Free cookie consent management tool by TermsFeed Policy Generator

source: trunk/sources/HeuristicLab.ExtLibs/HeuristicLab.ALGLIB/3.5.0/ALGLIB-3.5.0/integration.cs @ 7787

Last change on this file since 7787 was 7673, checked in by mkommend, 13 years ago

#1808: Added new alglib release 3.5.0 to the external libraries.

File size: 131.4 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    Computation of nodes and weights for a Gauss quadrature formula
29
30    The algorithm generates the N-point Gauss quadrature formula  with  weight
31    function given by coefficients alpha and beta  of  a  recurrence  relation
32    which generates a system of orthogonal polynomials:
33
34    P-1(x)   =  0
35    P0(x)    =  1
36    Pn+1(x)  =  (x-alpha(n))*Pn(x)  -  beta(n)*Pn-1(x)
37
38    and zeroth moment Mu0
39
40    Mu0 = integral(W(x)dx,a,b)
41
42    INPUT PARAMETERS:
43        Alpha   –   array[0..N-1], alpha coefficients
44        Beta    –   array[0..N-1], beta coefficients
45                    Zero-indexed element is not used and may be arbitrary.
46                    Beta[I]>0.
47        Mu0     –   zeroth moment of the weight function.
48        N       –   number of nodes of the quadrature formula, N>=1
49
50    OUTPUT PARAMETERS:
51        Info    -   error code:
52                    * -3    internal eigenproblem solver hasn't converged
53                    * -2    Beta[i]<=0
54                    * -1    incorrect N was passed
55                    *  1    OK
56        X       -   array[0..N-1] - array of quadrature nodes,
57                    in ascending order.
58        W       -   array[0..N-1] - array of quadrature weights.
59
60      -- ALGLIB --
61         Copyright 2005-2009 by Bochkanov Sergey
62    *************************************************************************/
63    public static void gqgeneraterec(double[] alpha, double[] beta, double mu0, int n, out int info, out double[] x, out double[] w)
64    {
65        info = 0;
66        x = new double[0];
67        w = new double[0];
68        gq.gqgeneraterec(alpha, beta, mu0, n, ref info, ref x, ref w);
69        return;
70    }
71
72    /*************************************************************************
73    Computation of nodes and weights for a Gauss-Lobatto quadrature formula
74
75    The algorithm generates the N-point Gauss-Lobatto quadrature formula  with
76    weight function given by coefficients alpha and beta of a recurrence which
77    generates a system of orthogonal polynomials.
78
79    P-1(x)   =  0
80    P0(x)    =  1
81    Pn+1(x)  =  (x-alpha(n))*Pn(x)  -  beta(n)*Pn-1(x)
82
83    and zeroth moment Mu0
84
85    Mu0 = integral(W(x)dx,a,b)
86
87    INPUT PARAMETERS:
88        Alpha   –   array[0..N-2], alpha coefficients
89        Beta    –   array[0..N-2], beta coefficients.
90                    Zero-indexed element is not used, may be arbitrary.
91                    Beta[I]>0
92        Mu0     –   zeroth moment of the weighting function.
93        A       –   left boundary of the integration interval.
94        B       –   right boundary of the integration interval.
95        N       –   number of nodes of the quadrature formula, N>=3
96                    (including the left and right boundary nodes).
97
98    OUTPUT PARAMETERS:
99        Info    -   error code:
100                    * -3    internal eigenproblem solver hasn't converged
101                    * -2    Beta[i]<=0
102                    * -1    incorrect N was passed
103                    *  1    OK
104        X       -   array[0..N-1] - array of quadrature nodes,
105                    in ascending order.
106        W       -   array[0..N-1] - array of quadrature weights.
107
108      -- ALGLIB --
109         Copyright 2005-2009 by Bochkanov Sergey
110    *************************************************************************/
111    public static void gqgenerategausslobattorec(double[] alpha, double[] beta, double mu0, double a, double b, int n, out int info, out double[] x, out double[] w)
112    {
113        info = 0;
114        x = new double[0];
115        w = new double[0];
116        gq.gqgenerategausslobattorec(alpha, beta, mu0, a, b, n, ref info, ref x, ref w);
117        return;
118    }
119
120    /*************************************************************************
121    Computation of nodes and weights for a Gauss-Radau quadrature formula
122
123    The algorithm generates the N-point Gauss-Radau  quadrature  formula  with
124    weight function given by the coefficients alpha and  beta  of a recurrence
125    which generates a system of orthogonal polynomials.
126
127    P-1(x)   =  0
128    P0(x)    =  1
129    Pn+1(x)  =  (x-alpha(n))*Pn(x)  -  beta(n)*Pn-1(x)
130
131    and zeroth moment Mu0
132
133    Mu0 = integral(W(x)dx,a,b)
134
135    INPUT PARAMETERS:
136        Alpha   –   array[0..N-2], alpha coefficients.
137        Beta    –   array[0..N-1], beta coefficients
138                    Zero-indexed element is not used.
139                    Beta[I]>0
140        Mu0     –   zeroth moment of the weighting function.
141        A       –   left boundary of the integration interval.
142        N       –   number of nodes of the quadrature formula, N>=2
143                    (including the left boundary node).
144
145    OUTPUT PARAMETERS:
146        Info    -   error code:
147                    * -3    internal eigenproblem solver hasn't converged
148                    * -2    Beta[i]<=0
149                    * -1    incorrect N was passed
150                    *  1    OK
151        X       -   array[0..N-1] - array of quadrature nodes,
152                    in ascending order.
