lua, int[] p, int n, complex[] b, out int info, out densesolverreport rep, out complex[] x)
457    {
458        info = 0;
459        rep = new densesolverreport();
460        x = new complex[0];
461        densesolver.cmatrixlusolve(lua, p, n, b, ref info, rep.innerobj, ref x);
462        return;
463    }
464
465    /*************************************************************************
466    Dense solver. Same as RMatrixMixedSolveM(), but for complex matrices.
467
468    Algorithm features:
469    * automatic detection of degenerate cases
470    * condition number estimation
471    * iterative refinement
472    * O(M*N^2) complexity
473
474    INPUT PARAMETERS
475        A       -   array[0..N-1,0..N-1], system matrix
476        LUA     -   array[0..N-1,0..N-1], LU decomposition, CMatrixLU result
477        P       -   array[0..N-1], pivots array, CMatrixLU result
478        N       -   size of A
479        B       -   array[0..N-1,0..M-1], right part
480        M       -   right part size
481
482    OUTPUT PARAMETERS
483        Info    -   same as in RMatrixSolveM
484        Rep     -   same as in RMatrixSolveM
485        X       -   same as in RMatrixSolveM
486
487      -- ALGLIB --
488         Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
489    *************************************************************************/
490    public static void cmatrixmixedsolvem(complex[,] a, complex[,] lua, int[] p, int n, complex[,] b, int m, out int info, out densesolverreport rep, out complex[,] x)
491    {
492        info = 0;
493        rep = new densesolverreport();
494        x = new complex[0,0];
495        densesolver.cmatrixmixedsolvem(a, lua, p, n, b, m, ref info, rep.innerobj, ref x);
496        return;
497    }
498
499    /*************************************************************************
500    Dense solver. Same as RMatrixMixedSolve(), but for complex matrices.
501
502    Algorithm features:
503    * automatic detection of degenerate cases
504    * condition number estimation
505    * iterative refinement
506    * O(N^2) complexity
507
508    INPUT PARAMETERS
509        A       -   array[0..N-1,0..N-1], system matrix
510        LUA     -   array[0..N-1,0..N-1], LU decomposition, CMatrixLU result
511        P       -   array[0..N-1], pivots array, CMatrixLU result
512        N       -   size of A
513        B       -   array[0..N-1], right part
514
515    OUTPUT PARAMETERS
516        Info    -   same as in RMatrixSolveM
517        Rep     -   same as in RMatrixSolveM
518        X       -   same as in RMatrixSolveM
519
520      -- ALGLIB --
521         Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
522    *************************************************************************/
523    public static void cmatrixmixedsolve(complex[,] a, complex[,] lua, int[] p, int n, complex[] b, out int info, out densesolverreport rep, out complex[] x)
524    {
525        info = 0;
526        rep = new densesolverreport();
527        x = new complex[0];
528        densesolver.cmatrixmixedsolve(a, lua, p, n, b, ref info, rep.innerobj, ref x);
529        return;
530    }
531
532    /*************************************************************************
533    Dense solver. Same as RMatrixSolveM(), but for symmetric positive definite
534    matrices.
535
536    Algorithm features:
537    * automatic detection of degenerate cases
538    * condition number estimation
539    * O(N^3+M*N^2) complexity
540    * matrix is represented by its upper or lower triangle
541
542    No iterative refinement is provided because such partial representation of
543    matrix does not allow efficient calculation of extra-precise  matrix-vector
544    products for large matrices. Use RMatrixSolve or RMatrixMixedSolve  if  you
545    need iterative refinement.
546
547    INPUT PARAMETERS
548        A       -   array[0..N-1,0..N-1], system matrix
549        N       -   size of A
550        IsUpper -   what half of A is provided
551        B       -   array[0..N-1,0..M-1], right part
552        M       -   right part size
553
554    OUTPUT PARAMETERS
555        Info    -   same as in RMatrixSolve.
556                    Returns -3 for non-SPD matrices.
557        Rep     -   same as in RMatrixSolve
558        X       -   same as in RMatrixSolve
559
560      -- ALGLIB --
561         Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
562    *************************************************************************/
563    public static void spdmatrixsolvem(double[,] a, int n, bool isupper, double[,] b, int m, out int info, out densesolverreport rep, out double[,] x)
564    {
565        info = 0;
566        rep = new densesolverreport();
567        x = new double[0,0];
568        densesolver.spdmatrixsolvem(a, n, isupper, b, m, ref info, rep.innerobj, ref x);
569        return;
570    }
571
572    /*************************************************************************
573    Dense solver. Same as RMatrixSolve(), but for SPD matrices.
574
575    Algorithm features:
576    * automatic detection of degenerate cases
577    * condition number estimation
578    * O(N^3) complexity
579    * matrix is represented by its upper or lower triangle
580
581    No iterative refinement is provided because such partial representation of
582    matrix does not allow efficient calculation of extra-precise  matrix-vector
583    products for large matrices. Use RMatrixSolve or RMatrixMixedSolve  if  you
584    need iterative refinement.
585
586    INPUT PARAMETERS
587        A       -   array[0..N-1,0..N-1], system matrix
588        N       -   size of A
589        IsUpper -   what half of A is provided
590        B       -   array[0..N-1], right part
591
592    OUTPUT PARAMETERS
593        Info    -   same as in RMatrixSolve
594                    Returns -3 for non-SPD matrices.
595        Rep     -   same as in RMatrixSolve
596        X       -   same as in RMatrixSolve
597
598      -- ALGLIB --
599         Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
600    *************************************************************************/
601    public static void spdmatrixsolve(double[,] a, int n, bool isupper, double[] b, out int info, out densesolverreport rep, out double[] x)
602    {
603        info = 0;
604        rep = new densesolverreport();
605        x = new double[0];
606        densesolver.spdmatrixsolve(a, n, isupper, b, ref info, rep.innerobj, ref x);
607        return;
608    }
609
610    /*************************************************************************
611    Dense solver. Same as RMatrixLUSolveM(), but for SPD matrices  represented
612    by their Cholesky decomposition.
613
614    Algorithm features:
615    * automatic detection of degenerate cases
616    * O(M*N^2) complexity
617    * condition number estimation
618    * matrix is represented by its upper or lower triangle
619
620    No iterative refinement is provided because such partial representation of
621    matrix does not allow efficient calculation of extra-precise  matrix-vector
622    products for large matrices. Use RMatrixSolve or RMatrixMixedSolve  if  you
623    need iterative refinement.
624
625    INPUT PARAMETERS
626        CHA     -   array[0..N-1,0..N-1], Cholesky decomposition,
627                    SPDMatrixCholesky result
628        N       -   size of CHA
629        IsUpper -   what half of CHA is provided
630        B       -   array[0..N-1,0..M-1], right part
631        M       -   right part size
632
633    OUTPUT PARAMETERS
634        Info    -   same as in RMatrixSolve
635        Rep     -   same as in RMatrixSolve
636        X       -   same as in RMatrixSolve
637
638      -- ALGLIB --
639         Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
640    *************************************************************************/
641    public static void spdmatrixcholeskysolvem(double[,] cha, int n, bool isupper, double[,] b, int m, out int info, out densesolverreport rep, out double[,] x)
642    {
643        info = 0;
644        rep = new densesolverreport();
645        x = new double[0,0];
646        densesolver.spdmatrixcholeskysolvem(cha, n, isupper, b, m, ref info, rep.innerobj, ref x);
647        return;
648    }
649
650    /*************************************************************************
651    Dense solver. Same as RMatrixLUSolve(), but for  SPD matrices  represented
652    by their Cholesky decomposition.
653
654    Algorithm features:
655    * automatic detection of degenerate cases
656    * O(N^2) complexity
657    * condition number estimation
658    * matrix is represented by its upper or lower triangle
659
660    No iterative refinement is provided because such partial representation of
661    matrix does not allow efficient calculation of extra-precise  matrix-vector
662    products for large matrices. Use RMatrixSolve or RMatrixMixedSolve  if  you
663    need iterative refinement.
664
665    INPUT PARAMETERS
666        CHA     -   array[0..N-1,0..N-1], Cholesky decomposition,
667                    SPDMatrixCholesky result
668        N       -   size of A
669        IsUpper -   what half of CHA is provided
670        B       -   array[0..N-1], right part
671
672    OUTPUT PARAMETERS
673        Info    -   same as in RMatrixSolve
674        Rep     -   same as in RMatrixSolve
675        X       -   same as in RMatrixSolve
676
677      -- ALGLIB --
678         Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
679    *************************************************************************/
680    public static void spdmatrixcholeskysolve(double[,] cha, int n, bool isupper, double[] b, out int info, out densesolverreport rep, out double[] x)
681    {
682        info = 0;
683        rep = new densesolverreport();
684        x = new double[0];
685        densesolver.spdmatrixcholeskysolve(cha, n, isupper, b, ref info, rep.innerobj, ref x);
686        return;
687    }
688
689    /*************************************************************************
690    Dense solver. Same as RMatrixSolveM(), but for Hermitian positive definite
691    matrices.
692
693    Algorithm features:
694    * automatic detection of degenerate cases
695    * condition number estimation
696    * O(N^3+M*N^2) complexity
697    * matrix is represented by its upper or lower triangle
698
699    No iterative refinement is provided because such partial representation of
700    matrix does not allow efficient calculation of extra-precise  matrix-vector
701    products for large matrices. Use RMatrixSolve or RMatrixMixedSolve  if  you
702    need iterative refinement.
703
704    INPUT PARAMETERS
705        A       -   array[0..N-1,0..N-1], system matrix
706        N       -   size of A
707        IsUpper -   what half of A is provided
708        B       -   array[0..N-1,0..M-1], right part
709        M       -   right part size
710
711    OUTPUT PARAMETERS
712        Info    -   same as in RMatrixSolve.
713                    Returns -3 for non-HPD matrices.
714        Rep     -   same as in RMatrixSolve
715        X       -   same as in RMatrixSolve
716
717      -- ALGLIB --
718         Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
719    *************************************************************************/
720    public static void hpdmatrixsolvem(complex[,] a, int n, bool isupper, complex[,] b, int m, out int info, out densesolverreport rep, out complex[,] x)
721    {
722        info = 0;
723        rep = new densesolverreport();
724        x = new complex[0,0];
725        densesolver.hpdmatrixsolvem(a, n, isupper, b, m, ref info, rep.innerobj, ref x);
726        return;
727    }
728
729    /*************************************************************************
730    Dense solver. Same as RMatrixSolve(),  but for Hermitian positive definite
731    matrices.
732
733    Algorithm features:
734    * automatic detection of degenerate cases
735    * condition number estimation
736    * O(N^3) complexity
737    * matrix is represented by its upper or lower triangle
738
739    No iterative refinement is provided because such partial representation of
740    matrix does not allow efficient calculation of extra-precise  matrix-vector
741    products for large matrices. Use RMatrixSolve or RMatrixMixedSolve  if  you
742    need iterative refinement.
743
744    INPUT PARAMETERS
745        A       -   array[0..N-1,0..N-1], system matrix
746        N       -   size of A
747        IsUpper -   what half of A is provided
748        B       -   array[0..N-1], right part
749
750    OUTPUT PARAMETERS
751        Info    -   same as in RMatrixSolve
752                    Returns -3 for non-HPD matrices.
753        Rep     -   same as in RMatrixSolve
754        X       -   same as in RMatrixSolve
755
756      -- ALGLIB --
757         Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
758    *************************************************************************/
759    public static void hpdmatrixsolve(complex[,] a, int n, bool isupper, complex[] b, out int info, out densesolverreport rep, out complex[] x)
760    {
761        info = 0;
762        rep = new densesolverreport();
763        x = new complex[0];
764        densesolver.hpdmatrixsolve(a, n, isupper, b, ref info, rep.innerobj, ref x);
765        return;
766    }
767
768    /*************************************************************************
769    Dense solver. Same as RMatrixLUSolveM(), but for HPD matrices  represented
770    by their Cholesky decomposition.
771
772    Algorithm features:
773    * automatic detection of degenerate cases
774    * O(M*N^2) complexity
775    * condition number estimation
776    * matrix is represented by its upper or lower triangle
777
778    No iterative refinement is provided because such partial representation of
779    matrix does not allow efficient calculation of extra-precise  matrix-vector
780    products for large matrices. Use RMatrixSolve or RMatrixMixedSolve  if  you
781    need iterative refinement.
782
783    INPUT PARAMETERS
784        CHA     -   array[0..N-1,0..N-1], Cholesky decomposition,
785                    HPDMatrixCholesky result
786        N       -   size of CHA
787        IsUpper -   what half of CHA is provided
788        B       -   array[0..N-1,0..M-1], right part
789        M       -   right part size
790
791    OUTPUT PARAMETERS
792        Info    -   same as in RMatrixSolve
793        Rep     -   same as in RMatrixSolve
794        X       -   same as in RMatrixSolve
795
796      -- ALGLIB --
797         Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
798    *************************************************************************/
799    public static void hpdmatrixcholeskysolvem(complex[,] cha, int n, bool isupper, complex[,] b, int m, out int info, out densesolverreport rep, out complex[,] x)
800    {
801        info = 0;
802        rep = new densesolverreport();
803        x = new complex[0,0];
804        densesolver.hpdmatrixcholeskysolvem(cha, n, isupper, b, m, ref info, rep.innerobj, ref x);
805        return;
806    }
807
808    /*************************************************************************
809    Dense solver. Same as RMatrixLUSolve(), but for  HPD matrices  represented
810    by their Cholesky decomposition.
811
812    Algorithm features:
813    * automatic detection of degenerate cases
814    * O(N^2) complexity
815    * condition number estimation
816    * matrix is represented by its upper or lower triangle
817
818    No iterative refinement is provided because such partial representation of
819    matrix does not allow efficient calculation of extra-precise  matrix-vector
820    products for large matrices. Use RMatrixSolve or RMatrixMixedSolve  if  you
821    need iterative refinement.
822
823    INPUT PARAMETERS
824        CHA     -   array[0..N-1,0..N-1], Cholesky decomposition,
825                    SPDMatrixCholesky result
826        N       -   size of A
827        IsUpper -   what half of CHA is provided
828        B       -   array[0..N-1], right part
829
830    OUTPUT PARAMETERS
831        Info    -   same as in RMatrixSolve
832        Rep     -   same as in RMatrixSolve
833        X       -   same as in RMatrixSolve
834
835      -- ALGLIB --
836         Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
837    *************************************************************************/
838    public static void hpdmatrixcholeskysolve(complex[,] cha, int n, bool isupper, complex[] b, out int info, out densesolverreport rep, out complex[] x)
839    {
840        info = 0;
841        rep = new densesolverreport();
842        x = new complex[0];
843        densesolver.hpdmatrixcholeskysolve(cha, n, isupper, b, ref info, rep.innerobj, ref x);
844        return;
845    }
846
847    /*************************************************************************
848    Dense solver.
849
850    This subroutine finds solution of the linear system A*X=B with non-square,
851    possibly degenerate A.  System  is  solved in the least squares sense, and
852    general least squares solution  X = X0 + CX*y  which  minimizes |A*X-B| is
853    returned. If A is non-degenerate, solution in the  usual sense is returned
854
855    Algorithm features:
856    * automatic detection of degenerate cases
857    * iterative refinement
858    * O(N^3) complexity
859
860    INPUT PARAMETERS
861        A       -   array[0..NRows-1,0..NCols-1], system matrix
862        NRows   -   vertical size of A
863        NCols   -   horizontal size of A
864        B       -   array[0..NCols-1], right part
865        Threshold-  a number in [0,1]. Singular values  beyond  Threshold  are
866                    considered  zero.  Set  it to 0.0, if you don't understand
867                    what it means, so the solver will choose good value on its
868                    own.
869
870    OUTPUT PARAMETERS
871        Info    -   return code:
872                    * -4    SVD subroutine failed
873                    * -1    if NRows<=0 or NCols<=0 or Threshold<0 was passed
874                    *  1    if task is solved
875        Rep     -   solver report, see below for more info
876        X       -   array[0..N-1,0..M-1], it contains:
877                    * solution of A*X=B if A is non-singular (well-conditioned
878                      or ill-conditioned, but not very close to singular)
879                    * zeros,  if  A  is  singular  or  VERY  close to singular
880                      (in this case Info=-3).
881
882    SOLVER REPORT
883
884    Subroutine sets following fields of the Rep structure:
885    * R2        reciprocal of condition number: 1/cond(A), 2-norm.
886    * N         = NCols
887    * K         dim(Null(A))
888    * CX        array[0..N-1,0..K-1], kernel of A.