153        W       -   array[0..N-1] - array of quadrature weights.
154
155
156      -- ALGLIB --
157         Copyright 2005-2009 by Bochkanov Sergey
158    *************************************************************************/
159    public static void gqgenerategaussradaurec(double[] alpha, double[] beta, double mu0, double a, int n, out int info, out double[] x, out double[] w)
160    {
161        info = 0;
162        x = new double[0];
163        w = new double[0];
164        gq.gqgenerategaussradaurec(alpha, beta, mu0, a, n, ref info, ref x, ref w);
165        return;
166    }
167
168    /*************************************************************************
169    Returns nodes/weights for Gauss-Legendre quadrature on [-1,1] with N
170    nodes.
171
172    INPUT PARAMETERS:
173        N           -   number of nodes, >=1
174
175    OUTPUT PARAMETERS:
176        Info        -   error code:
177                        * -4    an  error   was   detected   when  calculating
178                                weights/nodes.  N  is  too  large   to  obtain
179                                weights/nodes  with  high   enough   accuracy.
180                                Try  to   use   multiple   precision  version.
181                        * -3    internal eigenproblem solver hasn't  converged
182                        * -1    incorrect N was passed
183                        * +1    OK
184        X           -   array[0..N-1] - array of quadrature nodes,
185                        in ascending order.
186        W           -   array[0..N-1] - array of quadrature weights.
187
188
189      -- ALGLIB --
190         Copyright 12.05.2009 by Bochkanov Sergey
191    *************************************************************************/
192    public static void gqgenerategausslegendre(int n, out int info, out double[] x, out double[] w)
193    {
194        info = 0;
195        x = new double[0];
196        w = new double[0];
197        gq.gqgenerategausslegendre(n, ref info, ref x, ref w);
198        return;
199    }
200
201    /*************************************************************************
202    Returns  nodes/weights  for  Gauss-Jacobi quadrature on [-1,1] with weight
203    function W(x)=Power(1-x,Alpha)*Power(1+x,Beta).
204
205    INPUT PARAMETERS:
206        N           -   number of nodes, >=1
207        Alpha       -   power-law coefficient, Alpha>-1
208        Beta        -   power-law coefficient, Beta>-1
209
210    OUTPUT PARAMETERS:
211        Info        -   error code:
212                        * -4    an  error  was   detected   when   calculating
213                                weights/nodes. Alpha or  Beta  are  too  close
214                                to -1 to obtain weights/nodes with high enough
215                                accuracy, or, may be, N is too large.  Try  to
216                                use multiple precision version.
217                        * -3    internal eigenproblem solver hasn't converged
218                        * -1    incorrect N/Alpha/Beta was passed
219                        * +1    OK
220        X           -   array[0..N-1] - array of quadrature nodes,
221                        in ascending order.
222        W           -   array[0..N-1] - array of quadrature weights.
223
224
225      -- ALGLIB --
226         Copyright 12.05.2009 by Bochkanov Sergey
227    *************************************************************************/
228    public static void gqgenerategaussjacobi(int n, double alpha, double beta, out int info, out double[] x, out double[] w)
229    {
230        info = 0;
231        x = new double[0];
232        w = new double[0];
233        gq.gqgenerategaussjacobi(n, alpha, beta, ref info, ref x, ref w);
234        return;
235    }
236
237    /*************************************************************************
238    Returns  nodes/weights  for  Gauss-Laguerre  quadrature  on  [0,+inf) with
239    weight function W(x)=Power(x,Alpha)*Exp(-x)
240
241    INPUT PARAMETERS:
242        N           -   number of nodes, >=1
243        Alpha       -   power-law coefficient, Alpha>-1
244
245    OUTPUT PARAMETERS:
246        Info        -   error code:
247                        * -4    an  error  was   detected   when   calculating
248                                weights/nodes. Alpha is too  close  to  -1  to
249                                obtain weights/nodes with high enough accuracy
250                                or, may  be,  N  is  too  large.  Try  to  use
251                                multiple precision version.
252                        * -3    internal eigenproblem solver hasn't converged
253                        * -1    incorrect N/Alpha was passed
254                        * +1    OK
255        X           -   array[0..N-1] - array of quadrature nodes,
256                        in ascending order.
257        W           -   array[0..N-1] - array of quadrature weights.
258
259
260      -- ALGLIB --
261         Copyright 12.05.2009 by Bochkanov Sergey
262    *************************************************************************/
263    public static void gqgenerategausslaguerre(int n, double alpha, out int info, out double[] x, out double[] w)
264    {
265        info = 0;
266        x = new double[0];
267        w = new double[0];
268        gq.gqgenerategausslaguerre(n, alpha, ref info, ref x, ref w);
269        return;
270    }
271
272    /*************************************************************************
273    Returns  nodes/weights  for  Gauss-Hermite  quadrature on (-inf,+inf) with
274    weight function W(x)=Exp(-x*x)
275
276    INPUT PARAMETERS:
277        N           -   number of nodes, >=1
278
279    OUTPUT PARAMETERS:
280        Info        -   error code:
281                        * -4    an  error  was   detected   when   calculating
282                                weights/nodes.  May be, N is too large. Try to
283                                use multiple precision version.
284                        * -3    internal eigenproblem solver hasn't converged
285                        * -1    incorrect N/Alpha was passed
286                        * +1    OK
287        X           -   array[0..N-1] - array of quadrature nodes,
288                        in ascending order.
289        W           -   array[0..N-1] - array of quadrature weights.
290
291
292      -- ALGLIB --
293         Copyright 12.05.2009 by Bochkanov Sergey
294    *************************************************************************/
295    public static void gqgenerategausshermite(int n, out int info, out double[] x, out double[] w)
296    {
297        info = 0;
298        x = new double[0];
299        w = new double[0];
300        gq.gqgenerategausshermite(n, ref info, ref x, ref w);
301        return;
302    }
303
304}
305public partial class alglib
306{
307
308
309    /*************************************************************************
310    Computation of nodes and weights of a Gauss-Kronrod quadrature formula
311
312    The algorithm generates the N-point Gauss-Kronrod quadrature formula  with
313    weight  function  given  by  coefficients  alpha  and beta of a recurrence
314    relation which generates a system of orthogonal polynomials:
315
316        P-1(x)   =  0
317        P0(x)    =  1
318        Pn+1(x)  =  (x-alpha(n))*Pn(x)  -  beta(n)*Pn-1(x)
319
320    and zero moment Mu0
321
322        Mu0 = integral(W(x)dx,a,b)
323
324
325    INPUT PARAMETERS:
326        Alpha       –   alpha coefficients, array[0..floor(3*K/2)].
327        Beta        –   beta coefficients,  array[0..ceil(3*K/2)].
328                        Beta[0] is not used and may be arbitrary.
329                        Beta[I]>0.
330        Mu0         –   zeroth moment of the weight function.
331        N           –   number of nodes of the Gauss-Kronrod quadrature formula,
332                        N >= 3,
333                        N =  2*K+1.
334
335    OUTPUT PARAMETERS:
336        Info        -   error code:
337                        * -5    no real and positive Gauss-Kronrod formula can
338                                be created for such a weight function  with  a
339                                given number of nodes.
340                        * -4    N is too large, task may be ill  conditioned -
341                                x[i]=x[i+1] found.
342                        * -3    internal eigenproblem solver hasn't converged
343                        * -2    Beta[i]<=0
344                        * -1    incorrect N was passed
345                        * +1    OK
346        X           -   array[0..N-1] - array of quadrature nodes,
347                        in ascending order.
348        WKronrod    -   array[0..N-1] - Kronrod weights
349        WGauss      -   array[0..N-1] - Gauss weights (interleaved with zeros
350                        corresponding to extended Kronrod nodes).
351
352      -- ALGLIB --
353         Copyright 08.05.2009 by Bochkanov Sergey
354    *************************************************************************/
355    public static void gkqgeneraterec(double[] alpha, double[] beta, double mu0, int n, out int info, out double[] x, out double[] wkronrod, out double[] wgauss)
356    {
357        info = 0;
358        x = new double[0];
359        wkronrod = new double[0];
360        wgauss = new double[0];
361        gkq.gkqgeneraterec(alpha, beta, mu0, n, ref info, ref x, ref wkronrod, ref wgauss);
362        return;
363    }
364
365    /*************************************************************************
366    Returns   Gauss   and   Gauss-Kronrod   nodes/weights  for  Gauss-Legendre
367    quadrature with N points.
368
369    GKQLegendreCalc (calculation) or  GKQLegendreTbl  (precomputed  table)  is
370    used depending on machine precision and number of nodes.
371
372    INPUT PARAMETERS:
373        N           -   number of Kronrod nodes, must be odd number, >=3.
374
375    OUTPUT PARAMETERS:
376        Info        -   error code:
377                        * -4    an  error   was   detected   when  calculating
378                                weights/nodes.  N  is  too  large   to  obtain
379                                weights/nodes  with  high   enough   accuracy.
380                                Try  to   use   multiple   precision  version.
381                        * -3    internal eigenproblem solver hasn't converged
382                        * -1    incorrect N was passed
383                        * +1    OK
384        X           -   array[0..N-1] - array of quadrature nodes, ordered in
385                        ascending order.
386        WKronrod    -   array[0..N-1] - Kronrod weights
387        WGauss      -   array[0..N-1] - Gauss weights (interleaved with zeros
388                        corresponding to extended Kronrod nodes).
389
390
391      -- ALGLIB --
392         Copyright 12.05.2009 by Bochkanov Sergey
393    *************************************************************************/
394    public static void gkqgenerategausslegendre(int n, out int info, out double[] x, out double[] wkronrod, out double[] wgauss)
395    {
396        info = 0;
397        x = new double[0];
398        wkronrod = new double[0];
399        wgauss = new double[0];
400        gkq.gkqgenerategausslegendre(n, ref info, ref x, ref wkronrod, ref wgauss);
401        return;
402    }
403
404    /*************************************************************************
405    Returns   Gauss   and   Gauss-Kronrod   nodes/weights   for   Gauss-Jacobi
406    quadrature on [-1,1] with weight function
407
408        W(x)=Power(1-x,Alpha)*Power(1+x,Beta).
409
410    INPUT PARAMETERS:
411        N           -   number of Kronrod nodes, must be odd number, >=3.
412        Alpha       -   power-law coefficient, Alpha>-1
413        Beta        -   power-law coefficient, Beta>-1
414
415    OUTPUT PARAMETERS:
416        Info        -   error code:
417                        * -5    no real and positive Gauss-Kronrod formula can
418                                be created for such a weight function  with  a
419                                given number of nodes.
420                        * -4    an  error  was   detected   when   calculating
421                                weights/nodes. Alpha or  Beta  are  too  close
422                                to -1 to obtain weights/nodes with high enough
423                                accuracy, or, may be, N is too large.  Try  to
424                                use multiple precision version.
425                        * -3    internal eigenproblem solver hasn't converged
426                        * -1    incorrect N was passed
427                        * +1    OK
428                        * +2    OK, but quadrature rule have exterior  nodes,
429                                x[0]<-1 or x[n-1]>+1
430        X           -   array[0..N-1] - array of quadrature nodes, ordered in
431                        ascending order.
432        WKronrod    -   array[0..N-1] - Kronrod weights
433        WGauss      -   array[0..N-1] - Gauss weights (interleaved with zeros
434                        corresponding to extended Kronrod nodes).