889                Columns of CX store such vectors that A*CX[i]=0.
890
891      -- ALGLIB --
892         Copyright 24.08.2009 by Bochkanov Sergey
893    *************************************************************************/
894    public static void rmatrixsolvels(double[,] a, int nrows, int ncols, double[] b, double threshold, out int info, out densesolverlsreport rep, out double[] x)
895    {
896        info = 0;
897        rep = new densesolverlsreport();
898        x = new double[0];
899        densesolver.rmatrixsolvels(a, nrows, ncols, b, threshold, ref info, rep.innerobj, ref x);
900        return;
901    }
902
903}
904public partial class alglib
905{
906
907
908    /*************************************************************************
909
910    *************************************************************************/
911    public class nleqstate
912    {
913        //
914        // Public declarations
915        //
916        public bool needf { get { return _innerobj.needf; } set { _innerobj.needf = value; } }
917        public bool needfij { get { return _innerobj.needfij; } set { _innerobj.needfij = value; } }
918        public bool xupdated { get { return _innerobj.xupdated; } set { _innerobj.xupdated = value; } }
919        public double f { get { return _innerobj.f; } set { _innerobj.f = value; } }
920        public double[] fi { get { return _innerobj.fi; } }
921        public double[,] j { get { return _innerobj.j; } }
922        public double[] x { get { return _innerobj.x; } }
923
924        public nleqstate()
925        {
926            _innerobj = new nleq.nleqstate();
927        }
928
929        //
930        // Although some of declarations below are public, you should not use them
931        // They are intended for internal use only
932        //
933        private nleq.nleqstate _innerobj;
934        public nleq.nleqstate innerobj { get { return _innerobj; } }
935        public nleqstate(nleq.nleqstate obj)
936        {
937            _innerobj = obj;
938        }
939    }
940
941
942    /*************************************************************************
943
944    *************************************************************************/
945    public class nleqreport
946    {
947        //
948        // Public declarations
949        //
950        public int iterationscount { get { return _innerobj.iterationscount; } set { _innerobj.iterationscount = value; } }
951        public int nfunc { get { return _innerobj.nfunc; } set { _innerobj.nfunc = value; } }
952        public int njac { get { return _innerobj.njac; } set { _innerobj.njac = value; } }
953        public int terminationtype { get { return _innerobj.terminationtype; } set { _innerobj.terminationtype = value; } }
954
955        public nleqreport()
956        {
957            _innerobj = new nleq.nleqreport();
958        }
959
960        //
961        // Although some of declarations below are public, you should not use them
962        // They are intended for internal use only
963        //
964        private nleq.nleqreport _innerobj;
965        public nleq.nleqreport innerobj { get { return _innerobj; } }
966        public nleqreport(nleq.nleqreport obj)
967        {
968            _innerobj = obj;
969        }
970    }
971
972    /*************************************************************************
973                    LEVENBERG-MARQUARDT-LIKE NONLINEAR SOLVER
974
975    DESCRIPTION:
976    This algorithm solves system of nonlinear equations
977        F[0](x[0], ..., x[n-1])   = 0
978        F[1](x[0], ..., x[n-1])   = 0
979        ...
980        F[M-1](x[0], ..., x[n-1]) = 0
981    with M/N do not necessarily coincide.  Algorithm  converges  quadratically
982    under following conditions:
983        * the solution set XS is nonempty
984        * for some xs in XS there exist such neighbourhood N(xs) that:
985          * vector function F(x) and its Jacobian J(x) are continuously
986            differentiable on N
987          * ||F(x)|| provides local error bound on N, i.e. there  exists  such
988            c1, that ||F(x)||>c1*distance(x,XS)
989    Note that these conditions are much more weaker than usual non-singularity
990    conditions. For example, algorithm will converge for any  affine  function
991    F (whether its Jacobian singular or not).
992
993
994    REQUIREMENTS:
995    Algorithm will request following information during its operation:
996    * function vector F[] and Jacobian matrix at given point X
997    * value of merit function f(x)=F[0]^2(x)+...+F[M-1]^2(x) at given point X
998
999
1000    USAGE:
1001    1. User initializes algorithm state with NLEQCreateLM() call
1002    2. User tunes solver parameters with  NLEQSetCond(),  NLEQSetStpMax()  and
1003       other functions
1004    3. User  calls  NLEQSolve()  function  which  takes  algorithm  state  and
1005       pointers (delegates, etc.) to callback functions which calculate  merit
1006       function value and Jacobian.
1007    4. User calls NLEQResults() to get solution
1008    5. Optionally, user may call NLEQRestartFrom() to  solve  another  problem
1009       with same parameters (N/M) but another starting  point  and/or  another
1010       function vector. NLEQRestartFrom() allows to reuse already  initialized
1011       structure.
1012
1013
1014    INPUT PARAMETERS:
1015        N       -   space dimension, N>1:
1016                    * if provided, only leading N elements of X are used
1017                    * if not provided, determined automatically from size of X
1018        M       -   system size
1019        X       -   starting point
1020
1021
1022    OUTPUT PARAMETERS:
1023        State   -   structure which stores algorithm state
1024
1025
1026    NOTES:
1027    1. you may tune stopping conditions with NLEQSetCond() function
1028    2. if target function contains exp() or other fast growing functions,  and
1029       optimization algorithm makes too large steps which leads  to  overflow,
1030       use NLEQSetStpMax() function to bound algorithm's steps.
1031    3. this  algorithm  is  a  slightly  modified implementation of the method
1032       described  in  'Levenberg-Marquardt  method  for constrained  nonlinear
1033       equations with strong local convergence properties' by Christian Kanzow
1034       Nobuo Yamashita and Masao Fukushima and further  developed  in  'On the
1035       convergence of a New Levenberg-Marquardt Method'  by  Jin-yan  Fan  and
1036       Ya-Xiang Yuan.
1037
1038
1039      -- ALGLIB --
1040         Copyright 20.08.2009 by Bochkanov Sergey
1041    *************************************************************************/
1042    public static void nleqcreatelm(int n, int m, double[] x, out nleqstate state)
1043    {
1044        state = new nleqstate();
1045        nleq.nleqcreatelm(n, m, x, state.innerobj);
1046        return;
1047    }
1048    public static void nleqcreatelm(int m, double[] x, out nleqstate state)
1049    {
1050        int n;
1051
1052        state = new nleqstate();
1053        n = ap.len(x);
1054        nleq.nleqcreatelm(n, m, x, state.innerobj);
1055
1056        return;
1057    }
1058
1059    /*************************************************************************
1060    This function sets stopping conditions for the nonlinear solver
1061
1062    INPUT PARAMETERS:
1063        State   -   structure which stores algorithm state
1064        EpsF    -   >=0
1065                    The subroutine finishes  its work if on k+1-th iteration
1066                    the condition ||F||<=EpsF is satisfied
1067        MaxIts  -   maximum number of iterations. If MaxIts=0, the  number  of
1068                    iterations is unlimited.
1069
1070    Passing EpsF=0 and MaxIts=0 simultaneously will lead to  automatic
1071    stopping criterion selection (small EpsF).
1072
1073    NOTES:
1074
1075      -- ALGLIB --
1076         Copyright 20.08.2010 by Bochkanov Sergey
1077    *************************************************************************/
1078    public static void nleqsetcond(nleqstate state, double epsf, int maxits)
1079    {
1080
1081        nleq.nleqsetcond(state.innerobj, epsf, maxits);
1082        return;
1083    }
1084
1085    /*************************************************************************
1086    This function turns on/off reporting.
1087
1088    INPUT PARAMETERS:
1089        State   -   structure which stores algorithm state
1090        NeedXRep-   whether iteration reports are needed or not
1091
1092    If NeedXRep is True, algorithm will call rep() callback function if  it is
1093    provided to NLEQSolve().
1094
1095      -- ALGLIB --
1096         Copyright 20.08.2010 by Bochkanov Sergey
1097    *************************************************************************/
1098    public static void nleqsetxrep(nleqstate state, bool needxrep)
1099    {
1100
1101        nleq.nleqsetxrep(state.innerobj, needxrep);
1102        return;
1103    }
1104
1105    /*************************************************************************
1106    This function sets maximum step length
1107
1108    INPUT PARAMETERS:
1109        State   -   structure which stores algorithm state
1110        StpMax  -   maximum step length, >=0. Set StpMax to 0.0,  if you don't
1111                    want to limit step length.
1112
1113    Use this subroutine when target function  contains  exp()  or  other  fast
1114    growing functions, and algorithm makes  too  large  steps  which  lead  to
1115    overflow. This function allows us to reject steps that are too large  (and
1116    therefore expose us to the possible overflow) without actually calculating
1117    function value at the x+stp*d.
1118
1119      -- ALGLIB --
1120         Copyright 20.08.2010 by Bochkanov Sergey
1121    *************************************************************************/
1122    public static void nleqsetstpmax(nleqstate state, double stpmax)
1123    {
1124
1125        nleq.nleqsetstpmax(state.innerobj, stpmax);
1126        return;
1127    }
1128
1129    /*************************************************************************
1130    This function provides reverse communication interface
1131    Reverse communication interface is not documented or recommended to use.
1132    See below for functions which provide better documented API
1133    *************************************************************************/
1134    public static bool nleqiteration(nleqstate state)
1135    {
1136
1137        bool result = nleq.nleqiteration(state.innerobj);
1138        return result;
1139    }
1140    /*************************************************************************
1141    This family of functions is used to launcn iterations of nonlinear solver
1142
1143    These functions accept following parameters:
1144        func    -   callback which calculates function (or merit function)
1145                    value func at given point x
1146        jac     -   callback which calculates function vector fi[]
1147                    and Jacobian jac at given point x
1148        rep     -   optional callback which is called after each iteration
1149                    can be null
1150        obj     -   optional object which is passed to func/grad/hess/jac/rep
1151                    can be null
1152
1153
1154      -- ALGLIB --
1155         Copyright 20.03.2009 by Bochkanov Sergey
1156
1157    *************************************************************************/
1158    public static void nleqsolve(nleqstate state, ndimensional_func func, ndimensional_jac  jac, ndimensional_rep rep, object obj)
1159    {
1160        if( func==null )
1161            throw new alglibexception("ALGLIB: error in 'nleqsolve()' (func is null)");
1162        if( jac==null )
1163            throw new alglibexception("ALGLIB: error in 'nleqsolve()' (jac is null)");
1164        while( alglib.nleqiteration(state) )
1165        {
1166            if( state.needf )
1167            {
1168                func(state.x, ref state.innerobj.f, obj);
1169                continue;
1170            }
1171            if( state.needfij )
1172            {
1173                jac(state.x, state.innerobj.fi, state.innerobj.j, obj);
1174                continue;
1175            }
1176            if( state.innerobj.xupdated )
1177            {
1178                if( rep!=null )
1179                    rep(state.innerobj.x, state.innerobj.f, obj);
1180                continue;
1181            }
1182            throw new alglibexception("ALGLIB: error in 'nleqsolve' (some derivatives were not provided?)");
1183        }
1184    }
1185
1186
1187
1188    /*************************************************************************
1189    NLEQ solver results
1190
1191    INPUT PARAMETERS:
1192        State   -   algorithm state.
1193
1194    OUTPUT PARAMETERS:
1195        X       -   array[0..N-1], solution
1196        Rep     -   optimization report:
1197                    * Rep.TerminationType completetion code:
1198                        * -4    ERROR:  algorithm   has   converged   to   the
1199                                stationary point Xf which is local minimum  of
1200                                f=F[0]^2+...+F[m-1]^2, but is not solution  of
1201                                nonlinear system.
1202                        *  1    sqrt(f)<=EpsF.
1203                        *  5    MaxIts steps was taken
1204                        *  7    stopping conditions are too stringent,
1205                                further improvement is impossible
1206                    * Rep.IterationsCount contains iterations count
1207                    * NFEV countains number of function calculations
1208                    * ActiveConstraints contains number of active constraints
1209
1210      -- ALGLIB --
1211         Copyright 20.08.2009 by Bochkanov Sergey
1212    *************************************************************************/
1213    public static void nleqresults(nleqstate state, out double[] x, out nleqreport rep)
1214    {
1215        x = new double[0];
1216        rep = new nleqreport();
1217        nleq.nleqresults(state.innerobj, ref x, rep.innerobj);
1218        return;
1219    }
1220
1221    /*************************************************************************
1222    NLEQ solver results
1223
1224    Buffered implementation of NLEQResults(), which uses pre-allocated  buffer
1225    to store X[]. If buffer size is  too  small,  it  resizes  buffer.  It  is
1226    intended to be used in the inner cycles of performance critical algorithms
1227    where array reallocation penalty is too large to be ignored.
1228
1229      -- ALGLIB --
1230         Copyright 20.08.2009 by Bochkanov Sergey
1231    *************************************************************************/
1232    public static void nleqresultsbuf(nleqstate state, ref double[] x, nleqreport rep)
1233    {
1234
1235        nleq.nleqresultsbuf(state.innerobj, ref x, rep.innerobj);
1236        return;
1237    }
1238
1239    /*************************************************************************
1240    This  subroutine  restarts  CG  algorithm from new point. All optimization
1241    parameters are left unchanged.
1242
1243    This  function  allows  to  solve multiple  optimization  problems  (which
1244    must have same number of dimensions) without object reallocation penalty.
1245
1246    INPUT PARAMETERS:
1247        State   -   structure used for reverse communication previously
1248                    allocated with MinCGCreate call.
1249        X       -   new starting point.
1250        BndL    -   new lower bounds
1251        BndU    -   new upper bounds
1252
1253      -- ALGLIB --
1254         Copyright 30.07.2010 by Bochkanov Sergey
1255    *************************************************************************/
1256    public static void nleqrestartfrom(nleqstate state, double[] x)
1257    {
1258
1259        nleq.nleqrestartfrom(state.innerobj, x);
1260        return;
1261    }
1262
1263}
1264public partial class alglib
1265{
1266    public class densesolver
1267    {
1268        public class densesolverreport
1269        {
1270            public double r1;
1271            public double rinf;
1272        };
1273
1274
1275        public class densesolverlsreport
1276        {
1277            public double r2;
1278            public double[,] cx;
1279            public int n;
1280            public int k;
1281            public densesolverlsreport()
1282            {
1283                cx = new double[0,0];
1284            }
1285        };
1286
1287
1288
1289
1290        /*************************************************************************
1291        Dense solver.
1292
1293        This  subroutine  solves  a  system  A*x=b,  where A is NxN non-denegerate
1294        real matrix, x and b are vectors.
1295
1296        Algorithm features:
1297        * automatic detection of degenerate cases
1298        * condition number estimation
1299        * iterative refinement
1300        * O(N^3) complexity
1301
1302        INPUT PARAMETERS
1303            A       -   array[0..N-1,0..N-1], system matrix
1304            N       -   size of A
1305            B       -   array[0..N-1], right part
1306
1307        OUTPUT PARAMETERS
1308            Info    -   return code:
1309                        * -3    A is singular, or VERY close to singular.
1310                                X is filled by zeros in such cases.
1311                        * -1    N<=0 was passed
1312                        *  1    task is solved (but matrix A may be ill-conditioned,
1313                                check R1/RInf parameters for condition numbers).
1314            Rep     -   solver report, see below for more info
1315            X       -   array[0..N-1], it contains:
1316                        * solution of A*x=b if A is non-singular (well-conditioned
1317                          or ill-conditioned, but not very close to singular)
1318                        * zeros,  if  A  is  singular  or  VERY  close to singular
1319                          (in this case Info=-3).
1320
1321        SOLVER REPORT
1322
1323        Subroutine sets following fields of the Rep structure:
1324        * R1        reciprocal of condition number: 1/cond(A), 1-norm.
1325        * RInf      reciprocal of condition number: 1/cond(A), inf-norm.
1326
1327          -- ALGLIB --
1328             Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
1329        *************************************************************************/
1330        public static void rmatrixsolve(double[,] a,
1331            int n,
1332            double[] b,
1333            ref int info,
1334            densesolverreport rep,
1335            ref double[] x)
1336        {
1337            double[,] bm = new double[0,0];
1338            double[,] xm = new double[0,0];
1339            int i_ = 0;
1340
1341            info = 0;
1342            x = new double[0];
1343
1344            if( n<=0 )
1345            {
1346                info = -1;
1347                return;
1348            }
1349            bm = new double[n, 1];
1350            for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
1351            {
1352                bm[i_,0] = b[i_];
1353            }
1354            rmatrixsolvem(a, n, bm, 1, true, ref info, rep, ref xm);
1355            x = new double[n];
1356            for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
1357            {
1358                x[i_] = xm[i_,0];
1359            }
1360        }
1361
1362
1363        /*************************************************************************
1364        Dense solver.
1365
1366        Similar to RMatrixSolve() but solves task with multiple right parts (where
1367        b and x are NxM matrices).
1368
1369        Algorithm features:
1370        * automatic detection of degenerate cases
1371        * condition number estimation
1372        * optional iterative refinement
1373        * O(N^3+M*N^2) complexity
1374
1375        INPUT PARAMETERS
1376            A       -   array[0..N-1,0..N-1], system matrix
1377            N       -   size of A
1378            B       -   array[0..N-1,0..M-1], right part
1379            M       -   right part size
1380            RFS     -   iterative refinement switch:
1381                        * True - refinement is used.
1382                          Less performance, more precision.
1383                        * False - refinement is not used.
1384                          More performance, less precision.
1385
1386        OUTPUT PARAMETERS
1387            Info    -   same as in RMatrixSolve
1388            Rep     -   same as in RMatrixSolve
1389            X       -   same as in RMatrixSolve
1390
1391          -- ALGLIB --
1392             Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
1393        *************************************************************************/
1394        public static void rmatrixsolvem(double[,] a,
1395            int n,
1396            double[,] b,
1397            int m,
1398            bool rfs,
1399            ref int info,
1400            densesolverreport rep,
1401            ref double[,] x)
1402        {
1403            double[,] da = new double[0,0];
1404            double[,] emptya = new double[0,0];
1405            int[] p = new int[0];
1406            double scalea = 0;
1407            int i = 0;
1408            int j = 0;
1409            int i_ = 0;
1410
1411            info = 0;
1412            x = new double[0,0];
1413
1414           
1415            //
1416            // prepare: check inputs, allocate space...
1417            //
1418            if( n<=0 | m<=0 )
1419            {
1420                info = -1;
1421                return;
1422            }
1423            da = new double[n, n];
1424           
1425            //
1426            // 1. scale matrix, max(|A[i,j]|)
1427            // 2. factorize scaled matrix
1428            // 3. solve
1429            //
1430            scalea = 0;
1431            for(i=0; i<=n-1; i++)
1432            {
1433                for(j=0; j<=n-1; j++)
1434                {
1435                    scalea = Math.Max(scalea, Math.Abs(a[i,j]));
1436                }
1437            }
1438            if( (double)(scalea)==(double)(0) )
1439            {
1440                scalea = 1;
1441            }
1442            scalea = 1/scalea;
1443            for(i=0; i<=n-1; i++)
1444            {
1445                for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
1446                {
1447                    da[i,i_] = a[i,i_];
1448                }
1449            }
1450            trfac.rmatrixlu(ref da, n, n, ref p);
1451            if( rfs )
1452            {
1453                rmatrixlusolveinternal(da, p, scalea, n, a, true, b, m, ref info, rep, ref x);
1454            }
1455            else
1456            {
1457                rmatrixlusolveinternal(da, p, scalea, n, emptya, false, b, m, ref info, rep, ref x);
1458            }
1459        }
1460
1461
1462        /*************************************************************************
1463        Dense solver.
1464
1465        This  subroutine  solves  a  system  A*X=B,  where A is NxN non-denegerate
1466        real matrix given by its LU decomposition, X and B are NxM real matrices.
1467
1468        Algorithm features:
1469        * automatic detection of degenerate cases
1470        * O(N^2) complexity
1471        * condition number estimation
1472
1473        No iterative refinement  is provided because exact form of original matrix
1474        is not known to subroutine. Use RMatrixSolve or RMatrixMixedSolve  if  you
1475        need iterative refinement.
1476
1477        INPUT PARAMETERS
1478            LUA     -   array[0..N-1,0..N-1], LU decomposition, RMatrixLU result
1479            P       -   array[0..N-1], pivots array, RMatrixLU result
1480            N       -   size of A
1481            B       -   array[0..N-1], right part
1482
1483        OUTPUT PARAMETERS
1484            Info    -   same as in RMatrixSolve
1485            Rep     -   same as in RMatrixSolve
1486            X       -   same as in RMatrixSolve
1487           
1488          -- ALGLIB --
1489             Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
1490        *************************************************************************/
1491        public static void rmatrixlusolve(double[,] lua,
1492            int[] p,
1493            int n,
1494            double[] b,
1495            ref int info,
1496            densesolverreport rep,
1497            ref double[] x)
1498        {
1499            double[,] bm = new double[0,0];
1500            double[,] xm = new double[0,0];
1501            int i_ = 0;
1502
1503            info = 0;
1504            x = new double[0];
1505
1506            if( n<=0 )
1507            {
1508                info = -1;
1509                return;
1510            }
1511            bm = new double[n, 1];
1512            for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
1513            {
1514                bm[i_,0] = b[i_];
1515            }
1516            rmatrixlusolvem(lua, p, n, bm, 1, ref info, rep, ref xm);
1517            x = new double[n];
1518            for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
1519            {
1520                x[i_] = xm[i_,0];
1521            }
1522        }
1523
1524
1525        /*************************************************************************
1526        Dense solver.
1527
1528        Similar to RMatrixLUSolve() but solves task with multiple right parts
1529        (where b and x are NxM matrices).
1530
1531        Algorithm features:
1532        * automatic detection of degenerate cases
1533        * O(M*N^2) complexity
1534        * condition number estimation
1535
1536        No iterative refinement  is provided because exact form of original matrix
1537        is not known to subroutine. Use RMatrixSolve or RMatrixMixedSolve  if  you
1538        need iterative refinement.
1539
1540        INPUT PARAMETERS
1541            LUA     -   array[0..N-1,0..N-1], LU decomposition, RMatrixLU result
1542            P       -   array[0..N-1], pivots array, RMatrixLU result
1543            N       -   size of A
1544            B       -   array[0..N-1,0..M-1], right part
1545            M       -   right part size
1546
1547        OUTPUT PARAMETERS
1548            Info    -   same as in RMatrixSolve
1549            Rep     -   same as in RMatrixSolve
1550            X       -   same as in RMatrixSolve
1551
1552          -- ALGLIB --
1553             Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
1554        *************************************************************************/
1555        public static void rmatrixlusolvem(double[,] lua,
1556            int[] p,
1557            int n,
1558            double[,] b,
1559            int m,
1560            ref int info,
1561            densesolverreport rep,
1562            ref double[,] x)
1563        {
1564            double[,] emptya = new double[0,0];
1565            int i = 0;
1566            int j = 0;
1567            double scalea = 0;
1568
1569            info = 0;
1570            x = new double[0,0];
1571
1572           
1573            //
1574            // prepare: check inputs, allocate space...
1575            //
1576            if( n<=0 | m<=0 )
1577            {
1578                info = -1;
1579                return;
1580            }
1581           
1582            //
1583            // 1. scale matrix, max(|U[i,j]|)
1584            //    we assume that LU is in its normal form, i.e. |L[i,j]|<=1
1585            // 2. solve
1586            //
1587            scalea = 0;
1588            for(i=0; i<=n-1; i++)
1589            {
1590                for(j=i; j<=n-1; j++)
1591                {
1592                    scalea = Math.Max(scalea, Math.Abs(lua[i,j]));
1593                }
1594            }
1595            if( (double)(scalea)==(double)(0) )
1596            {
1597                scalea = 1;
1598            }
1599            scalea = 1/scalea;
1600            rmatrixlusolveinternal(lua, p, scalea, n, emptya, false, b, m, ref info, rep, ref x);
1601        }
1602
1603
1604        /*************************************************************************
1605        Dense solver.
1606
1607        This  subroutine  solves  a  system  A*x=b,  where BOTH ORIGINAL A AND ITS
1608        LU DECOMPOSITION ARE KNOWN. You can use it if for some  reasons  you  have
1609        both A and its LU decomposition.
1610
1611        Algorithm features:
1612        * automatic detection of degenerate cases
1613        * condition number estimation
1614        * iterative refinement
1615        * O(N^2) complexity
1616
1617        INPUT PARAMETERS
1618            A       -   array[0..N-1,0..N-1], system matrix
1619            LUA     -   array[0..N-1,0..N-1], LU decomposition, RMatrixLU result
1620            P       -   array[0..N-1], pivots array, RMatrixLU result
1621            N       -   size of A
1622            B       -   array[0..N-1], right part
1623
1624        OUTPUT PARAMETERS
1625            Info    -   same as in RMatrixSolveM
1626            Rep     -   same as in RMatrixSolveM
1627            X       -   same as in RMatrixSolveM
1628
1629          -- ALGLIB --
1630             Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
1631        *************************************************************************/
1632        public static void rmatrixmixedsolve(double[,] a,
1633            double[,] lua,
1634            int[] p,
1635            int n,
1636            double[] b,
1637            ref int info,
1638            densesolverreport rep,
1639            ref double[] x)
1640        {
1641            double[,] bm = new double[0,0];
1642            double[,] xm = new double[0,0];
1643            int i_ = 0;
1644
1645            info = 0;
1646            x = new double[0];
1647
1648            if( n<=0 )
1649            {
1650                info = -1;
1651                return;
1652            }
1653            bm = new double[n, 1];
1654            for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
1655            {
1656                bm[i_,0] = b[i_];
1657            }
1658            rmatrixmixedsolvem(a, lua, p, n, bm, 1, ref info, rep, ref xm);
1659            x = new double[n];
1660            for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
1661            {
1662                x[i_] = xm[i_,0];
1663            }
1664        }
1665
1666
1667        /*************************************************************************
1668        Dense solver.
1669
1670        Similar to RMatrixMixedSolve() but  solves task with multiple right  parts
1671        (where b and x are NxM matrices).
1672
1673        Algorithm features:
1674        * automatic detection of degenerate cases
1675        * condition number estimation
1676        * iterative refinement
1677        * O(M*N^2) complexity
1678
1679        INPUT PARAMETERS
1680            A       -   array[0..N-1,0..N-1], system matrix
1681            LUA     -   array[0..N-1,0..N-1], LU decomposition, RMatrixLU result
1682            P       -   array[0..N-1], pivots array, RMatrixLU result
1683            N       -   size of A
1684            B       -   array[0..N-1,0..M-1], right part
1685            M       -   right part size
1686
1687        OUTPUT PARAMETERS
1688            Info    -   same as in RMatrixSolveM
1689            Rep     -   same as in RMatrixSolveM
1690            X       -   same as in RMatrixSolveM
1691
1692          -- ALGLIB --
1693             Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
1694        *************************************************************************/
1695        public static void rmatrixmixedsolvem(double[,] a,
1696            double[,] lua,
1697            int[] p,
1698            int n,
1699            double[,] b,
1700            int m,
1701            ref int info,
1702            densesolverreport rep,
1703            ref double[,] x)
1704        {
1705            double scalea = 0;
1706            int i = 0;
1707            int j = 0;
1708
1709            info = 0;
1710            x = new double[0,0];
1711
1712           
1713            //
1714            // prepare: check inputs, allocate space...
1715            //
1716            if( n<=0 | m<=0 )
1717            {
1718                info = -1;
1719                return;
1720            }
1721           
1722            //
1723            // 1. scale matrix, max(|A[i,j]|)
1724            // 2. factorize scaled matrix
1725            // 3. solve
1726            //
1727            scalea = 0;
1728            for(i=0; i<=n-1; i++)
1729            {
1730                for(j=0; j<=n-1; j++)
1731                {
1732                    scalea = Math.Max(scalea, Math.Abs(a[i,j]));
1733                }
1734            }
1735            if( (double)(scalea)==(double)(0) )
1736            {
1737                scalea = 1;
1738            }
1739            scalea = 1/scalea;
1740            rmatrixlusolveinternal(lua, p, scalea, n, a, true, b, m, ref info, rep, ref x);
1741        }
1742
1743
1744        /*************************************************************************
1745        Dense solver. Same as RMatrixSolveM(), but for complex matrices.
1746
1747        Algorithm features:
1748        * automatic detection of degenerate cases
1749        * condition number estimation
1750        * iterative refinement
1751        * O(N^3+M*N^2) complexity
1752
1753        INPUT PARAMETERS
1754            A       -   array[0..N-1,0..N-1], system matrix
1755            N       -   size of A
1756            B       -   array[0..N-1,0..M-1], right part
1757            M       -   right part size
1758            RFS     -   iterative refinement switch:
1759                        * True - refinement is used.
1760                          Less performance, more precision.
1761                        * False - refinement is not used.
1762                          More performance, less precision.
1763
1764        OUTPUT PARAMETERS
1765            Info    -   same as in RMatrixSolve
1766            Rep     -   same as in RMatrixSolve
1767            X       -   same as in RMatrixSolve
1768
1769          -- ALGLIB --
1770             Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
1771        *************************************************************************/
1772        public static void cmatrixsolvem(complex[,] a,
1773            int n,
1774            complex[,] b,
1775            int m,
1776            bool rfs,
1777            ref int info,
1778            densesolverreport rep,
1779            ref complex[,] x)
1780        {
1781            complex[,] da = new complex[0,0];
1782            complex[,] emptya = new complex[0,0];
1783            int[] p = new int[0];
1784            double scalea = 0;
1785            int i = 0;
1786            int j = 0;
1787            int i_ = 0;
1788
1789            info = 0;
1790            x = new complex[0,0];
1791
1792           
1793            //
1794            // prepare: check inputs, allocate space...
1795            //
1796            if( n<=0 | m<=0 )
1797            {
1798                info = -1;
1799                return;
1800            }
1801            da = new complex[n, n];
1802           
1803            //
1804            // 1. scale matrix, max(|A[i,j]|)
1805            // 2. factorize scaled matrix
1806            // 3. solve
1807            //
1808            scalea = 0;
1809            for(i=0; i<=n-1; i++)
1810            {
1811                for(j=0; j<=n-1; j++)
1812                {
1813                    scalea = Math.Max(scalea, math.abscomplex(a[i,j]));
1814                }
1815            }
1816            if( (double)(scalea)==(double)(0) )
1817            {
1818                scalea = 1;
1819            }
1820            scalea = 1/scalea;
1821            for(i=0; i<=n-1; i++)
1822            {
1823                for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
1824                {
1825                    da[i,i_] = a[i,i_];
1826                }
1827            }
1828            trfac.cmatrixlu(ref da, n, n, ref p);
1829            if( rfs )
1830            {
1831                cmatrixlusolveinternal(da, p, scalea, n, a, true, b, m, ref info, rep, ref x);
1832            }
1833            else
1834            {
1835                cmatrixlusolveinternal(da, p, scalea, n, emptya, false, b, m, ref info, rep, ref x);
1836            }
1837        }
1838
1839
1840        /*************************************************************************
1841        Dense solver. Same as RMatrixSolve(), but for complex matrices.
1842
1843        Algorithm features:
1844        * automatic detection of degenerate cases
1845        * condition number estimation
1846        * iterative refinement
1847        * O(N^3) complexity
1848
1849        INPUT PARAMETERS
1850            A       -   array[0..N-1,0..N-1], system matrix
1851            N       -   size of A
1852            B       -   array[0..N-1], right part
1853
1854        OUTPUT PARAMETERS
1855            Info    -   same as in RMatrixSolve
1856            Rep     -   same as in RMatrixSolve
1857            X       -   same as in RMatrixSolve
1858
1859          -- ALGLIB --
1860             Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
1861        *************************************************************************/
1862        public static void cmatrixsolve(complex[,] a,
1863            int n,
1864            complex[] b,
1865            ref int info,
1866            densesolverreport rep,
1867            ref complex[] x)
1868        {
1869            complex[,] bm = new complex[0,0];
1870            complex[,] xm = new complex[0,0];
1871            int i_ = 0;
1872
1873            info = 0;
1874            x = new complex[0];
1875
1876            if( n<=0 )
1877            {
1878                info = -1;
1879                return;
1880            }
1881            bm = new complex[n, 1];
1882            for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
1883            {
1884                bm[i_,0] = b[i_];
1885            }
1886            cmatrixsolvem(a, n, bm, 1, true, ref info, rep, ref xm);
1887            x = new complex[n];
1888            for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
1889            {
1890                x[i_] = xm[i_,0];
1891            }
1892        }
1893
1894
1895        /*************************************************************************
1896        Dense solver. Same as RMatrixLUSolveM(), but for complex matrices.
1897
1898        Algorithm features:
1899        * automatic detection of degenerate cases
1900        * O(M*N^2) complexity
1901        * condition number estimation
1902
1903        No iterative refinement  is provided because exact form of original matrix
1904        is not known to subroutine. Use CMatrixSolve or CMatrixMixedSolve  if  you
1905        need iterative refinement.
1906
1907        INPUT PARAMETERS
1908            LUA     -   array[0..N-1,0..N-1], LU decomposition, RMatrixLU result
1909            P       -   array[0..N-1], pivots array, RMatrixLU result
1910            N       -   size of A
1911            B       -   array[0..N-1,0..M-1], right part
1912            M       -   right part size
1913
1914        OUTPUT PARAMETERS
1915            Info    -   same as in RMatrixSolve
1916            Rep     -   same as in RMatrixSolve
1917            X       -   same as in RMatrixSolve
1918
1919          -- ALGLIB --
1920             Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
1921        *************************************************************************/
1922        public static void cmatrixlusolvem(complex[,] lua,
1923            int[] p,
1924            int n,
1925            complex[,] b,
1926            int m,
1927            ref int info,
1928            densesolverreport rep,
1929            ref complex[,] x)
1930        {
1931            complex[,] emptya = new complex[0,0];
1932            int i = 0;
1933            int j = 0;
1934            double scalea = 0;
1935
1936            info = 0;
1937            x = new complex[0,0];
1938
1939           
1940            //
1941            // prepare: check inputs, allocate space...
1942            //
1943            if( n<=0 | m<=0 )
1944            {
1945                info = -1;
1946                return;
1947            }
1948           
1949            //
1950            // 1. scale matrix, max(|U[i,j]|)
1951            //    we assume that LU is in its normal form, i.e. |L[i,j]|<=1
1952            // 2. solve
1953            //
1954            scalea = 0;
1955            for(i=0; i<=n-1; i++)
1956            {
1957                for(j=i; j<=n-1; j++)
1958                {
1959                    scalea = Math.Max(scalea, math.abscomplex(lua[i,j]));
1960                }
1961            }
1962            if( (double)(scalea)==(double)(0) )
1963            {
1964                scalea = 1;
1965            }
1966            scalea = 1/scalea;
1967            cmatrixlusolveinternal(lua, p, scalea, n, emptya, false, b, m, ref info, rep, ref x);
1968        }
1969
1970
1971        /*************************************************************************
1972        Dense solver. Same as RMatrixLUSolve(), but for complex matrices.
1973
1974        Algorithm features:
1975        * automatic detection of degenerate cases
1976        * O(N^2) complexity
1977        * condition number estimation
1978
1979        No iterative refinement is provided because exact form of original matrix
1980        is not known to subroutine. Use CMatrixSolve or CMatrixMixedSolve  if  you
1981        need iterative refinement.
1982
1983        INPUT PARAMETERS
1984            LUA     -   array[0..N-1,0..N-1], LU decomposition, CMatrixLU result
1985            P       -   array[0..N-1], pivots array, CMatrixLU result
1986            N       -   size of A
1987            B       -   array[0..N-1], right part
1988
1989        OUTPUT PARAMETERS
1990            Info    -   same as in RMatrixSolve
1991            Rep     -   same as in RMatrixSolve
1992            X       -   same as in RMatrixSolve
1993
1994          -- ALGLIB --
1995             Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
1996        *************************************************************************/
1997        public static void cmatrixlusolve(complex[,] lua,
1998            int[] p,
1999            int n,
2000            complex[] b,
2001            ref int info,
2002            densesolverreport rep,
2003            ref complex[] x)
2004        {
2005            complex[,] bm = new complex[0,0];
2006            complex[,] xm = new complex[0,0];
2007            int i_ = 0;
2008
2009            info = 0;
2010            x = new complex[0];
2011
2012            if( n<=0 )
2013            {
2014                info = -1;
2015                return;
2016            }
2017            bm = new complex[n, 1];
2018            for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
2019            {
2020                bm[i_,0] = b[i_];
2021            }
2022            cmatrixlusolvem(lua, p, n, bm, 1, ref info, rep, ref xm);
2023            x = new complex[n];
2024            for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
2025            {
2026                x[i_] = xm[i_,0];
2027            }
2028        }
2029
2030
2031        /*************************************************************************
2032        Dense solver. Same as RMatrixMixedSolveM(), but for complex matrices.
2033
2034        Algorithm features:
2035        * automatic detection of degenerate cases
2036        * condition number estimation
2037        * iterative refinement
2038        * O(M*N^2) complexity
2039
2040        INPUT PARAMETERS
2041            A       -   array[0..N-1,0..N-1], system matrix
2042            LUA     -   array[0..N-1,0..N-1], LU decomposition, CMatrixLU result
2043            P       -   array[0..N-1], pivots array, CMatrixLU result
2044            N       -   size of A
2045            B       -   array[0..N-1,0..M-1], right part
2046            M       -   right part size
2047
2048        OUTPUT PARAMETERS
2049            Info    -   same as in RMatrixSolveM
2050            Rep     -   same as in RMatrixSolveM
2051            X       -   same as in RMatrixSolveM
2052
2053          -- ALGLIB --
2054             Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
2055        *************************************************************************/
2056        public static void cmatrixmixedsolvem(complex[,] a,
2057            complex[,] lua,
2058            int[] p,
2059            int n,
2060            complex[,] b,
2061            int m,
2062            ref int info,
2063            densesolverreport rep,
2064            ref complex[,] x)
2065        {
2066            double scalea = 0;
2067            int i = 0;
2068            int j = 0;
2069
2070            info = 0;
2071            x = new complex[0,0];
2072
2073           
2074            //
2075            // prepare: check inputs, allocate space...