435
436
437      -- ALGLIB --
438         Copyright 12.05.2009 by Bochkanov Sergey
439    *************************************************************************/
440    public static void gkqgenerategaussjacobi(int n, double alpha, double beta, out int info, out double[] x, out double[] wkronrod, out double[] wgauss)
441    {
442        info = 0;
443        x = new double[0];
444        wkronrod = new double[0];
445        wgauss = new double[0];
446        gkq.gkqgenerategaussjacobi(n, alpha, beta, ref info, ref x, ref wkronrod, ref wgauss);
447        return;
448    }
449
450    /*************************************************************************
451    Returns Gauss and Gauss-Kronrod nodes for quadrature with N points.
452
453    Reduction to tridiagonal eigenproblem is used.
454
455    INPUT PARAMETERS:
456        N           -   number of Kronrod nodes, must be odd number, >=3.
457
458    OUTPUT PARAMETERS:
459        Info        -   error code:
460                        * -4    an  error   was   detected   when  calculating
461                                weights/nodes.  N  is  too  large   to  obtain
462                                weights/nodes  with  high   enough   accuracy.
463                                Try  to   use   multiple   precision  version.
464                        * -3    internal eigenproblem solver hasn't converged
465                        * -1    incorrect N was passed
466                        * +1    OK
467        X           -   array[0..N-1] - array of quadrature nodes, ordered in
468                        ascending order.
469        WKronrod    -   array[0..N-1] - Kronrod weights
470        WGauss      -   array[0..N-1] - Gauss weights (interleaved with zeros
471                        corresponding to extended Kronrod nodes).
472
473      -- ALGLIB --
474         Copyright 12.05.2009 by Bochkanov Sergey
475    *************************************************************************/
476    public static void gkqlegendrecalc(int n, out int info, out double[] x, out double[] wkronrod, out double[] wgauss)
477    {
478        info = 0;
479        x = new double[0];
480        wkronrod = new double[0];
481        wgauss = new double[0];
482        gkq.gkqlegendrecalc(n, ref info, ref x, ref wkronrod, ref wgauss);
483        return;
484    }
485
486    /*************************************************************************
487    Returns Gauss and Gauss-Kronrod nodes for quadrature with N  points  using
488    pre-calculated table. Nodes/weights were  computed  with  accuracy  up  to
489    1.0E-32 (if MPFR version of ALGLIB is used). In standard double  precision
490    accuracy reduces to something about 2.0E-16 (depending  on your compiler's
491    handling of long floating point constants).
492
493    INPUT PARAMETERS:
494        N           -   number of Kronrod nodes.
495                        N can be 15, 21, 31, 41, 51, 61.
496
497    OUTPUT PARAMETERS:
498        X           -   array[0..N-1] - array of quadrature nodes, ordered in
499                        ascending order.
500        WKronrod    -   array[0..N-1] - Kronrod weights
501        WGauss      -   array[0..N-1] - Gauss weights (interleaved with zeros
502                        corresponding to extended Kronrod nodes).
503
504
505      -- ALGLIB --
506         Copyright 12.05.2009 by Bochkanov Sergey
507    *************************************************************************/
508    public static void gkqlegendretbl(int n, out double[] x, out double[] wkronrod, out double[] wgauss, out double eps)
509    {
510        x = new double[0];
511        wkronrod = new double[0];
512        wgauss = new double[0];
513        eps = 0;
514        gkq.gkqlegendretbl(n, ref x, ref wkronrod, ref wgauss, ref eps);
515        return;
516    }
517
518}
519public partial class alglib
520{
521
522
523    /*************************************************************************
524    Integration report:
525    * TerminationType = completetion code:
526        * -5    non-convergence of Gauss-Kronrod nodes
527                calculation subroutine.
528        * -1    incorrect parameters were specified
529        *  1    OK
530    * Rep.NFEV countains number of function calculations
531    * Rep.NIntervals contains number of intervals [a,b]
532      was partitioned into.
533    *************************************************************************/
534    public class autogkreport
535    {
536        //
537        // Public declarations
538        //
539        public int terminationtype { get { return _innerobj.terminationtype; } set { _innerobj.terminationtype = value; } }
540        public int nfev { get { return _innerobj.nfev; } set { _innerobj.nfev = value; } }
541        public int nintervals { get { return _innerobj.nintervals; } set { _innerobj.nintervals = value; } }
542
543        public autogkreport()
544        {
545            _innerobj = new autogk.autogkreport();
546        }
547
548        //
549        // Although some of declarations below are public, you should not use them
550        // They are intended for internal use only
551        //
552        private autogk.autogkreport _innerobj;
553        public autogk.autogkreport innerobj { get { return _innerobj; } }
554        public autogkreport(autogk.autogkreport obj)
555        {
556            _innerobj = obj;
557        }
558    }
559
560
561    /*************************************************************************
562    This structure stores state of the integration algorithm.
563
564    Although this class has public fields,  they are not intended for external
565    use. You should use ALGLIB functions to work with this class:
566    * autogksmooth()/AutoGKSmoothW()/... to create objects
567    * autogkintegrate() to begin integration
568    * autogkresults() to get results
569    *************************************************************************/
570    public class autogkstate
571    {
572        //
573        // Public declarations
574        //
575        public bool needf { get { return _innerobj.needf; } set { _innerobj.needf = value; } }
576        public double x { get { return _innerobj.x; } set { _innerobj.x = value; } }
577        public double xminusa { get { return _innerobj.xminusa; } set { _innerobj.xminusa = value; } }
578        public double bminusx { get { return _innerobj.bminusx; } set { _innerobj.bminusx = value; } }
579        public double f { get { return _innerobj.f; } set { _innerobj.f = value; } }
580
581        public autogkstate()
582        {
583            _innerobj = new autogk.autogkstate();
584        }
585
586        //
587        // Although some of declarations below are public, you should not use them
588        // They are intended for internal use only
589        //
590        private autogk.autogkstate _innerobj;
591        public autogk.autogkstate innerobj { get { return _innerobj; } }
592        public autogkstate(autogk.autogkstate obj)
593        {
594            _innerobj = obj;
595        }
596    }
597
598    /*************************************************************************
599    Integration of a smooth function F(x) on a finite interval [a,b].
600
601    Fast-convergent algorithm based on a Gauss-Kronrod formula is used. Result
602    is calculated with accuracy close to the machine precision.