2076            //
2077            if( n<=0 | m<=0 )
2078            {
2079                info = -1;
2080                return;
2081            }
2082           
2083            //
2084            // 1. scale matrix, max(|A[i,j]|)
2085            // 2. factorize scaled matrix
2086            // 3. solve
2087            //
2088            scalea = 0;
2089            for(i=0; i<=n-1; i++)
2090            {
2091                for(j=0; j<=n-1; j++)
2092                {
2093                    scalea = Math.Max(scalea, math.abscomplex(a[i,j]));
2094                }
2095            }
2096            if( (double)(scalea)==(double)(0) )
2097            {
2098                scalea = 1;
2099            }
2100            scalea = 1/scalea;
2101            cmatrixlusolveinternal(lua, p, scalea, n, a, true, b, m, ref info, rep, ref x);
2102        }
2103
2104
2105        /*************************************************************************
2106        Dense solver. Same as RMatrixMixedSolve(), but for complex matrices.
2107
2108        Algorithm features:
2109        * automatic detection of degenerate cases
2110        * condition number estimation
2111        * iterative refinement
2112        * O(N^2) complexity
2113
2114        INPUT PARAMETERS
2115            A       -   array[0..N-1,0..N-1], system matrix
2116            LUA     -   array[0..N-1,0..N-1], LU decomposition, CMatrixLU result
2117            P       -   array[0..N-1], pivots array, CMatrixLU result
2118            N       -   size of A
2119            B       -   array[0..N-1], right part
2120
2121        OUTPUT PARAMETERS
2122            Info    -   same as in RMatrixSolveM
2123            Rep     -   same as in RMatrixSolveM
2124            X       -   same as in RMatrixSolveM
2125
2126          -- ALGLIB --
2127             Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
2128        *************************************************************************/
2129        public static void cmatrixmixedsolve(complex[,] a,
2130            complex[,] lua,
2131            int[] p,
2132            int n,
2133            complex[] b,
2134            ref int info,
2135            densesolverreport rep,
2136            ref complex[] x)
2137        {
2138            complex[,] bm = new complex[0,0];
2139            complex[,] xm = new complex[0,0];
2140            int i_ = 0;
2141
2142            info = 0;
2143            x = new complex[0];
2144
2145            if( n<=0 )
2146            {
2147                info = -1;
2148                return;
2149            }
2150            bm = new complex[n, 1];
2151            for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
2152            {
2153                bm[i_,0] = b[i_];
2154            }
2155            cmatrixmixedsolvem(a, lua, p, n, bm, 1, ref info, rep, ref xm);
2156            x = new complex[n];
2157            for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
2158            {
2159                x[i_] = xm[i_,0];
2160            }
2161        }
2162
2163
2164        /*************************************************************************
2165        Dense solver. Same as RMatrixSolveM(), but for symmetric positive definite
2166        matrices.
2167
2168        Algorithm features:
2169        * automatic detection of degenerate cases
2170        * condition number estimation
2171        * O(N^3+M*N^2) complexity
2172        * matrix is represented by its upper or lower triangle
2173
2174        No iterative refinement is provided because such partial representation of
2175        matrix does not allow efficient calculation of extra-precise  matrix-vector
2176        products for large matrices. Use RMatrixSolve or RMatrixMixedSolve  if  you
2177        need iterative refinement.
2178
2179        INPUT PARAMETERS
2180            A       -   array[0..N-1,0..N-1], system matrix
2181            N       -   size of A
2182            IsUpper -   what half of A is provided
2183            B       -   array[0..N-1,0..M-1], right part
2184            M       -   right part size
2185
2186        OUTPUT PARAMETERS
2187            Info    -   same as in RMatrixSolve.
2188                        Returns -3 for non-SPD matrices.
2189            Rep     -   same as in RMatrixSolve
2190            X       -   same as in RMatrixSolve
2191
2192          -- ALGLIB --
2193             Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
2194        *************************************************************************/
2195        public static void spdmatrixsolvem(double[,] a,
2196            int n,
2197            bool isupper,
2198            double[,] b,
2199            int m,
2200            ref int info,
2201            densesolverreport rep,
2202            ref double[,] x)
2203        {
2204            double[,] da = new double[0,0];
2205            double sqrtscalea = 0;
2206            int i = 0;
2207            int j = 0;
2208            int j1 = 0;
2209            int j2 = 0;
2210            int i_ = 0;
2211
2212            info = 0;
2213            x = new double[0,0];
2214
2215           
2216            //
2217            // prepare: check inputs, allocate space...
2218            //
2219            if( n<=0 | m<=0 )
2220            {
2221                info = -1;
2222                return;
2223            }
2224            da = new double[n, n];
2225           
2226            //
2227            // 1. scale matrix, max(|A[i,j]|)
2228            // 2. factorize scaled matrix
2229            // 3. solve
2230            //
2231            sqrtscalea = 0;
2232            for(i=0; i<=n-1; i++)
2233            {
2234                if( isupper )
2235                {
2236                    j1 = i;
2237                    j2 = n-1;
2238                }
2239                else
2240                {
2241                    j1 = 0;
2242                    j2 = i;
2243                }
2244                for(j=j1; j<=j2; j++)
2245                {
2246                    sqrtscalea = Math.Max(sqrtscalea, Math.Abs(a[i,j]));
2247                }
2248            }
2249            if( (double)(sqrtscalea)==(double)(0) )
2250            {
2251                sqrtscalea = 1;
2252            }
2253            sqrtscalea = 1/sqrtscalea;
2254            sqrtscalea = Math.Sqrt(sqrtscalea);
2255            for(i=0; i<=n-1; i++)
2256            {
2257                if( isupper )
2258                {
2259                    j1 = i;
2260                    j2 = n-1;
2261                }
2262                else
2263                {
2264                    j1 = 0;
2265                    j2 = i;
2266                }
2267                for(i_=j1; i_<=j2;i_++)
2268                {
2269                    da[i,i_] = a[i,i_];
2270                }
2271            }
2272            if( !trfac.spdmatrixcholesky(ref da, n, isupper) )
2273            {
2274                x = new double[n, m];
2275                for(i=0; i<=n-1; i++)
2276                {
2277                    for(j=0; j<=m-1; j++)
2278                    {
2279                        x[i,j] = 0;
2280                    }
2281                }
2282                rep.r1 = 0;
2283                rep.rinf = 0;
2284                info = -3;
2285                return;
2286            }
2287            info = 1;
2288            spdmatrixcholeskysolveinternal(da, sqrtscalea, n, isupper, a, true, b, m, ref info, rep, ref x);
2289        }
2290
2291
2292        /*************************************************************************
2293        Dense solver. Same as RMatrixSolve(), but for SPD matrices.
2294
2295        Algorithm features:
2296        * automatic detection of degenerate cases
2297        * condition number estimation
2298        * O(N^3) complexity
2299        * matrix is represented by its upper or lower triangle
2300
2301        No iterative refinement is provided because such partial representation of
2302        matrix does not allow efficient calculation of extra-precise  matrix-vector
2303        products for large matrices. Use RMatrixSolve or RMatrixMixedSolve  if  you
2304        need iterative refinement.
2305
2306        INPUT PARAMETERS
2307            A       -   array[0..N-1,0..N-1], system matrix
2308            N       -   size of A
2309            IsUpper -   what half of A is provided
2310            B       -   array[0..N-1], right part
2311
2312        OUTPUT PARAMETERS
2313            Info    -   same as in RMatrixSolve
2314                        Returns -3 for non-SPD matrices.
2315            Rep     -   same as in RMatrixSolve
2316            X       -   same as in RMatrixSolve
2317
2318          -- ALGLIB --
2319             Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
2320        *************************************************************************/
2321        public static void spdmatrixsolve(double[,] a,
2322            int n,
2323            bool isupper,
2324            double[] b,
2325            ref int info,
2326            densesolverreport rep,
2327            ref double[] x)
2328        {
2329            double[,] bm = new double[0,0];
2330            double[,] xm = new double[0,0];
2331            int i_ = 0;
2332
2333            info = 0;
2334            x = new double[0];
2335
2336            if( n<=0 )
2337            {
2338                info = -1;
2339                return;
2340            }
2341            bm = new double[n, 1];
2342            for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
2343            {
2344                bm[i_,0] = b[i_];
2345            }
2346            spdmatrixsolvem(a, n, isupper, bm, 1, ref info, rep, ref xm);
2347            x = new double[n];
2348            for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
2349            {
2350                x[i_] = xm[i_,0];
2351            }
2352        }
2353
2354
2355        /*************************************************************************
2356        Dense solver. Same as RMatrixLUSolveM(), but for SPD matrices  represented
2357        by their Cholesky decomposition.
2358
2359        Algorithm features:
2360        * automatic detection of degenerate cases
2361        * O(M*N^2) complexity
2362        * condition number estimation
2363        * matrix is represented by its upper or lower triangle
2364
2365        No iterative refinement is provided because such partial representation of
2366        matrix does not allow efficient calculation of extra-precise  matrix-vector
2367        products for large matrices. Use RMatrixSolve or RMatrixMixedSolve  if  you
2368        need iterative refinement.
2369
2370        INPUT PARAMETERS
2371            CHA     -   array[0..N-1,0..N-1], Cholesky decomposition,
2372                        SPDMatrixCholesky result
2373            N       -   size of CHA
2374            IsUpper -   what half of CHA is provided
2375            B       -   array[0..N-1,0..M-1], right part
2376            M       -   right part size
2377
2378        OUTPUT PARAMETERS
2379            Info    -   same as in RMatrixSolve
2380            Rep     -   same as in RMatrixSolve
2381            X       -   same as in RMatrixSolve
2382
2383          -- ALGLIB --
2384             Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
2385        *************************************************************************/
2386        public static void spdmatrixcholeskysolvem(double[,] cha,
2387            int n,
2388            bool isupper,
2389            double[,] b,
2390            int m,
2391            ref int info,
2392            densesolverreport rep,
2393            ref double[,] x)
2394        {
2395            double[,] emptya = new double[0,0];
2396            double sqrtscalea = 0;
2397            int i = 0;
2398            int j = 0;
2399            int j1 = 0;
2400            int j2 = 0;
2401
2402            info = 0;
2403            x = new double[0,0];
2404
2405           
2406            //
2407            // prepare: check inputs, allocate space...
2408            //
2409            if( n<=0 | m<=0 )
2410            {
2411                info = -1;
2412                return;
2413            }
2414           
2415            //
2416            // 1. scale matrix, max(|U[i,j]|)
2417            // 2. factorize scaled matrix
2418            // 3. solve
2419            //
2420            sqrtscalea = 0;
2421            for(i=0; i<=n-1; i++)
2422            {
2423                if( isupper )
2424                {
2425                    j1 = i;
2426                    j2 = n-1;
2427                }
2428                else
2429                {
2430                    j1 = 0;
2431                    j2 = i;
2432                }
2433                for(j=j1; j<=j2; j++)
2434                {
2435                    sqrtscalea = Math.Max(sqrtscalea, Math.Abs(cha[i,j]));
2436                }
2437            }
2438            if( (double)(sqrtscalea)==(double)(0) )
2439            {
2440                sqrtscalea = 1;
2441            }
2442            sqrtscalea = 1/sqrtscalea;
2443            spdmatrixcholeskysolveinternal(cha, sqrtscalea, n, isupper, emptya, false, b, m, ref info, rep, ref x);
2444        }
2445
2446
2447        /*************************************************************************
2448        Dense solver. Same as RMatrixLUSolve(), but for  SPD matrices  represented
2449        by their Cholesky decomposition.
2450
2451        Algorithm features:
2452        * automatic detection of degenerate cases
2453        * O(N^2) complexity
2454        * condition number estimation
2455        * matrix is represented by its upper or lower triangle
2456
2457        No iterative refinement is provided because such partial representation of
2458        matrix does not allow efficient calculation of extra-precise  matrix-vector
2459        products for large matrices. Use RMatrixSolve or RMatrixMixedSolve  if  you
2460        need iterative refinement.
2461
2462        INPUT PARAMETERS
2463            CHA     -   array[0..N-1,0..N-1], Cholesky decomposition,
2464                        SPDMatrixCholesky result
2465            N       -   size of A
2466            IsUpper -   what half of CHA is provided
2467            B       -   array[0..N-1], right part
2468
2469        OUTPUT PARAMETERS
2470            Info    -   same as in RMatrixSolve
2471            Rep     -   same as in RMatrixSolve
2472            X       -   same as in RMatrixSolve
2473
2474          -- ALGLIB --
2475             Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
2476        *************************************************************************/
2477        public static void spdmatrixcholeskysolve(double[,] cha,
2478            int n,
2479            bool isupper,
2480            double[] b,
2481            ref int info,
2482            densesolverreport rep,
2483            ref double[] x)
2484        {
2485            double[,] bm = new double[0,0];
2486            double[,] xm = new double[0,0];
2487            int i_ = 0;
2488
2489            info = 0;
2490            x = new double[0];
2491
2492            if( n<=0 )
2493            {
2494                info = -1;
2495                return;
2496            }
2497            bm = new double[n, 1];
2498            for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
2499            {
2500                bm[i_,0] = b[i_];
2501            }
2502            spdmatrixcholeskysolvem(cha, n, isupper, bm, 1, ref info, rep, ref xm);
2503            x = new double[n];
2504            for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
2505            {
2506                x[i_] = xm[i_,0];
2507            }
2508        }
2509
2510
2511        /*************************************************************************
2512        Dense solver. Same as RMatrixSolveM(), but for Hermitian positive definite
2513        matrices.
2514
2515        Algorithm features:
2516        * automatic detection of degenerate cases
2517        * condition number estimation
2518        * O(N^3+M*N^2) complexity
2519        * matrix is represented by its upper or lower triangle
2520
2521        No iterative refinement is provided because such partial representation of
2522        matrix does not allow efficient calculation of extra-precise  matrix-vector
2523        products for large matrices. Use RMatrixSolve or RMatrixMixedSolve  if  you
2524        need iterative refinement.
2525
2526        INPUT PARAMETERS
2527            A       -   array[0..N-1,0..N-1], system matrix
2528            N       -   size of A
2529            IsUpper -   what half of A is provided
2530            B       -   array[0..N-1,0..M-1], right part
2531            M       -   right part size
2532
2533        OUTPUT PARAMETERS
2534            Info    -   same as in RMatrixSolve.
2535                        Returns -3 for non-HPD matrices.
2536            Rep     -   same as in RMatrixSolve
2537            X       -   same as in RMatrixSolve
2538
2539          -- ALGLIB --
2540             Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
2541        *************************************************************************/
2542        public static void hpdmatrixsolvem(complex[,] a,
2543            int n,
2544            bool isupper,
2545            complex[,] b,
2546            int m,
2547            ref int info,
2548            densesolverreport rep,
2549            ref complex[,] x)
2550        {
2551            complex[,] da = new complex[0,0];
2552            double sqrtscalea = 0;
2553            int i = 0;
2554            int j = 0;
2555            int j1 = 0;
2556            int j2 = 0;
2557            int i_ = 0;
2558
2559            info = 0;
2560            x = new complex[0,0];
2561
2562           
2563            //
2564            // prepare: check inputs, allocate space...
2565            //
2566            if( n<=0 | m<=0 )
2567            {
2568                info = -1;
2569                return;
2570            }
2571            da = new complex[n, n];
2572           
2573            //
2574            // 1. scale matrix, max(|A[i,j]|)
2575            // 2. factorize scaled matrix
2576            // 3. solve
2577            //
2578            sqrtscalea = 0;
2579            for(i=0; i<=n-1; i++)
2580            {
2581                if( isupper )
2582                {
2583                    j1 = i;
2584                    j2 = n-1;
2585                }
2586                else
2587                {
2588                    j1 = 0;
2589                    j2 = i;
2590                }
2591                for(j=j1; j<=j2; j++)
2592                {
2593                    sqrtscalea = Math.Max(sqrtscalea, math.abscomplex(a[i,j]));
2594                }
2595            }
2596            if( (double)(sqrtscalea)==(double)(0) )
2597            {
2598                sqrtscalea = 1;
2599            }
2600            sqrtscalea = 1/sqrtscalea;
2601            sqrtscalea = Math.Sqrt(sqrtscalea);
2602            for(i=0; i<=n-1; i++)
2603            {
2604                if( isupper )
2605                {
2606                    j1 = i;
2607                    j2 = n-1;
2608                }
2609                else
2610                {
2611                    j1 = 0;
2612                    j2 = i;
2613                }
2614                for(i_=j1; i_<=j2;i_++)
2615                {
2616                    da[i,i_] = a[i,i_];
2617                }
2618            }
2619            if( !trfac.hpdmatrixcholesky(ref da, n, isupper) )
2620            {
2621                x = new complex[n, m];
2622                for(i=0; i<=n-1; i++)
2623                {
2624                    for(j=0; j<=m-1; j++)
2625                    {
2626                        x[i,j] = 0;
2627                    }
2628                }
2629                rep.r1 = 0;
2630                rep.rinf = 0;
2631                info = -3;
2632                return;
2633            }
2634            info = 1;
2635            hpdmatrixcholeskysolveinternal(da, sqrtscalea, n, isupper, a, true, b, m, ref info, rep, ref x);
2636        }
2637
2638
2639        /*************************************************************************
2640        Dense solver. Same as RMatrixSolve(),  but for Hermitian positive definite
2641        matrices.
2642
2643        Algorithm features:
2644        * automatic detection of degenerate cases
2645        * condition number estimation
2646        * O(N^3) complexity
2647        * matrix is represented by its upper or lower triangle
2648
2649        No iterative refinement is provided because such partial representation of
2650        matrix does not allow efficient calculation of extra-precise  matrix-vector
2651        products for large matrices. Use RMatrixSolve or RMatrixMixedSolve  if  you
2652        need iterative refinement.
2653
2654        INPUT PARAMETERS
2655            A       -   array[0..N-1,0..N-1], system matrix
2656            N       -   size of A
2657            IsUpper -   what half of A is provided
2658            B       -   array[0..N-1], right part
2659
2660        OUTPUT PARAMETERS
2661            Info    -   same as in RMatrixSolve
2662                        Returns -3 for non-HPD matrices.
2663            Rep     -   same as in RMatrixSolve
2664            X       -   same as in RMatrixSolve
2665
2666          -- ALGLIB --
2667             Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
2668        *************************************************************************/
2669        public static void hpdmatrixsolve(complex[,] a,
2670            int n,
2671            bool isupper,
2672            complex[] b,
2673            ref int info,
2674            densesolverreport rep,
2675            ref complex[] x)
2676        {
2677            complex[,] bm = new complex[0,0];
2678            complex[,] xm = new complex[0,0];
2679            int i_ = 0;
2680
2681            info = 0;
2682            x = new complex[0];
2683
2684            if( n<=0 )
2685            {
2686                info = -1;
2687                return;
2688            }
2689            bm = new complex[n, 1];
2690            for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
2691            {
2692                bm[i_,0] = b[i_];
2693            }
2694            hpdmatrixsolvem(a, n, isupper, bm, 1, ref info, rep, ref xm);
2695            x = new complex[n];
2696            for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
2697            {
2698                x[i_] = xm[i_,0];
2699            }
2700        }
2701
2702
2703        /*************************************************************************
2704        Dense solver. Same as RMatrixLUSolveM(), but for HPD matrices  represented
2705        by their Cholesky decomposition.
2706
2707        Algorithm features:
2708        * automatic detection of degenerate cases
2709        * O(M*N^2) complexity
2710        * condition number estimation
2711        * matrix is represented by its upper or lower triangle
2712
2713        No iterative refinement is provided because such partial representation of
2714        matrix does not allow efficient calculation of extra-precise  matrix-vector
2715        products for large matrices. Use RMatrixSolve or RMatrixMixedSolve  if  you
2716        need iterative refinement.
2717
2718        INPUT PARAMETERS
2719            CHA     -   array[0..N-1,0..N-1], Cholesky decomposition,
2720                        HPDMatrixCholesky result
2721            N       -   size of CHA
2722            IsUpper -   what half of CHA is provided
2723            B       -   array[0..N-1,0..M-1], right part
2724            M       -   right part size
2725
2726        OUTPUT PARAMETERS
2727            Info    -   same as in RMatrixSolve
2728            Rep     -   same as in RMatrixSolve
2729            X       -   same as in RMatrixSolve
2730
2731          -- ALGLIB --
2732             Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
2733        *************************************************************************/
2734        public static void hpdmatrixcholeskysolvem(complex[,] cha,
2735            int n,
2736            bool isupper,
2737            complex[,] b,
2738            int m,
2739            ref int info,
2740            densesolverreport rep,
2741            ref complex[,] x)
2742        {
2743            complex[,] emptya = new complex[0,0];
2744            double sqrtscalea = 0;
2745            int i = 0;
2746            int j = 0;
2747            int j1 = 0;
2748            int j2 = 0;
2749
2750            info = 0;
2751            x = new complex[0,0];
2752
2753           
2754            //
2755            // prepare: check inputs, allocate space...
2756            //
2757            if( n<=0 | m<=0 )
2758            {
2759                info = -1;
2760                return;
2761            }
2762           
2763            //
2764            // 1. scale matrix, max(|U[i,j]|)
2765            // 2. factorize scaled matrix
2766            // 3. solve
2767            //
2768            sqrtscalea = 0;
2769            for(i=0; i<=n-1; i++)
2770            {
2771                if( isupper )
2772                {
2773                    j1 = i;
2774                    j2 = n-1;
2775                }
2776                else
2777                {
2778                    j1 = 0;
2779                    j2 = i;
2780                }
2781                for(j=j1; j<=j2; j++)
2782                {
2783                    sqrtscalea = Math.Max(sqrtscalea, math.abscomplex(cha[i,j]));
2784                }
2785            }
2786            if( (double)(sqrtscalea)==(double)(0) )
2787            {
2788                sqrtscalea = 1;
2789            }
2790            sqrtscalea = 1/sqrtscalea;
2791            hpdmatrixcholeskysolveinternal(cha, sqrtscalea, n, isupper, emptya, false, b, m, ref info, rep, ref x);
2792        }
2793
2794
2795        /*************************************************************************
2796        Dense solver. Same as RMatrixLUSolve(), but for  HPD matrices  represented
2797        by their Cholesky decomposition.
2798
2799        Algorithm features:
2800        * automatic detection of degenerate cases
2801        * O(N^2) complexity
2802        * condition number estimation
2803        * matrix is represented by its upper or lower triangle
2804
2805        No iterative refinement is provided because such partial representation of
2806        matrix does not allow efficient calculation of extra-precise  matrix-vector
2807        products for large matrices. Use RMatrixSolve or RMatrixMixedSolve  if  you
2808        need iterative refinement.
2809
2810        INPUT PARAMETERS
2811            CHA     -   array[0..N-1,0..N-1], Cholesky decomposition,
2812                        SPDMatrixCholesky result
2813            N       -   size of A
2814            IsUpper -   what half of CHA is provided
2815            B       -   array[0..N-1], right part
2816
2817        OUTPUT PARAMETERS
2818            Info    -   same as in RMatrixSolve
2819            Rep     -   same as in RMatrixSolve
2820            X       -   same as in RMatrixSolve
2821
2822          -- ALGLIB --
2823             Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
2824        *************************************************************************/
2825        public static void hpdmatrixcholeskysolve(complex[,] cha,
2826            int n,
2827            bool isupper,
2828            complex[] b,
2829            ref int info,
2830            densesolverreport rep,
2831            ref complex[] x)
2832        {
2833            complex[,] bm = new complex[0,0];
2834            complex[,] xm = new complex[0,0];
2835            int i_ = 0;
2836
2837            info = 0;
2838            x = new complex[0];
2839
2840            if( n<=0 )
2841            {
2842                info = -1;
2843                return;
2844            }
2845            bm = new complex[n, 1];
2846            for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
2847            {
2848                bm[i_,0] = b[i_];
2849            }
2850            hpdmatrixcholeskysolvem(cha, n, isupper, bm, 1, ref info, rep, ref xm);
2851            x = new complex[n];
2852            for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
2853            {
2854                x[i_] = xm[i_,0];
2855            }
2856        }
2857
2858
2859        /*************************************************************************
2860        Dense solver.
2861
2862        This subroutine finds solution of the linear system A*X=B with non-square,
2863        possibly degenerate A.  System  is  solved in the least squares sense, and
2864        general least squares solution  X = X0 + CX*y  which  minimizes |A*X-B| is
2865        returned. If A is non-degenerate, solution in the  usual sense is returned
2866
2867        Algorithm features:
2868        * automatic detection of degenerate cases
2869        * iterative refinement
2870        * O(N^3) complexity
2871
2872        INPUT PARAMETERS
2873            A       -   array[0..NRows-1,0..NCols-1], system matrix
2874            NRows   -   vertical size of A
2875            NCols   -   horizontal size of A
2876            B       -   array[0..NCols-1], right part
2877            Threshold-  a number in [0,1]. Singular values  beyond  Threshold  are
2878                        considered  zero.  Set  it to 0.0, if you don't understand
2879                        what it means, so the solver will choose good value on its
2880                        own.
2881                       
2882        OUTPUT PARAMETERS
2883            Info    -   return code:
2884                        * -4    SVD subroutine failed
2885                        * -1    if NRows<=0 or NCols<=0 or Threshold<0 was passed
2886                        *  1    if task is solved
2887            Rep     -   solver report, see below for more info
2888            X       -   array[0..N-1,0..M-1], it contains:
2889                        * solution of A*X=B if A is non-singular (well-conditioned
2890                          or ill-conditioned, but not very close to singular)
2891                        * zeros,  if  A  is  singular  or  VERY  close to singular
2892                          (in this case Info=-3).
2893
2894        SOLVER REPORT
2895
2896        Subroutine sets following fields of the Rep structure:
2897        * R2        reciprocal of condition number: 1/cond(A), 2-norm.
2898        * N         = NCols
2899        * K         dim(Null(A))
2900        * CX        array[0..N-1,0..K-1], kernel of A.
2901                    Columns of CX store such vectors that A*CX[i]=0.
2902
2903          -- ALGLIB --
2904             Copyright 24.08.2009 by Bochkanov Sergey
2905        *************************************************************************/
2906        public static void rmatrixsolvels(double[,] a,
2907            int nrows,
2908            int ncols,
2909            double[] b,
2910            double threshold,
2911            ref int info,
2912            densesolverlsreport rep,
2913            ref double[] x)
2914        {
2915            double[] sv = new double[0];
2916            double[,] u = new double[0,0];
2917            double[,] vt = new double[0,0];
2918            double[] rp = new double[0];
2919            double[] utb = new double[0];
2920            double[] sutb = new double[0];
2921            double[] tmp = new double[0];
2922            double[] ta = new double[0];
2923            double[] tx = new double[0];
2924            double[] buf = new double[0];
2925            double[] w = new double[0];
2926            int i = 0;
2927            int j = 0;
2928            int nsv = 0;
2929            int kernelidx = 0;
2930            double v = 0;
2931            double verr = 0;
2932            bool svdfailed = new bool();
2933            bool zeroa = new bool();
2934            int rfs = 0;
2935            int nrfs = 0;
2936            bool terminatenexttime = new bool();
2937            bool smallerr = new bool();
2938            int i_ = 0;
2939
2940            info = 0;
2941            x = new double[0];
2942
2943            if( (nrows<=0 | ncols<=0) | (double)(threshold)<(double)(0) )
2944            {
2945                info = -1;
2946                return;
2947            }
2948            if( (double)(threshold)==(double)(0) )
2949            {
2950                threshold = 1000*math.machineepsilon;
2951            }
2952           
2953            //
2954            // Factorize A first
2955            //
2956            svdfailed = !svd.rmatrixsvd(a, nrows, ncols, 1, 2, 2, ref sv, ref u, ref vt);
2957            zeroa = (double)(sv[0])==(double)(0);
2958            if( svdfailed | zeroa )
2959            {
2960                if( svdfailed )
2961                {
2962                    info = -4;
2963                }
2964                else
2965                {
2966                    info = 1;
2967                }
2968                x = new double[ncols];
2969                for(i=0; i<=ncols-1; i++)
2970                {
2971                    x[i] = 0;
2972                }
2973                rep.n = ncols;
2974                rep.k = ncols;
2975                rep.cx = new double[ncols, ncols];
2976                for(i=0; i<=ncols-1; i++)
2977                {
2978                    for(j=0; j<=ncols-1; j++)
2979                    {
2980                        if( i==j )
2981                        {
2982                            rep.cx[i,j] = 1;
2983                        }
2984                        else
2985                        {
2986                            rep.cx[i,j] = 0;
2987                        }
2988                    }
2989                }
2990                rep.r2 = 0;
2991                return;
2992            }
2993            nsv = Math.Min(ncols, nrows);
2994            if( nsv==ncols )
2995            {
2996                rep.r2 = sv[nsv-1]/sv[0];
2997            }
2998            else
2999            {
3000                rep.r2 = 0;
3001            }
3002            rep.n = ncols;
3003            info = 1;
3004           
3005            //
3006            // Iterative refinement of xc combined with solution:
3007            // 1. xc = 0
3008            // 2. calculate r = bc-A*xc using extra-precise dot product
3009            // 3. solve A*y = r
3010            // 4. update x:=x+r
3011            // 5. goto 2
3012            //
3013            // This cycle is executed until one of two things happens:
3014            // 1. maximum number of iterations reached
3015            // 2. last iteration decreased error to the lower limit
3016            //
3017            utb = new double[nsv];
3018            sutb = new double[nsv];
3019            x = new double[ncols];
3020            tmp = new double[ncols];
3021            ta = new double[ncols+1];
3022            tx = new double[ncols+1];
3023            buf = new double[ncols+1];
3024            for(i=0; i<=ncols-1; i++)
3025            {
3026                x[i] = 0;
3027            }
3028            kernelidx = nsv;
3029            for(i=0; i<=nsv-1; i++)
3030            {
3031                if( (double)(sv[i])<=(double)(threshold*sv[0]) )
3032                {
3033                    kernelidx = i;
3034                    break;
3035                }
3036            }
3037            rep.k = ncols-kernelidx;
3038            nrfs = densesolverrfsmaxv2(ncols, rep.r2);
3039            terminatenexttime = false;
3040            rp = new double[nrows];
3041            for(rfs=0; rfs<=nrfs; rfs++)
3042            {
3043                if( terminatenexttime )
3044                {
3045                    break;
3046                }
3047               
3048                //
3049                // calculate right part
3050                //
3051                if( rfs==0 )
3052                {
3053                    for(i_=0; i_<=nrows-1;i_++)
3054                    {
3055                        rp[i_] = b[i_];
3056                    }
3057                }
3058                else
3059                {
3060                    smallerr = true;
3061                    for(i=0; i<=nrows-1; i++)
3062                    {
3063                        for(i_=0; i_<=ncols-1;i_++)
3064                        {
3065                            ta[i_] = a[i,i_];
3066                        }
3067                        ta[ncols] = -1;
3068                        for(i_=0; i_<=ncols-1;i_++)
3069                        {
3070                            tx[i_] = x[i_];
3071                        }
3072                        tx[ncols] = b[i];
3073                        xblas.xdot(ta, tx, ncols+1, ref buf, ref v, ref verr);
3074                        rp[i] = -v;
3075                        smallerr = smallerr & (double)(Math.Abs(v))<(double)(4*verr);
3076                    }
3077                    if( smallerr )
3078                    {
3079                        terminatenexttime = true;
3080                    }
3081                }
3082               
3083                //
3084                // solve A*dx = rp
3085                //
3086                for(i=0; i<=ncols-1; i++)
3087                {
3088                    tmp[i] = 0;
3089                }
3090                for(i=0; i<=nsv-1; i++)
3091                {
3092                    utb[i] = 0;
3093                }
3094                for(i=0; i<=nrows-1; i++)
3095                {
3096                    v = rp[i];
3097                    for(i_=0; i_<=nsv-1;i_++)
3098                    {
3099                        utb[i_] = utb[i_] + v*u[i,i_];
3100                    }
3101                }
3102                for(i=0; i<=nsv-1; i++)
3103                {
3104                    if( i<kernelidx )
3105                    {
3106                        sutb[i] = utb[i]/sv[i];
3107                    }
3108                    else
3109                    {
3110                        sutb[i] = 0;
3111                    }
3112                }
3113                for(i=0; i<=nsv-1; i++)
3114                {
3115                    v = sutb[i];
3116                    for(i_=0; i_<=ncols-1;i_++)
3117                    {
3118                        tmp[i_] = tmp[i_] + v*vt[i,i_];
3119                    }
3120                }
3121               
3122                //
3123                // update x:  x:=x+dx
3124                //
3125                for(i_=0; i_<=ncols-1;i_++)
3126                {
3127                    x[i_] = x[i_] + tmp[i_];
3128                }
3129            }
3130           
3131            //
3132            // fill CX
3133            //
3134            if( rep.k>0 )
3135            {
3136                rep.cx = new double[ncols, rep.k];
3137                for(i=0; i<=rep.k-1; i++)
3138                {
3139                    for(i_=0; i_<=ncols-1;i_++)
3140                    {
3141                        rep.cx[i_,i] = vt[kernelidx+i,i_];
3142                    }
3143                }
3144            }
3145        }
3146
3147
3148        /*************************************************************************
3149        Internal LU solver
3150
3151          -- ALGLIB --
3152             Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
3153        *************************************************************************/
3154        private static void rmatrixlusolveinternal(double[,] lua,
3155            int[] p,
3156            double scalea,
3157            int n,
3158            double[,] a,
3159            bool havea,
3160            double[,] b,
3161            int m,
3162            ref int info,
3163            densesolverreport rep,
3164            ref double[,] x)
3165        {
3166            int i = 0;
3167            int j = 0;
3168            int k = 0;
3169            int rfs = 0;
3170            int nrfs = 0;
3171            double[] xc = new double[0];
3172            double[] y = new double[0];
3173            double[] bc = new double[0];
3174            double[] xa = new double[0];
3175            double[] xb = new double[0];
3176            double[] tx = new double[0];
3177            double v = 0;
3178            double verr = 0;
3179            double mxb = 0;
3180            double scaleright = 0;
3181            bool smallerr = new bool();
3182            bool terminatenexttime = new bool();
3183            int i_ = 0;
3184
3185            info = 0;
3186            x = new double[0,0];
3187
3188            ap.assert((double)(scalea)>(double)(0));
3189           
3190            //
3191            // prepare: check inputs, allocate space...