603
604    Algorithm works well only with smooth integrands.  It  may  be  used  with
605    continuous non-smooth integrands, but with  less  performance.
606
607    It should never be used with integrands which have integrable singularities
608    at lower or upper limits - algorithm may crash. Use AutoGKSingular in such
609    cases.
610
611    INPUT PARAMETERS:
612        A, B    -   interval boundaries (A<B, A=B or A>B)
613
614    OUTPUT PARAMETERS
615        State   -   structure which stores algorithm state
616
617    SEE ALSO
618        AutoGKSmoothW, AutoGKSingular, AutoGKResults.
619
620
621      -- ALGLIB --
622         Copyright 06.05.2009 by Bochkanov Sergey
623    *************************************************************************/
624    public static void autogksmooth(double a, double b, out autogkstate state)
625    {
626        state = new autogkstate();
627        autogk.autogksmooth(a, b, state.innerobj);
628        return;
629    }
630
631    /*************************************************************************
632    Integration of a smooth function F(x) on a finite interval [a,b].
633
634    This subroutine is same as AutoGKSmooth(), but it guarantees that interval
635    [a,b] is partitioned into subintervals which have width at most XWidth.
636
637    Subroutine  can  be  used  when  integrating nearly-constant function with
638    narrow "bumps" (about XWidth wide). If "bumps" are too narrow, AutoGKSmooth
639    subroutine can overlook them.
640
641    INPUT PARAMETERS:
642        A, B    -   interval boundaries (A<B, A=B or A>B)
643
644    OUTPUT PARAMETERS
645        State   -   structure which stores algorithm state
646
647    SEE ALSO
648        AutoGKSmooth, AutoGKSingular, AutoGKResults.
649
650
651      -- ALGLIB --
652         Copyright 06.05.2009 by Bochkanov Sergey
653    *************************************************************************/
654    public static void autogksmoothw(double a, double b, double xwidth, out autogkstate state)
655    {
656        state = new autogkstate();
657        autogk.autogksmoothw(a, b, xwidth, state.innerobj);
658        return;
659    }
660
661    /*************************************************************************
662    Integration on a finite interval [A,B].
663    Integrand have integrable singularities at A/B.
664
665    F(X) must diverge as "(x-A)^alpha" at A, as "(B-x)^beta" at B,  with known
666    alpha/beta (alpha>-1, beta>-1).  If alpha/beta  are  not known,  estimates
667    from below can be used (but these estimates should be greater than -1 too).
668
669    One  of  alpha/beta variables (or even both alpha/beta) may be equal to 0,
670    which means than function F(x) is non-singular at A/B. Anyway (singular at
671    bounds or not), function F(x) is supposed to be continuous on (A,B).
672
673    Fast-convergent algorithm based on a Gauss-Kronrod formula is used. Result
674    is calculated with accuracy close to the machine precision.
675
676    INPUT PARAMETERS:
677        A, B    -   interval boundaries (A<B, A=B or A>B)
678        Alpha   -   power-law coefficient of the F(x) at A,
679                    Alpha>-1
680        Beta    -   power-law coefficient of the F(x) at B,
681                    Beta>-1
682
683    OUTPUT PARAMETERS
684        State   -   structure which stores algorithm state
685
686    SEE ALSO
687        AutoGKSmooth, AutoGKSmoothW, AutoGKResults.
688
689
690      -- ALGLIB --
691         Copyright 06.05.2009 by Bochkanov Sergey
692    *************************************************************************/
693    public static void autogksingular(double a, double b, double alpha, double beta, out autogkstate state)
694    {
695        state = new autogkstate();
696        autogk.autogksingular(a, b, alpha, beta, state.innerobj);
697        return;
698    }
699
700    /*************************************************************************
701    This function provides reverse communication interface
702    Reverse communication interface is not documented or recommended to use.
703    See below for functions which provide better documented API
704    *************************************************************************/
705    public static bool autogkiteration(autogkstate state)
706    {
707
708        bool result = autogk.autogkiteration(state.innerobj);
709        return result;
710    }
711
712
713    /*************************************************************************
714    This function is used to launcn iterations of ODE solver
715
716    It accepts following parameters:
717        diff    -   callback which calculates dy/dx for given y and x
718        obj     -   optional object which is passed to diff; can be NULL
719
720
721      -- ALGLIB --
722         Copyright 07.05.2009 by Bochkanov Sergey
723
724    *************************************************************************/
725    public static void autogkintegrate(autogkstate state, integrator1_func func, object obj)
726    {
727        if( func==null )
728            throw new alglibexception("ALGLIB: error in 'autogkintegrate()' (func is null)");
729        while( alglib.autogkiteration(state) )
730        {
731            if( state.needf )
732            {
733                func(state.innerobj.x, state.innerobj.xminusa, state.innerobj.bminusx, ref state.innerobj.f, obj);
734                continue;
735            }
736            throw new alglibexception("ALGLIB: unexpected error in 'autogksolve'");
737        }
738    }
739
740    /*************************************************************************
741    Adaptive integration results
742
743    Called after AutoGKIteration returned False.
744
745    Input parameters:
746        State   -   algorithm state (used by AutoGKIteration).
747
748    Output parameters:
749        V       -   integral(f(x)dx,a,b)
750        Rep     -   optimization report (see AutoGKReport description)
751
752      -- ALGLIB --
753         Copyright 14.11.2007 by Bochkanov Sergey
754    *************************************************************************/
755    public static void autogkresults(autogkstate state, out double v, out autogkreport rep)
756    {
757        v = 0;
758        rep = new autogkreport();
759        autogk.autogkresults(state.innerobj, ref v, rep.innerobj);
760        return;
761    }
762
763}
764public partial class alglib
765{
766    public class gq
767    {
768        /*************************************************************************
769        Computation of nodes and weights for a Gauss quadrature formula
770
771        The algorithm generates the N-point Gauss quadrature formula  with  weight
772        function given by coefficients alpha and beta  of  a  recurrence  relation
773        which generates a system of orthogonal polynomials:
774
775        P-1(x)   =  0
776        P0(x)    =  1
777        Pn+1(x)  =  (x-alpha(n))*Pn(x)  -  beta(n)*Pn-1(x)
778
779        and zeroth moment Mu0
780
781        Mu0 = integral(W(x)dx,a,b)
782
783        INPUT PARAMETERS:
784            Alpha   –   array[0..N-1], alpha coefficients
785            Beta    –   array[0..N-1], beta coefficients
786                        Zero-indexed element is not used and may be arbitrary.
787                        Beta[I]>0.
788            Mu0     –   zeroth moment of the weight function.
789            N       –   number of nodes of the quadrature formula, N>=1
790
791        OUTPUT PARAMETERS:
792            Info    -   error code:
793                        * -3    internal eigenproblem solver hasn't converged
794                        * -2    Beta[i]<=0
795                        * -1    incorrect N was passed
796                        *  1    OK
797            X       -   array[0..N-1] - array of quadrature nodes,
798                        in ascending order.
799            W       -   array[0..N-1] - array of quadrature weights.
800
801          -- ALGLIB --
802             Copyright 2005-2009 by Bochkanov Sergey
803        *************************************************************************/
804        public static void gqgeneraterec(double[] alpha,
805            double[] beta,
806            double mu0,
807            int n,
808            ref int info,
809            ref double[] x,
810            ref double[] w)
811        {
812            int i = 0;
813            double[] d = new double[0];
814            double[] e = new double[0];
815            double[,] z = new double[0,0];
816
817            info = 0;
818            x = new double[0];
819            w = new double[0];
820
821            if( n<1 )
822            {
823                info = -1;
824                return;
825            }
826            info = 1;
827           
828            //
829            // Initialize
830            //
831            d = new double[n];
832            e = new double[n];
833            for(i=1; i<=n-1; i++)
834            {
835                d[i-1] = alpha[i-1];
836                if( (double)(beta[i])<=(double)(0) )
837                {
838                    info = -2;
839                    return;
840                }
841                e[i-1] = Math.Sqrt(beta[i]);
842            }
843            d[n-1] = alpha[n-1];
844           
845            //
846            // EVD
847            //
848            if( !evd.smatrixtdevd(ref d, e, n, 3, ref z) )
849            {
850                info = -3;
851                return;
852            }
853           
854            //
855            // Generate
856            //
857            x = new double[n];
858            w = new double[n];
859            for(i=1; i<=n; i++)
860            {
861                x[i-1] = d[i-1];
862                w[i-1] = mu0*math.sqr(z[0,i-1]);
863            }
864        }
865
866
867        /*************************************************************************
868        Computation of nodes and weights for a Gauss-Lobatto quadrature formula
869
870        The algorithm generates the N-point Gauss-Lobatto quadrature formula  with
871        weight function given by coefficients alpha and beta of a recurrence which
872        generates a system of orthogonal polynomials.
873
874        P-1(x)   =  0
875        P0(x)    =  1
876        Pn+1(x)  =  (x-alpha(n))*Pn(x)  -  beta(n)*Pn-1(x)
877
878        and zeroth moment Mu0
879
880        Mu0 = integral(W(x)dx,a,b)
881
882        INPUT PARAMETERS:
883            Alpha   –   array[0..N-2], alpha coefficients
884            Beta    –   array[0..N-2], beta coefficients.
885                        Zero-indexed element is not used, may be arbitrary.
886                        Beta[I]>0
887            Mu0     –   zeroth moment of the weighting function.
888            A       –   left boundary of the integration interval.
889            B       –   right boundary of the integration interval.
890            N       –   number of nodes of the quadrature formula, N>=3
891                        (including the left and right boundary nodes).
892
893        OUTPUT PARAMETERS:
894            Info    -   error code:
895                        * -3    internal eigenproblem solver hasn't converged
896                        * -2    Beta[i]<=0
897                        * -1    incorrect N was passed
898                        *  1    OK
899            X       -   array[0..N-1] - array of quadrature nodes,
900                        in ascending order.