3192            //
3193            if( n<=0 | m<=0 )
3194            {
3195                info = -1;
3196                return;
3197            }
3198            for(i=0; i<=n-1; i++)
3199            {
3200                if( p[i]>n-1 | p[i]<i )
3201                {
3202                    info = -1;
3203                    return;
3204                }
3205            }
3206            x = new double[n, m];
3207            y = new double[n];
3208            xc = new double[n];
3209            bc = new double[n];
3210            tx = new double[n+1];
3211            xa = new double[n+1];
3212            xb = new double[n+1];
3213           
3214            //
3215            // estimate condition number, test for near singularity
3216            //
3217            rep.r1 = rcond.rmatrixlurcond1(lua, n);
3218            rep.rinf = rcond.rmatrixlurcondinf(lua, n);
3219            if( (double)(rep.r1)<(double)(rcond.rcondthreshold()) | (double)(rep.rinf)<(double)(rcond.rcondthreshold()) )
3220            {
3221                for(i=0; i<=n-1; i++)
3222                {
3223                    for(j=0; j<=m-1; j++)
3224                    {
3225                        x[i,j] = 0;
3226                    }
3227                }
3228                rep.r1 = 0;
3229                rep.rinf = 0;
3230                info = -3;
3231                return;
3232            }
3233            info = 1;
3234           
3235            //
3236            // solve
3237            //
3238            for(k=0; k<=m-1; k++)
3239            {
3240               
3241                //
3242                // copy B to contiguous storage
3243                //
3244                for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
3245                {
3246                    bc[i_] = b[i_,k];
3247                }
3248               
3249                //
3250                // Scale right part:
3251                // * MX stores max(|Bi|)
3252                // * ScaleRight stores actual scaling applied to B when solving systems
3253                //   it is chosen to make |scaleRight*b| close to 1.
3254                //
3255                mxb = 0;
3256                for(i=0; i<=n-1; i++)
3257                {
3258                    mxb = Math.Max(mxb, Math.Abs(bc[i]));
3259                }
3260                if( (double)(mxb)==(double)(0) )
3261                {
3262                    mxb = 1;
3263                }
3264                scaleright = 1/mxb;
3265               
3266                //
3267                // First, non-iterative part of solution process.
3268                // We use separate code for this task because
3269                // XDot is quite slow and we want to save time.
3270                //
3271                for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
3272                {
3273                    xc[i_] = scaleright*bc[i_];
3274                }
3275                rbasiclusolve(lua, p, scalea, n, ref xc, ref tx);
3276               
3277                //
3278                // Iterative refinement of xc:
3279                // * calculate r = bc-A*xc using extra-precise dot product
3280                // * solve A*y = r
3281                // * update x:=x+r
3282                //
3283                // This cycle is executed until one of two things happens:
3284                // 1. maximum number of iterations reached
3285                // 2. last iteration decreased error to the lower limit
3286                //
3287                if( havea )
3288                {
3289                    nrfs = densesolverrfsmax(n, rep.r1, rep.rinf);
3290                    terminatenexttime = false;
3291                    for(rfs=0; rfs<=nrfs-1; rfs++)
3292                    {
3293                        if( terminatenexttime )
3294                        {
3295                            break;
3296                        }
3297                       
3298                        //
3299                        // generate right part
3300                        //
3301                        smallerr = true;
3302                        for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
3303                        {
3304                            xb[i_] = xc[i_];
3305                        }
3306                        for(i=0; i<=n-1; i++)
3307                        {
3308                            for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
3309                            {
3310                                xa[i_] = scalea*a[i,i_];
3311                            }
3312                            xa[n] = -1;
3313                            xb[n] = scaleright*bc[i];
3314                            xblas.xdot(xa, xb, n+1, ref tx, ref v, ref verr);
3315                            y[i] = -v;
3316                            smallerr = smallerr & (double)(Math.Abs(v))<(double)(4*verr);
3317                        }
3318                        if( smallerr )
3319                        {
3320                            terminatenexttime = true;
3321                        }
3322                       
3323                        //
3324                        // solve and update
3325                        //
3326                        rbasiclusolve(lua, p, scalea, n, ref y, ref tx);
3327                        for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
3328                        {
3329                            xc[i_] = xc[i_] + y[i_];
3330                        }
3331                    }
3332                }
3333               
3334                //
3335                // Store xc.
3336                // Post-scale result.
3337                //
3338                v = scalea*mxb;
3339                for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
3340                {
3341                    x[i_,k] = v*xc[i_];
3342                }
3343            }
3344        }
3345
3346
3347        /*************************************************************************
3348        Internal Cholesky solver
3349
3350          -- ALGLIB --
3351             Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
3352        *************************************************************************/
3353        private static void spdmatrixcholeskysolveinternal(double[,] cha,
3354            double sqrtscalea,
3355            int n,
3356            bool isupper,
3357            double[,] a,
3358            bool havea,
3359            double[,] b,
3360            int m,
3361            ref int info,
3362            densesolverreport rep,
3363            ref double[,] x)
3364        {
3365            int i = 0;
3366            int j = 0;
3367            int k = 0;
3368            double[] xc = new double[0];
3369            double[] y = new double[0];
3370            double[] bc = new double[0];
3371            double[] xa = new double[0];
3372            double[] xb = new double[0];
3373            double[] tx = new double[0];
3374            double v = 0;
3375            double mxb = 0;
3376            double scaleright = 0;
3377            int i_ = 0;
3378
3379            info = 0;
3380            x = new double[0,0];
3381
3382            ap.assert((double)(sqrtscalea)>(double)(0));
3383           
3384            //
3385            // prepare: check inputs, allocate space...
3386            //
3387            if( n<=0 | m<=0 )
3388            {
3389                info = -1;
3390                return;
3391            }
3392            x = new double[n, m];
3393            y = new double[n];
3394            xc = new double[n];
3395            bc = new double[n];
3396            tx = new double[n+1];
3397            xa = new double[n+1];
3398            xb = new double[n+1];
3399           
3400            //
3401            // estimate condition number, test for near singularity
3402            //
3403            rep.r1 = rcond.spdmatrixcholeskyrcond(cha, n, isupper);
3404            rep.rinf = rep.r1;
3405            if( (double)(rep.r1)<(double)(rcond.rcondthreshold()) )
3406            {
3407                for(i=0; i<=n-1; i++)
3408                {
3409                    for(j=0; j<=m-1; j++)
3410                    {
3411                        x[i,j] = 0;
3412                    }
3413                }
3414                rep.r1 = 0;
3415                rep.rinf = 0;
3416                info = -3;
3417                return;
3418            }
3419            info = 1;
3420           
3421            //
3422            // solve
3423            //
3424            for(k=0; k<=m-1; k++)
3425            {
3426               
3427                //
3428                // copy B to contiguous storage
3429                //
3430                for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
3431                {
3432                    bc[i_] = b[i_,k];
3433                }
3434               
3435                //
3436                // Scale right part:
3437                // * MX stores max(|Bi|)
3438                // * ScaleRight stores actual scaling applied to B when solving systems
3439                //   it is chosen to make |scaleRight*b| close to 1.
3440                //
3441                mxb = 0;
3442                for(i=0; i<=n-1; i++)
3443                {
3444                    mxb = Math.Max(mxb, Math.Abs(bc[i]));
3445                }
3446                if( (double)(mxb)==(double)(0) )
3447                {
3448                    mxb = 1;
3449                }
3450                scaleright = 1/mxb;
3451               
3452                //
3453                // First, non-iterative part of solution process.
3454                // We use separate code for this task because
3455                // XDot is quite slow and we want to save time.
3456                //
3457                for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
3458                {
3459                    xc[i_] = scaleright*bc[i_];
3460                }
3461                spdbasiccholeskysolve(cha, sqrtscalea, n, isupper, ref xc, ref tx);
3462               
3463                //
3464                // Store xc.
3465                // Post-scale result.
3466                //
3467                v = math.sqr(sqrtscalea)*mxb;
3468                for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
3469                {
3470                    x[i_,k] = v*xc[i_];
3471                }
3472            }
3473        }
3474
3475
3476        /*************************************************************************
3477        Internal LU solver
3478
3479          -- ALGLIB --
3480             Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
3481        *************************************************************************/
3482        private static void cmatrixlusolveinternal(complex[,] lua,
3483            int[] p,
3484            double scalea,
3485            int n,
3486            complex[,] a,
3487            bool havea,
3488            complex[,] b,
3489            int m,
3490            ref int info,
3491            densesolverreport rep,
3492            ref complex[,] x)
3493        {
3494            int i = 0;
3495            int j = 0;
3496            int k = 0;
3497            int rfs = 0;
3498            int nrfs = 0;
3499            complex[] xc = new complex[0];
3500            complex[] y = new complex[0];
3501            complex[] bc = new complex[0];
3502            complex[] xa = new complex[0];
3503            complex[] xb = new complex[0];
3504            complex[] tx = new complex[0];
3505            double[] tmpbuf = new double[0];
3506            complex v = 0;
3507            double verr = 0;
3508            double mxb = 0;
3509            double scaleright = 0;
3510            bool smallerr = new bool();
3511            bool terminatenexttime = new bool();
3512            int i_ = 0;
3513
3514            info = 0;
3515            x = new complex[0,0];
3516
3517            ap.assert((double)(scalea)>(double)(0));
3518           
3519            //
3520            // prepare: check inputs, allocate space...
3521            //
3522            if( n<=0 | m<=0 )
3523            {
3524                info = -1;
3525                return;
3526            }
3527            for(i=0; i<=n-1; i++)
3528            {
3529                if( p[i]>n-1 | p[i]<i )
3530                {
3531                    info = -1;
3532                    return;
3533                }
3534            }
3535            x = new complex[n, m];
3536            y = new complex[n];
3537            xc = new complex[n];
3538            bc = new complex[n];
3539            tx = new complex[n];
3540            xa = new complex[n+1];
3541            xb = new complex[n+1];
3542            tmpbuf = new double[2*n+2];
3543           
3544            //
3545            // estimate condition number, test for near singularity
3546            //
3547            rep.r1 = rcond.cmatrixlurcond1(lua, n);
3548            rep.rinf = rcond.cmatrixlurcondinf(lua, n);
3549            if( (double)(rep.r1)<(double)(rcond.rcondthreshold()) | (double)(rep.rinf)<(double)(rcond.rcondthreshold()) )
3550            {
3551                for(i=0; i<=n-1; i++)
3552                {
3553                    for(j=0; j<=m-1; j++)
3554                    {
3555                        x[i,j] = 0;
3556                    }
3557                }
3558                rep.r1 = 0;
3559                rep.rinf = 0;
3560                info = -3;
3561                return;
3562            }
3563            info = 1;
3564           
3565            //
3566            // solve
3567            //
3568            for(k=0; k<=m-1; k++)
3569            {
3570               
3571                //
3572                // copy B to contiguous storage
3573                //
3574                for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
3575                {
3576                    bc[i_] = b[i_,k];
3577                }
3578               
3579                //
3580                // Scale right part:
3581                // * MX stores max(|Bi|)
3582                // * ScaleRight stores actual scaling applied to B when solving systems
3583                //   it is chosen to make |scaleRight*b| close to 1.
3584                //
3585                mxb = 0;
3586                for(i=0; i<=n-1; i++)
3587                {
3588                    mxb = Math.Max(mxb, math.abscomplex(bc[i]));
3589                }
3590                if( (double)(mxb)==(double)(0) )
3591                {
3592                    mxb = 1;
3593                }
3594                scaleright = 1/mxb;
3595               
3596                //
3597                // First, non-iterative part of solution process.
3598                // We use separate code for this task because
3599                // XDot is quite slow and we want to save time.
3600                //
3601                for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
3602                {
3603                    xc[i_] = scaleright*bc[i_];
3604                }
3605                cbasiclusolve(lua, p, scalea, n, ref xc, ref tx);
3606               
3607                //
3608                // Iterative refinement of xc:
3609                // * calculate r = bc-A*xc using extra-precise dot product
3610                // * solve A*y = r
3611                // * update x:=x+r
3612                //
3613                // This cycle is executed until one of two things happens:
3614                // 1. maximum number of iterations reached
3615                // 2. last iteration decreased error to the lower limit
3616                //
3617                if( havea )
3618                {
3619                    nrfs = densesolverrfsmax(n, rep.r1, rep.rinf);
3620                    terminatenexttime = false;
3621                    for(rfs=0; rfs<=nrfs-1; rfs++)
3622                    {
3623                        if( terminatenexttime )
3624                        {
3625                            break;
3626                        }
3627                       
3628                        //
3629                        // generate right part
3630                        //
3631                        smallerr = true;
3632                        for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
3633                        {
3634                            xb[i_] = xc[i_];
3635                        }
3636                        for(i=0; i<=n-1; i++)
3637                        {
3638                            for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
3639                            {
3640                                xa[i_] = scalea*a[i,i_];
3641                            }
3642                            xa[n] = -1;
3643                            xb[n] = scaleright*bc[i];
3644                            xblas.xcdot(xa, xb, n+1, ref tmpbuf, ref v, ref verr);
3645                            y[i] = -v;
3646                            smallerr = smallerr & (double)(math.abscomplex(v))<(double)(4*verr);
3647                        }
3648                        if( smallerr )
3649                        {
3650                            terminatenexttime = true;
3651                        }
3652                       
3653                        //
3654                        // solve and update
3655                        //
3656                        cbasiclusolve(lua, p, scalea, n, ref y, ref tx);
3657                        for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
3658                        {
3659                            xc[i_] = xc[i_] + y[i_];
3660                        }
3661                    }
3662                }
3663               
3664                //
3665                // Store xc.
3666                // Post-scale result.
3667                //
3668                v = scalea*mxb;
3669                for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
3670                {
3671                    x[i_,k] = v*xc[i_];
3672                }
3673            }
3674        }
3675
3676
3677        /*************************************************************************
3678        Internal Cholesky solver
3679
3680          -- ALGLIB --
3681             Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
3682        *************************************************************************/
3683        private static void hpdmatrixcholeskysolveinternal(complex[,] cha,
3684            double sqrtscalea,
3685            int n,
3686            bool isupper,
3687            complex[,] a,
3688            bool havea,
3689            complex[,] b,
3690            int m,
3691            ref int info,
3692            densesolverreport rep,
3693            ref complex[,] x)
3694        {
3695            int i = 0;
3696            int j = 0;
3697            int k = 0;
3698            complex[] xc = new complex[0];
3699            complex[] y = new complex[0];
3700            complex[] bc = new complex[0];
3701            complex[] xa = new complex[0];
3702            complex[] xb = new complex[0];
3703            complex[] tx = new complex[0];
3704            double v = 0;
3705            double mxb = 0;
3706            double scaleright = 0;
3707            int i_ = 0;
3708
3709            info = 0;
3710            x = new complex[0,0];
3711
3712            ap.assert((double)(sqrtscalea)>(double)(0));
3713           
3714            //
3715            // prepare: check inputs, allocate space...
3716            //
3717            if( n<=0 | m<=0 )
3718            {
3719                info = -1;
3720                return;
3721            }
3722            x = new complex[n, m];
3723            y = new complex[n];
3724            xc = new complex[n];
3725            bc = new complex[n];
3726            tx = new complex[n+1];
3727            xa = new complex[n+1];
3728            xb = new complex[n+1];
3729           
3730            //
3731            // estimate condition number, test for near singularity
3732            //
3733            rep.r1 = rcond.hpdmatrixcholeskyrcond(cha, n, isupper);
3734            rep.rinf = rep.r1;
3735            if( (double)(rep.r1)<(double)(rcond.rcondthreshold()) )
3736            {
3737                for(i=0; i<=n-1; i++)
3738                {
3739                    for(j=0; j<=m-1; j++)
3740                    {
3741                        x[i,j] = 0;
3742                    }
3743                }
3744                rep.r1 = 0;
3745                rep.rinf = 0;
3746                info = -3;
3747                return;
3748            }
3749            info = 1;
3750           
3751            //
3752            // solve
3753            //
3754            for(k=0; k<=m-1; k++)
3755            {
3756               
3757                //
3758                // copy B to contiguous storage
3759                //
3760                for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
3761                {
3762                    bc[i_] = b[i_,k];
3763                }
3764               
3765                //
3766                // Scale right part:
3767                // * MX stores max(|Bi|)
3768                // * ScaleRight stores actual scaling applied to B when solving systems
3769                //   it is chosen to make |scaleRight*b| close to 1.
3770                //
3771                mxb = 0;
3772                for(i=0; i<=n-1; i++)
3773                {
3774                    mxb = Math.Max(mxb, math.abscomplex(bc[i]));
3775                }
3776                if( (double)(mxb)==(double)(0) )
3777                {
3778                    mxb = 1;
3779                }
3780                scaleright = 1/mxb;
3781               
3782                //
3783                // First, non-iterative part of solution process.
3784                // We use separate code for this task because
3785                // XDot is quite slow and we want to save time.
3786                //
3787                for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
3788                {
3789                    xc[i_] = scaleright*bc[i_];
3790                }
3791                hpdbasiccholeskysolve(cha, sqrtscalea, n, isupper, ref xc, ref tx);
3792               
3793                //
3794                // Store xc.
3795                // Post-scale result.
3796                //
3797                v = math.sqr(sqrtscalea)*mxb;
3798                for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
3799                {
3800                    x[i_,k] = v*xc[i_];
3801                }
3802            }
3803        }
3804
3805
3806        /*************************************************************************
3807        Internal subroutine.
3808        Returns maximum count of RFS iterations as function of:
3809        1. machine epsilon
3810        2. task size.
3811        3. condition number
3812
3813          -- ALGLIB --
3814             Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
3815        *************************************************************************/
3816        private static int densesolverrfsmax(int n,
3817            double r1,
3818            double rinf)
3819        {
3820            int result = 0;
3821
3822            result = 5;
3823            return result;
3824        }
3825
3826
3827        /*************************************************************************
3828        Internal subroutine.
3829        Returns maximum count of RFS iterations as function of:
3830        1. machine epsilon
3831        2. task size.