901            W       -   array[0..N-1] - array of quadrature weights.
902
903          -- ALGLIB --
904             Copyright 2005-2009 by Bochkanov Sergey
905        *************************************************************************/
906        public static void gqgenerategausslobattorec(double[] alpha,
907            double[] beta,
908            double mu0,
909            double a,
910            double b,
911            int n,
912            ref int info,
913            ref double[] x,
914            ref double[] w)
915        {
916            int i = 0;
917            double[] d = new double[0];
918            double[] e = new double[0];
919            double[,] z = new double[0,0];
920            double pim1a = 0;
921            double pia = 0;
922            double pim1b = 0;
923            double pib = 0;
924            double t = 0;
925            double a11 = 0;
926            double a12 = 0;
927            double a21 = 0;
928            double a22 = 0;
929            double b1 = 0;
930            double b2 = 0;
931            double alph = 0;
932            double bet = 0;
933
934            alpha = (double[])alpha.Clone();
935            beta = (double[])beta.Clone();
936            info = 0;
937            x = new double[0];
938            w = new double[0];
939
940            if( n<=2 )
941            {
942                info = -1;
943                return;
944            }
945            info = 1;
946           
947            //
948            // Initialize, D[1:N+1], E[1:N]
949            //
950            n = n-2;
951            d = new double[n+2];
952            e = new double[n+1];
953            for(i=1; i<=n+1; i++)
954            {
955                d[i-1] = alpha[i-1];
956            }
957            for(i=1; i<=n; i++)
958            {
959                if( (double)(beta[i])<=(double)(0) )
960                {
961                    info = -2;
962                    return;
963                }
964                e[i-1] = Math.Sqrt(beta[i]);
965            }
966           
967            //
968            // Caclulate Pn(a), Pn+1(a), Pn(b), Pn+1(b)
969            //
970            beta[0] = 0;
971            pim1a = 0;
972            pia = 1;
973            pim1b = 0;
974            pib = 1;
975            for(i=1; i<=n+1; i++)
976            {
977               
978                //
979                // Pi(a)
980                //
981                t = (a-alpha[i-1])*pia-beta[i-1]*pim1a;
982                pim1a = pia;
983                pia = t;
984               
985                //
986                // Pi(b)
987                //
988                t = (b-alpha[i-1])*pib-beta[i-1]*pim1b;
989                pim1b = pib;
990                pib = t;
991            }
992           
993            //
994            // Calculate alpha'(n+1), beta'(n+1)
995            //
996            a11 = pia;
997            a12 = pim1a;
998            a21 = pib;
999            a22 = pim1b;
1000            b1 = a*pia;
1001            b2 = b*pib;
1002            if( (double)(Math.Abs(a11))>(double)(Math.Abs(a21)) )
1003            {
1004                a22 = a22-a12*a21/a11;
1005                b2 = b2-b1*a21/a11;
1006                bet = b2/a22;
1007                alph = (b1-bet*a12)/a11;
1008            }
1009            else
1010            {
1011                a12 = a12-a22*a11/a21;
1012                b1 = b1-b2*a11/a21;
1013                bet = b1/a12;
1014                alph = (b2-bet*a22)/a21;
1015            }
1016            if( (double)(bet)<(double)(0) )
1017            {
1018                info = -3;
1019                return;
1020            }
1021            d[n+1] = alph;
1022            e[n] = Math.Sqrt(bet);
1023           
1024            //
1025            // EVD
1026            //
1027            if( !evd.smatrixtdevd(ref d, e, n+2, 3, ref z) )
1028            {
1029                info = -3;
1030                return;
1031            }
1032           
1033            //
1034            // Generate
1035            //
1036            x = new double[n+2];
1037            w = new double[n+2];
1038            for(i=1; i<=n+2; i++)
1039            {
1040                x[i-1] = d[i-1];
1041                w[i-1] = mu0*math.sqr(z[0,i-1]);
1042            }
1043        }
1044
1045
1046        /*************************************************************************
1047        Computation of nodes and weights for a Gauss-Radau quadrature formula
1048
1049        The algorithm generates the N-point Gauss-Radau  quadrature  formula  with
1050        weight function given by the coefficients alpha and  beta  of a recurrence
1051        which generates a system of orthogonal polynomials.
1052
1053        P-1(x)   =  0
1054        P0(x)    =  1
1055        Pn+1(x)  =  (x-alpha(n))*Pn(x)  -  beta(n)*Pn-1(x)
1056
1057        and zeroth moment Mu0
1058
1059        Mu0 = integral(W(x)dx,a,b)
1060
1061        INPUT PARAMETERS:
1062            Alpha   –   array[0..N-2], alpha coefficients.
1063            Beta    –   array[0..N-1], beta coefficients
1064                        Zero-indexed element is not used.
1065                        Beta[I]>0
1066            Mu0     –   zeroth moment of the weighting function.
1067            A       –   left boundary of the integration interval.
1068            N       –   number of nodes of the quadrature formula, N>=2
1069                        (including the left boundary node).
1070
1071        OUTPUT PARAMETERS:
1072            Info    -   error code:
1073                        * -3    internal eigenproblem solver hasn't converged
1074                        * -2    Beta[i]<=0
1075                        * -1    incorrect N was passed
1076                        *  1    OK
1077            X       -   array[0..N-1] - array of quadrature nodes,
1078                        in ascending order.