3832        3. norm-2 condition number
3833
3834          -- ALGLIB --
3835             Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
3836        *************************************************************************/
3837        private static int densesolverrfsmaxv2(int n,
3838            double r2)
3839        {
3840            int result = 0;
3841
3842            result = densesolverrfsmax(n, 0, 0);
3843            return result;
3844        }
3845
3846
3847        /*************************************************************************
3848        Basic LU solver for ScaleA*PLU*x = y.
3849
3850        This subroutine assumes that:
3851        * L is well-scaled, and it is U which needs scaling by ScaleA.
3852        * A=PLU is well-conditioned, so no zero divisions or overflow may occur
3853
3854          -- ALGLIB --
3855             Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
3856        *************************************************************************/
3857        private static void rbasiclusolve(double[,] lua,
3858            int[] p,
3859            double scalea,
3860            int n,
3861            ref double[] xb,
3862            ref double[] tmp)
3863        {
3864            int i = 0;
3865            double v = 0;
3866            int i_ = 0;
3867
3868            for(i=0; i<=n-1; i++)
3869            {
3870                if( p[i]!=i )
3871                {
3872                    v = xb[i];
3873                    xb[i] = xb[p[i]];
3874                    xb[p[i]] = v;
3875                }
3876            }
3877            for(i=1; i<=n-1; i++)
3878            {
3879                v = 0.0;
3880                for(i_=0; i_<=i-1;i_++)
3881                {
3882                    v += lua[i,i_]*xb[i_];
3883                }
3884                xb[i] = xb[i]-v;
3885            }
3886            xb[n-1] = xb[n-1]/(scalea*lua[n-1,n-1]);
3887            for(i=n-2; i>=0; i--)
3888            {
3889                for(i_=i+1; i_<=n-1;i_++)
3890                {
3891                    tmp[i_] = scalea*lua[i,i_];
3892                }
3893                v = 0.0;
3894                for(i_=i+1; i_<=n-1;i_++)
3895                {
3896                    v += tmp[i_]*xb[i_];
3897                }
3898                xb[i] = (xb[i]-v)/(scalea*lua[i,i]);
3899            }
3900        }
3901
3902
3903        /*************************************************************************
3904        Basic Cholesky solver for ScaleA*Cholesky(A)'*x = y.
3905
3906        This subroutine assumes that:
3907        * A*ScaleA is well scaled
3908        * A is well-conditioned, so no zero divisions or overflow may occur
3909
3910          -- ALGLIB --
3911             Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
3912        *************************************************************************/
3913        private static void spdbasiccholeskysolve(double[,] cha,
3914            double sqrtscalea,
3915            int n,
3916            bool isupper,
3917            ref double[] xb,
3918            ref double[] tmp)
3919        {
3920            int i = 0;
3921            double v = 0;
3922            int i_ = 0;
3923
3924           
3925            //
3926            // A = L*L' or A=U'*U
3927            //
3928            if( isupper )
3929            {
3930               
3931                //
3932                // Solve U'*y=b first.
3933                //
3934                for(i=0; i<=n-1; i++)
3935                {
3936                    xb[i] = xb[i]/(sqrtscalea*cha[i,i]);
3937                    if( i<n-1 )
3938                    {
3939                        v = xb[i];
3940                        for(i_=i+1; i_<=n-1;i_++)
3941                        {
3942                            tmp[i_] = sqrtscalea*cha[i,i_];
3943                        }
3944                        for(i_=i+1; i_<=n-1;i_++)
3945                        {
3946                            xb[i_] = xb[i_] - v*tmp[i_];
3947                        }
3948                    }
3949                }
3950               
3951                //
3952                // Solve U*x=y then.
3953                //
3954                for(i=n-1; i>=0; i--)
3955                {
3956                    if( i<n-1 )
3957                    {
3958                        for(i_=i+1; i_<=n-1;i_++)
3959                        {
3960                            tmp[i_] = sqrtscalea*cha[i,i_];
3961                        }
3962                        v = 0.0;
3963                        for(i_=i+1; i_<=n-1;i_++)
3964                        {
3965                            v += tmp[i_]*xb[i_];
3966                        }
3967                        xb[i] = xb[i]-v;
3968                    }
3969                    xb[i] = xb[i]/(sqrtscalea*cha[i,i]);
3970                }
3971            }
3972            else
3973            {
3974               
3975                //
3976                // Solve L*y=b first
3977                //
3978                for(i=0; i<=n-1; i++)
3979                {
3980                    if( i>0 )
3981                    {
3982                        for(i_=0; i_<=i-1;i_++)
3983                        {
3984                            tmp[i_] = sqrtscalea*cha[i,i_];
3985                        }
3986                        v = 0.0;
3987                        for(i_=0; i_<=i-1;i_++)
3988                        {
3989                            v += tmp[i_]*xb[i_];
3990                        }
3991                        xb[i] = xb[i]-v;
3992                    }
3993                    xb[i] = xb[i]/(sqrtscalea*cha[i,i]);
3994                }
3995               
3996                //
3997                // Solve L'*x=y then.
3998                //
3999                for(i=n-1; i>=0; i--)
4000                {
4001                    xb[i] = xb[i]/(sqrtscalea*cha[i,i]);
4002                    if( i>0 )
4003                    {
4004                        v = xb[i];
4005                        for(i_=0; i_<=i-1;i_++)
4006                        {
4007                            tmp[i_] = sqrtscalea*cha[i,i_];
4008                        }
4009                        for(i_=0; i_<=i-1;i_++)
4010                        {
4011                            xb[i_] = xb[i_] - v*tmp[i_];
4012                        }
4013                    }
4014                }
4015            }
4016        }
4017
4018
4019        /*************************************************************************
4020        Basic LU solver for ScaleA*PLU*x = y.
4021
4022        This subroutine assumes that:
4023        * L is well-scaled, and it is U which needs scaling by ScaleA.
4024        * A=PLU is well-conditioned, so no zero divisions or overflow may occur
4025
4026          -- ALGLIB --
4027             Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
4028        *************************************************************************/
4029        private static void cbasiclusolve(complex[,] lua,
4030            int[] p,
4031            double scalea,
4032            int n,
4033            ref complex[] xb,
4034            ref complex[] tmp)
4035        {
4036            int i = 0;
4037            complex v = 0;
4038            int i_ = 0;
4039
4040            for(i=0; i<=n-1; i++)
4041            {
4042                if( p[i]!=i )
4043                {
4044                    v = xb[i];
4045                    xb[i] = xb[p[i]];
4046                    xb[p[i]] = v;
4047                }
4048            }
4049            for(i=1; i<=n-1; i++)
4050            {
4051                v = 0.0;
4052                for(i_=0; i_<=i-1;i_++)
4053                {
4054                    v += lua[i,i_]*xb[i_];
4055                }
4056                xb[i] = xb[i]-v;
4057            }
4058            xb[n-1] = xb[n-1]/(scalea*lua[n-1,n-1]);
4059            for(i=n-2; i>=0; i--)
4060            {
4061                for(i_=i+1; i_<=n-1;i_++)
4062                {
4063                    tmp[i_] = scalea*lua[i,i_];
4064                }
4065                v = 0.0;
4066                for(i_=i+1; i_<=n-1;i_++)
4067                {
4068                    v += tmp[i_]*xb[i_];
4069                }
4070                xb[i] = (xb[i]-v)/(scalea*lua[i,i]);
4071            }
4072        }
4073
4074
4075        /*************************************************************************
4076        Basic Cholesky solver for ScaleA*Cholesky(A)'*x = y.
4077
4078        This subroutine assumes that:
4079        * A*ScaleA is well scaled
4080        * A is well-conditioned, so no zero divisions or overflow may occur
4081
4082          -- ALGLIB --
4083             Copyright 27.01.2010 by Bochkanov Sergey
4084        *************************************************************************/
4085        private static void hpdbasiccholeskysolve(complex[,] cha,
4086            double sqrtscalea,
4087            int n,
4088            bool isupper,
4089            ref complex[] xb,
4090            ref complex[] tmp)
4091        {
4092            int i = 0;
4093            complex v = 0;
4094            int i_ = 0;
4095
4096           
4097            //
4098            // A = L*L' or A=U'*U
4099            //
4100            if( isupper )
4101            {
4102               
4103                //
4104                // Solve U'*y=b first.
4105                //
4106                for(i=0; i<=n-1; i++)
4107                {
4108                    xb[i] = xb[i]/(sqrtscalea*math.conj(cha[i,i]));
4109                    if( i<n-1 )
4110                    {
4111                        v = xb[i];
4112                        for(i_=i+1; i_<=n-1;i_++)
4113                        {
4114                            tmp[i_] = sqrtscalea*math.conj(cha[i,i_]);
4115                        }
4116                        for(i_=i+1; i_<=n-1;i_++)
4117                        {
4118                            xb[i_] = xb[i_] - v*tmp[i_];
4119                        }
4120                    }
4121                }
4122               
4123                //
4124                // Solve U*x=y then.
4125                //
4126                for(i=n-1; i>=0; i--)
4127                {
4128                    if( i<n-1 )
4129                    {
4130                        for(i_=i+1; i_<=n-1;i_++)
4131                        {
4132                            tmp[i_] = sqrtscalea*cha[i,i_];
4133                        }
4134                        v = 0.0;
4135                        for(i_=i+1; i_<=n-1;i_++)
4136                        {
4137                            v += tmp[i_]*xb[i_];
4138                        }
4139                        xb[i] = xb[i]-v;
4140                    }
4141                    xb[i] = xb[i]/(sqrtscalea*cha[i,i]);
4142                }
4143            }
4144            else
4145            {
4146               
4147                //
4148                // Solve L*y=b first
4149                //
4150                for(i=0; i<=n-1; i++)
4151                {
4152                    if( i>0 )
4153                    {
4154                        for(i_=0; i_<=i-1;i_++)
4155                        {
4156                            tmp[i_] = sqrtscalea*cha[i,i_];
4157                        }
4158                        v = 0.0;
4159                        for(i_=0; i_<=i-1;i_++)
4160                        {
4161                            v += tmp[i_]*xb[i_];
4162                        }
4163                        xb[i] = xb[i]-v;
4164                    }
4165                    xb[i] = xb[i]/(sqrtscalea*cha[i,i]);
4166                }
4167               
4168                //
4169                // Solve L'*x=y then.
4170                //
4171                for(i=n-1; i>=0; i--)
4172                {
4173                    xb[i] = xb[i]/(sqrtscalea*math.conj(cha[i,i]));
4174                    if( i>0 )
4175                    {
4176                        v = xb[i];
4177                        for(i_=0; i_<=i-1;i_++)
4178                        {
4179                            tmp[i_] = sqrtscalea*math.conj(cha[i,i_]);
4180                        }
4181                        for(i_=0; i_<=i-1;i_++)
4182                        {
4183                            xb[i_] = xb[i_] - v*tmp[i_];
4184                        }
4185                    }
4186                }
4187            }
4188        }
4189
4190
4191    }
4192    public class nleq
4193    {
4194        public class nleqstate
4195        {
4196            public int n;
4197            public int m;
4198            public double epsf;
4199            public int maxits;
4200            public bool xrep;
4201            public double stpmax;
4202            public double[] x;
4203            public double f;
4204            public double[] fi;
4205            public double[,] j;
4206            public bool needf;
4207            public bool needfij;
4208            public bool xupdated;
4209            public rcommstate rstate;
4210            public int repiterationscount;
4211            public int repnfunc;
4212            public int repnjac;
4213            public int repterminationtype;
4214            public double[] xbase;
4215            public double fbase;
4216            public double fprev;
4217            public double[] candstep;
4218            public double[] rightpart;
4219            public double[] cgbuf;
4220            public nleqstate()
4221            {
4222                x = new double[0];
4223                fi = new double[0];
4224                j = new double[0,0];
4225                rstate = new rcommstate();
4226                xbase = new double[0];
4227                candstep = new double[0];
4228                rightpart = new double[0];
4229                cgbuf = new double[0];
4230            }
4231        };
4232
4233
4234        public class nleqreport
4235        {
4236            public int iterationscount;
4237            public int nfunc;
4238            public int njac;
4239            public int terminationtype;
4240        };
4241
4242
4243
4244
4245        public const int armijomaxfev = 20;
4246
4247
4248        /*************************************************************************
4249                        LEVENBERG-MARQUARDT-LIKE NONLINEAR SOLVER
4250
4251        DESCRIPTION:
4252        This algorithm solves system of nonlinear equations
4253            F[0](x[0], ..., x[n-1])   = 0
4254            F[1](x[0], ..., x[n-1])   = 0
4255            ...
4256            F[M-1](x[0], ..., x[n-1]) = 0
4257        with M/N do not necessarily coincide.  Algorithm  converges  quadratically
4258        under following conditions:
4259            * the solution set XS is nonempty
4260            * for some xs in XS there exist such neighbourhood N(xs) that:
4261              * vector function F(x) and its Jacobian J(x) are continuously
4262                differentiable on N
4263              * ||F(x)|| provides local error bound on N, i.e. there  exists  such
4264                c1, that ||F(x)||>c1*distance(x,XS)
4265        Note that these conditions are much more weaker than usual non-singularity
4266        conditions. For example, algorithm will converge for any  affine  function
4267        F (whether its Jacobian singular or not).
4268
4269
4270        REQUIREMENTS:
4271        Algorithm will request following information during its operation:
4272        * function vector F[] and Jacobian matrix at given point X
4273        * value of merit function f(x)=F[0]^2(x)+...+F[M-1]^2(x) at given point X
4274
4275
4276        USAGE:
4277        1. User initializes algorithm state with NLEQCreateLM() call
4278        2. User tunes solver parameters with  NLEQSetCond(),  NLEQSetStpMax()  and
4279           other functions
4280        3. User  calls  NLEQSolve()  function  which  takes  algorithm  state  and
4281           pointers (delegates, etc.) to callback functions which calculate  merit
4282           function value and Jacobian.
4283        4. User calls NLEQResults() to get solution
4284        5. Optionally, user may call NLEQRestartFrom() to  solve  another  problem
4285           with same parameters (N/M) but another starting  point  and/or  another
4286           function vector. NLEQRestartFrom() allows to reuse already  initialized
4287           structure.
4288
4289
4290        INPUT PARAMETERS:
4291            N       -   space dimension, N>1:
4292                        * if provided, only leading N elements of X are used
4293                        * if not provided, determined automatically from size of X
4294            M       -   system size
4295            X       -   starting point
4296
4297
4298        OUTPUT PARAMETERS:
4299            State   -   structure which stores algorithm state
4300
4301
4302        NOTES:
4303        1. you may tune stopping conditions with NLEQSetCond() function
4304        2. if target function contains exp() or other fast growing functions,  and
4305           optimization algorithm makes too large steps which leads  to  overflow,
4306           use NLEQSetStpMax() function to bound algorithm's steps.
4307        3. this  algorithm  is  a  slightly  modified implementation of the method
4308           described  in  'Levenberg-Marquardt  method  for constrained  nonlinear
4309           equations with strong local convergence properties' by Christian Kanzow
4310           Nobuo Yamashita and Masao Fukushima and further  developed  in  'On the
4311           convergence of a New Levenberg-Marquardt Method'  by  Jin-yan  Fan  and
4312           Ya-Xiang Yuan.
4313
4314
4315          -- ALGLIB --
4316             Copyright 20.08.2009 by Bochkanov Sergey
4317        *************************************************************************/
4318        public static void nleqcreatelm(int n,
4319            int m,
4320            double[] x,
4321            nleqstate state)
4322        {
4323            ap.assert(n>=1, "NLEQCreateLM: N<1!");
4324            ap.assert(m>=1, "NLEQCreateLM: M<1!");
4325            ap.assert(ap.len(x)>=n, "NLEQCreateLM: Length(X)<N!");
4326            ap.assert(apserv.isfinitevector(x, n), "NLEQCreateLM: X contains infinite or NaN values!");
4327           
4328            //
4329            // Initialize
4330            //
4331            state.n = n;
4332            state.m = m;
4333            nleqsetcond(state, 0, 0);
4334            nleqsetxrep(state, false);
4335            nleqsetstpmax(state, 0);
4336            state.x = new double[n];
4337            state.xbase = new double[n];
4338            state.j = new double[m, n];
4339            state.fi = new double[m];
4340            state.rightpart = new double[n];
4341            state.candstep = new double[n];
4342            nleqrestartfrom(state, x);
4343        }
4344
4345
4346        /*************************************************************************
4347        This function sets stopping conditions for the nonlinear solver
4348
4349        INPUT PARAMETERS:
4350            State   -   structure which stores algorithm state
4351            EpsF    -   >=0
4352                        The subroutine finishes  its work if on k+1-th iteration
4353                        the condition ||F||<=EpsF is satisfied
4354            MaxIts  -   maximum number of iterations. If MaxIts=0, the  number  of
4355                        iterations is unlimited.
4356
4357        Passing EpsF=0 and MaxIts=0 simultaneously will lead to  automatic
4358        stopping criterion selection (small EpsF).
4359
4360        NOTES:
4361
4362          -- ALGLIB --
4363             Copyright 20.08.2010 by Bochkanov Sergey
4364        *************************************************************************/
4365        public static void nleqsetcond(nleqstate state,
4366            double epsf,
4367            int maxits)
4368        {
4369            ap.assert(math.isfinite(epsf), "NLEQSetCond: EpsF is not finite number!");
4370            ap.assert((double)(epsf)>=(double)(0), "NLEQSetCond: negative EpsF!");
4371            ap.assert(maxits>=0, "NLEQSetCond: negative MaxIts!");
4372            if( (double)(epsf)==(double)(0) & maxits==0 )
4373            {
4374                epsf = 1.0E-6;
4375            }
4376            state.epsf = epsf;
4377            state.maxits = maxits;
4378        }
4379
4380
4381        /*************************************************************************
4382        This function turns on/off reporting.
4383
4384        INPUT PARAMETERS:
4385            State   -   structure which stores algorithm state
4386            NeedXRep-   whether iteration reports are needed or not
4387
4388        If NeedXRep is True, algorithm will call rep() callback function if  it is
4389        provided to NLEQSolve().
4390
4391          -- ALGLIB --
4392             Copyright 20.08.2010 by Bochkanov Sergey
4393        *************************************************************************/
4394        public static void nleqsetxrep(nleqstate state,
4395            bool needxrep)
4396        {
4397            state.xrep = needxrep;
4398        }
4399
4400
4401        /*************************************************************************
4402        This function sets maximum step length
4403
4404        INPUT PARAMETERS:
4405            State   -   structure which stores algorithm state
4406            StpMax  -   maximum step length, >=0. Set StpMax to 0.0,  if you don't
4407                        want to limit step length.
4408
4409        Use this subroutine when target function  contains  exp()  or  other  fast
4410        growing functions, and algorithm makes  too  large  steps  which  lead  to
4411        overflow. This function allows us to reject steps that are too large  (and
4412        therefore expose us to the possible overflow) without actually calculating
4413        function value at the x+stp*d.
4414
4415          -- ALGLIB --
4416             Copyright 20.08.2010 by Bochkanov Sergey
4417        *************************************************************************/
4418        public static void nleqsetstpmax(nleqstate state,
4419            double stpmax)
4420        {
4421            ap.assert(math.isfinite(stpmax), "NLEQSetStpMax: StpMax is not finite!");
4422            ap.assert((double)(stpmax)>=(double)(0), "NLEQSetStpMax: StpMax<0!");
4423            state.stpmax = stpmax;
4424        }
4425
4426
4427        /*************************************************************************
4428
4429          -- ALGLIB --
4430             Copyright 20.03.2009 by Bochkanov Sergey
4431        *************************************************************************/
4432        public static bool nleqiteration(nleqstate state)
4433        {
4434            bool result = new bool();
4435            int n = 0;
4436            int m = 0;
4437            int i = 0;
4438            double lambdaup = 0;
4439            double lambdadown = 0;
4440            double lambdav = 0;
4441            double rho = 0;
4442            double mu = 0;
4443            double stepnorm = 0;
4444            bool b = new bool();
4445            int i_ = 0;
4446
4447           
4448            //
4449            // Reverse communication preparations
4450            // I know it looks ugly, but it works the same way
4451            // anywhere from C++ to Python.
4452            //
4453            // This code initializes locals by:
4454            // * random values determined during code
4455            //   generation - on first subroutine call
4456            // * values from previous call - on subsequent calls
4457            //
4458            if( state.rstate.stage>=0 )
4459            {
4460                n = state.rstate.ia[0];
4461                m = state.rstate.ia[1];
4462                i = state.rstate.ia[2];
4463                b = state.rstate.ba[0];
4464                lambdaup = state.rstate.ra[0];
4465                lambdadown = state.rstate.ra[1];
4466                lambdav = state.rstate.ra[2];
4467                rho = state.rstate.ra[3];
4468                mu = state.rstate.ra[4];
4469                stepnorm = state.rstate.ra[5];
4470            }
4471            else
4472            {
4473                n = -983;
4474                m = -989;
4475                i = -834;
4476                b = false;
4477                lambdaup = -287;
4478                lambdadown = 364;
4479                lambdav = 214;
4480                rho = -338;
4481                mu = -686;
4482                stepnorm = 912;
4483            }
4484            if( state.rstate.stage==0 )
4485            {
4486                goto lbl_0;
4487            }
4488            if( state.rstate.stage==1 )
4489            {
4490                goto lbl_1;
4491            }
4492            if( state.rstate.stage==2 )
4493            {
4494                goto lbl_2;
4495            }
4496            if( state.rstate.stage==3 )
4497            {
4498                goto lbl_3;
4499            }
4500            if( state.rstate.stage==4 )
4501            {
4502                goto lbl_4;
4503            }
4504           
4505            //
4506            // Routine body
4507            //
4508           
4509            //
4510            // Prepare
4511            //
4512            n = state.n;
4513            m = state.m;
4514            state.repterminationtype = 0;
4515            state.repiterationscount = 0;
4516            state.repnfunc = 0;
4517            state.repnjac = 0;
4518           
4519            //
4520            // Calculate F/G, initialize algorithm
4521            //
4522            clearrequestfields(state);
4523            state.needf = true;
4524            state.rstate.stage = 0;
4525            goto lbl_rcomm;
4526        lbl_0:
4527            state.needf = false;
4528            state.repnfunc = state.repnfunc+1;
4529            for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
4530            {
4531                state.xbase[i_] = state.x[i_];
4532            }
4533            state.fbase = state.f;
4534            state.fprev = math.maxrealnumber;
4535            if( !state.xrep )
4536            {
4537                goto lbl_5;
4538            }
4539           
4540            //
4541            // progress report
4542            //
4543            clearrequestfields(state);
4544            state.xupdated = true;
4545            state.rstate.stage = 1;
4546            goto lbl_rcomm;
4547        lbl_1:
4548            state.xupdated = false;
4549        lbl_5:
4550            if( (double)(state.f)<=(double)(math.sqr(state.epsf)) )
4551            {
4552                state.repterminationtype = 1;
4553                result = false;
4554                return result;
4555            }
4556           
4557            //
4558            // Main cycle
4559            //
4560            lambdaup = 10;
4561            lambdadown = 0.3;
4562            lambdav = 0.001;
4563            rho = 1;
4564        lbl_7:
4565            if( false )
4566            {
4567                goto lbl_8;
4568            }
4569           
4570            //
4571            // Get Jacobian;
4572            // before we get to this point we already have State.XBase filled
4573            // with current point and State.FBase filled with function value
4574            // at XBase
4575            //
4576            clearrequestfields(state);
4577            state.needfij = true;
4578            for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
4579            {
4580                state.x[i_] = state.xbase[i_];
4581            }
4582            state.rstate.stage = 2;
4583            goto lbl_rcomm;
4584        lbl_2:
4585            state.needfij = false;
4586            state.repnfunc = state.repnfunc+1;
4587            state.repnjac = state.repnjac+1;
4588            ablas.rmatrixmv(n, m, state.j, 0, 0, 1, state.fi, 0, ref state.rightpart, 0);
4589            for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
4590            {
4591                state.rightpart[i_] = -1*state.rightpart[i_];
4592            }
4593           
4594            //
4595            // Inner cycle: find good lambda
4596            //
4597        lbl_9:
4598            if( false )
4599            {
4600                goto lbl_10;
4601            }
4602           
4603            //
4604            // Solve (J^T*J + (Lambda+Mu)*I)*y = J^T*F
4605            // to get step d=-y where:
4606            // * Mu=||F|| - is damping parameter for nonlinear system
4607            // * Lambda   - is additional Levenberg-Marquardt parameter
4608            //              for better convergence when far away from minimum
4609            //
4610            for(i=0; i<=n-1; i++)
4611            {
4612                state.candstep[i] = 0;
4613            }
4614            fbls.fblssolvecgx(state.j, m, n, lambdav, state.rightpart, ref state.candstep, ref state.cgbuf);
4615           
4616            //
4617            // Normalize step (it must be no more than StpMax)
4618            //
4619            stepnorm = 0;
4620            for(i=0; i<=n-1; i++)
4621            {
4622                if( (double)(state.candstep[i])!=(double)(0) )
4623                {
4624                    stepnorm = 1;
4625                    break;
4626                }
4627            }
4628            linmin.linminnormalized(ref state.candstep, ref stepnorm, n);
4629            if( (double)(state.stpmax)!=(double)(0) )
4630            {
4631                stepnorm = Math.Min(stepnorm, state.stpmax);
4632            }
4633           
4634            //
4635            // Test new step - is it good enough?
4636            // * if not, Lambda is increased and we try again.
4637            // * if step is good, we decrease Lambda and move on.
4638            //
4639            // We can break this cycle on two occasions:
4640            // * step is so small that x+step==x (in floating point arithmetics)
4641            // * lambda is so large
4642            //
4643            for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
4644            {
4645                state.x[i_] = state.xbase[i_];
4646            }
4647            for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
4648            {
4649                state.x[i_] = state.x[i_] + stepnorm*state.candstep[i_];
4650            }
4651            b = true;
4652            for(i=0; i<=n-1; i++)
4653            {
4654                if( (double)(state.x[i])!=(double)(state.xbase[i]) )
4655                {
4656                    b = false;
4657                    break;
4658                }
4659            }
4660            if( b )
4661            {
4662               
4663                //
4664                // Step is too small, force zero step and break
4665                //
4666                stepnorm = 0;
4667                for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
4668                {
4669                    state.x[i_] = state.xbase[i_];
4670                }
4671                state.f = state.fbase;
4672                goto lbl_10;
4673            }
4674            clearrequestfields(state);
4675            state.needf = true;
4676            state.rstate.stage = 3;
4677            goto lbl_rcomm;
4678        lbl_3:
4679            state.needf = false;
4680            state.repnfunc = state.repnfunc+1;
4681            if( (double)(state.f)<(double)(state.fbase) )
4682            {
4683               
4684                //
4685                // function value decreased, move on
4686                //
4687                decreaselambda(ref lambdav, ref rho, lambdadown);
4688                goto lbl_10;
4689            }
4690            if( !increaselambda(ref lambdav, ref rho, lambdaup) )
4691            {
4692               
4693                //
4694                // Lambda is too large (near overflow), force zero step and break
4695                //
4696                stepnorm = 0;
4697                for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
4698                {
4699                    state.x[i_] = state.xbase[i_];
4700                }
4701                state.f = state.fbase;
4702                goto lbl_10;
4703            }
4704            goto lbl_9;
4705        lbl_10:
4706           
4707            //
4708            // Accept step:
4709            // * new position
4710            // * new function value
4711            //
4712            state.fbase = state.f;
4713            for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
4714            {
4715                state.xbase[i_] = state.xbase[i_] + stepnorm*state.candstep[i_];
4716            }
4717            state.repiterationscount = state.repiterationscount+1;
4718           
4719            //
4720            // Report new iteration
4721            //
4722            if( !state.xrep )
4723            {
4724                goto lbl_11;
4725            }
4726            clearrequestfields(state);
4727            state.xupdated = true;
4728            state.f = state.fbase;
4729            for(i_=0; i_<=n-1;i_++)
4730            {
4731                state.x[i_] = state.xbase[i_];
4732            }
4733            state.rstate.stage = 4;
4734            goto lbl_rcomm;
4735        lbl_4:
4736            state.xupdated = false;
4737        lbl_11:
4738           
4739            //
4740            // Test stopping conditions on F, step (zero/non-zero) and MaxIts;
4741            // If one of the conditions is met, RepTerminationType is changed.
4742            //
4743            if( (double)(Math.Sqrt(state.f))<=(double)(state.epsf) )
4744            {
4745                state.repterminationtype = 1;
4746            }
4747            if( (double)(stepnorm)==(double)(0) & state.repterminationtype==0 )
4748            {
4749                state.repterminationtype = -4;
4750            }
4751            if( state.repiterationscount>=state.maxits & state.maxits>0 )
4752            {
4753                state.repterminationtype = 5;
4754            }
4755            if( state.repterminationtype!=0 )
4756            {
4757                goto lbl_8;
4758            }
4759           
4760            //
4761            // Now, iteration is finally over
4762            //
4763            goto lbl_7;
4764        lbl_8:
4765            result = false;
4766            return result;
4767           
4768            //
4769            // Saving state
4770            //
4771        lbl_rcomm:
4772            result = true;
4773            state.rstate.ia[0] = n;
4774            state.rstate.ia[1] = m;
4775            state.rstate.ia[2] = i;
4776            state.rstate.ba[0] = b;
4777            state.rstate.ra[0] = lambdaup;
4778            state.rstate.ra[1] = lambdadown;
4779            state.rstate.ra[2] = lambdav;
4780            state.rstate.ra[3] = rho;
4781            state.rstate.ra[4] = mu;
4782            state.rstate.ra[5] = stepnorm;
4783            return result;
4784        }
4785
4786
4787        /*************************************************************************
4788        NLEQ solver results
4789
4790        INPUT PARAMETERS:
4791            State   -   algorithm state.
4792
4793        OUTPUT PARAMETERS:
4794            X       -   array[0..N-1], solution
4795            Rep     -   optimization report:
4796                        * Rep.TerminationType completetion code:
4797                            * -4    ERROR:  algorithm   has   converged   to   the
4798                                    stationary point Xf which is local minimum  of
4799                                    f=F[0]^2+...+F[m-1]^2, but is not solution  of
4800                                    nonlinear system.
4801                            *  1    sqrt(f)<=EpsF.
4802                            *  5    MaxIts steps was taken
4803                            *  7    stopping conditions are too stringent,
4804                                    further improvement is impossible
4805                        * Rep.IterationsCount contains iterations count
4806                        * NFEV countains number of function calculations
4807                        * ActiveConstraints contains number of active constraints
4808
4809          -- ALGLIB --
4810             Copyright 20.08.2009 by Bochkanov Sergey
4811        *************************************************************************/
4812        public static void nleqresults(nleqstate state,
4813            ref double[] x,
4814            nleqreport rep)
4815        {
4816            x = new double[0];
4817
4818            nleqresultsbuf(state, ref x, rep);
4819        }
4820
4821
4822        /*************************************************************************
4823        NLEQ solver results
4824
4825        Buffered implementation of NLEQResults(), which uses pre-allocated  buffer
4826        to store X[]. If buffer size is  too  small,  it  resizes  buffer.  It  is
4827        intended to be used in the inner cycles of performance critical algorithms
4828        where array reallocation penalty is too large to be ignored.
4829
4830          -- ALGLIB --
4831             Copyright 20.08.2009 by Bochkanov Sergey
4832        *************************************************************************/
4833        public static void nleqresultsbuf(nleqstate state,
4834            ref double[] x,
4835            nleqreport rep)
4836        {
4837            int i_ = 0;
4838
4839            if( ap.len(x)<state.n )
4840            {
4841                x = new double[state.n];
4842            }
4843            for(i_=0; i_<=state.n-1;i_++)
4844            {
4845                x[i_] = state.xbase[i_];
4846            }
4847            rep.iterationscount = state.repiterationscount;
4848            rep.nfunc = state.repnfunc;
4849            rep.njac = state.repnjac;
4850            rep.terminationtype = state.repterminationtype;
4851        }
4852
4853
4854        /*************************************************************************
4855        This  subroutine  restarts  CG  algorithm from new point. All optimization
4856        parameters are left unchanged.
4857
4858        This  function  allows  to  solve multiple  optimization  problems  (which
4859        must have same number of dimensions) without object reallocation penalty.
4860
4861        INPUT PARAMETERS:
4862            State   -   structure used for reverse communication previously
4863                        allocated with MinCGCreate call.
4864            X       -   new starting point.
4865            BndL    -   new lower bounds
4866            BndU    -   new upper bounds
4867
4868          -- ALGLIB --
4869             Copyright 30.07.2010 by Bochkanov Sergey
4870        *************************************************************************/
4871        public static void nleqrestartfrom(nleqstate state,
4872            double[] x)
4873        {
4874            int i_ = 0;
4875
4876            ap.assert(ap.len(x)>=state.n, "NLEQRestartFrom: Length(X)<N!");
4877            ap.assert(apserv.isfinitevector(x, state.n), "NLEQRestartFrom: X contains infinite or NaN values!");
4878            for(i_=0; i_<=state.n-1;i_++)
4879            {
4880                state.x[i_] = x[i_];
4881            }
4882            state.rstate.ia = new int[2+1];
4883            state.rstate.ba = new bool[0+1];
4884            state.rstate.ra = new double[5+1];
4885            state.rstate.stage = -1;
4886            clearrequestfields(state);
4887        }
4888
4889
4890        /*************************************************************************
4891        Clears request fileds (to be sure that we don't forgot to clear something)
4892        *************************************************************************/
4893        private static void clearrequestfields(nleqstate state)
4894        {
4895            state.needf = false;
4896            state.needfij = false;
4897            state.xupdated = false;
4898        }
4899
4900
4901        /*************************************************************************
4902        Increases lambda, returns False when there is a danger of overflow
4903        *************************************************************************/
4904        private static bool increaselambda(ref double lambdav,
4905            ref double nu,
4906            double lambdaup)
4907        {
4908            bool result = new bool();
4909            double lnlambda = 0;
4910            double lnnu = 0;
4911            double lnlambdaup = 0;
4912            double lnmax = 0;
4913
4914            result = false;
4915            lnlambda = Math.Log(lambdav);
4916            lnlambdaup = Math.Log(lambdaup);
4917            lnnu = Math.Log(nu);
4918            lnmax = 0.5*Math.Log(math.maxrealnumber);
4919            if( (double)(lnlambda+lnlambdaup+lnnu)>(double)(lnmax) )
4920            {
4921                return result;
4922            }
4923            if( (double)(lnnu+Math.Log(2))>(double)(lnmax) )
4924            {
4925                return result;
4926            }
4927            lambdav = lambdav*lambdaup*nu;
4928            nu = nu*2;
4929            result = true;
4930            return result;
4931        }
4932
4933
4934        /*************************************************************************
4935        Decreases lambda, but leaves it unchanged when there is danger of underflow.
4936        *************************************************************************/
4937        private static void decreaselambda(ref double lambdav,
4938            ref double nu,
4939            double lambdadown)
4940        {
4941            nu = 1;
4942            if( (double)(Math.Log(lambdav)+Math.Log(lambdadown))<(double)(Math.Log(math.minrealnumber)) )
4943            {
4944                lambdav = math.minrealnumber;
4945            }
4946            else
4947            {
4948                lambdav = lambdav*lambdadown;
4949            }
4950        }
4951
4952
4953    }
4954}
4955
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.