1079            W       -   array[0..N-1] - array of quadrature weights.
1080
1081
1082          -- ALGLIB --
1083             Copyright 2005-2009 by Bochkanov Sergey
1084        *************************************************************************/
1085        public static void gqgenerategaussradaurec(double[] alpha,
1086            double[] beta,
1087            double mu0,
1088            double a,
1089            int n,
1090            ref int info,
1091            ref double[] x,
1092            ref double[] w)
1093        {
1094            int i = 0;
1095            double[] d = new double[0];
1096            double[] e = new double[0];
1097            double[,] z = new double[0,0];
1098            double polim1 = 0;
1099            double poli = 0;
1100            double t = 0;
1101
1102            alpha = (double[])alpha.Clone();
1103            beta = (double[])beta.Clone();
1104            info = 0;
1105            x = new double[0];
1106            w = new double[0];
1107
1108            if( n<2 )
1109            {
1110                info = -1;
1111                return;
1112            }
1113            info = 1;
1114           
1115            //
1116            // Initialize, D[1:N], E[1:N]
1117            //
1118            n = n-1;
1119            d = new double[n+1];
1120            e = new double[n];
1121            for(i=1; i<=n; i++)
1122            {
1123                d[i-1] = alpha[i-1];
1124                if( (double)(beta[i])<=(double)(0) )
1125                {
1126                    info = -2;
1127                    return;
1128                }
1129                e[i-1] = Math.Sqrt(beta[i]);
1130            }
1131           
1132            //
1133            // Caclulate Pn(a), Pn-1(a), and D[N+1]
1134            //
1135            beta[0] = 0;
1136            polim1 = 0;
1137            poli = 1;
1138            for(i=1; i<=n; i++)
1139            {
1140                t = (a-alpha[i-1])*poli-beta[i-1]*polim1;
1141                polim1 = poli;
1142                poli = t;
1143            }
1144            d[n] = a-beta[n]*polim1/poli;
1145           
1146            //
1147            // EVD
1148            //
1149            if( !evd.smatrixtdevd(ref d, e, n+1, 3, ref z) )
1150            {
1151                info = -3;
1152                return;
1153            }
1154           
1155            //
1156            // Generate
1157            //
1158            x = new double[n+1];
1159            w = new double[n+1];
1160            for(i=1; i<=n+1; i++)
1161            {
1162                x[i-1] = d[i-1];
1163                w[i-1] = mu0*math.sqr(z[0,i-1]);
1164            }
1165        }
1166
1167
1168        /*************************************************************************
1169        Returns nodes/weights for Gauss-Legendre quadrature on [-1,1] with N
1170        nodes.
1171
1172        INPUT PARAMETERS:
1173            N           -   number of nodes, >=1
1174
1175        OUTPUT PARAMETERS:
1176            Info        -   error code:
1177                            * -4    an  error   was   detected   when  calculating
1178                                    weights/nodes.  N  is  too  large   to  obtain
1179                                    weights/nodes  with  high   enough   accuracy.
1180                                    Try  to   use   multiple   precision  version.
1181                            * -3    internal eigenproblem solver hasn't  converged
1182                            * -1    incorrect N was passed
1183                            * +1    OK
1184            X           -   array[0..N-1] - array of quadrature nodes,
1185                            in ascending order.
1186            W           -   array[0..N-1] - array of quadrature weights.
1187
1188
1189          -- ALGLIB --
1190             Copyright 12.05.2009 by Bochkanov Sergey
1191        *************************************************************************/
1192        public static void gqgenerategausslegendre(int n,
1193            ref int info,
1194            ref double[] x,
1195            ref double[] w)
1196        {
1197            double[] alpha = new double[0];
1198            double[] beta = new double[0];
1199            int i = 0;
1200
1201            info = 0;
1202            x = new double[0];
1203            w = new double[0];
1204
1205            if( n<1 )
1206            {
1207                info = -1;
1208                return;
1209            }
1210            alpha = new double[n];
1211            beta = new double[n];
1212            for(i=0; i<=n-1; i++)
1213            {
1214                alpha[i] = 0;
1215            }
1216            beta[0] = 2;
1217            for(i=1; i<=n-1; i++)
1218            {
1219                beta[i] = 1/(4-1/math.sqr(i));
1220            }
1221            gqgeneraterec(alpha, beta, beta[0], n, ref info, ref x, ref w);
1222           
1223            //
1224            // test basic properties to detect errors
1225            //
1226            if( info>0 )
1227            {
1228                if( (double)(x[0])<(double)(-1) || (double)(x[n-1])>(double)(1) )
1229                {
1230                    info = -4;
1231                }
1232                for(i=0; i<=n-2; i++)
1233                {
1234                    if( (double)(x[i])>=(double)(x[i+1]) )
1235                    {
1236                        info = -4;
1237                    }
1238                }
1239            }
1240        }
1241
1242
1243        /*************************************************************************
1244        Returns  nodes/weights  for  Gauss-Jacobi quadrature on [-1,1] with weight
1245        function W(x)=Power(1-x,Alpha)*Power(1+x,Beta).
1246
1247        INPUT PARAMETERS:
1248            N           -   number of nodes, >=1
1249            Alpha       -   power-law coefficient, Alpha>-1
1250            Beta        -   power-law coefficient, Beta>-1
1251
1252        OUTPUT PARAMETERS:
1253            Info        -   error code:
1254                            * -4    an  error  was   detected   when   calculating
1255                                    weights/nodes. Alpha or  Beta  are  too  close
1256                                    to -1 to obtain weights/nodes with high enough
1257                                    accuracy, or, may be, N is too large.  Try  to
1258                                    use multiple precision version.
1259                            * -3    internal eigenproblem solver hasn't converged
1260                            * -1    incorrect N/Alpha/Beta was passed
1261                            * +1    OK
1262            X           -   array[0..N-1] - array of quadrature nodes,
1263                            in ascending order.
1264            W           -   array[0..N-1] - array of quadrature weights.
1265
1266
1267          -- ALGLIB --
1268             Copyright 12.05.2009 by Bochkanov Sergey
1269        *************************************************************************/
1270        public static void gqgenerategaussjacobi(int n,
1271            double alpha,
1272            double beta,
1273            ref int info,
1274            ref double[] x,
1275            ref double[] w)
1276        {
1277            double[] a = new double[0];
1278            double[] b = new double[0];
1279            double alpha2 = 0;
1280            double beta2 = 0;
1281            double apb = 0;
1282            double t = 0;
1283            int i = 0;
1284            double s = 0;
1285
1286            info = 0;
1287            x = new double[0];
1288            w = new double[0];
1289
1290            if( (n<1 || (double)(alpha)<=(double)(-1)) || (double)(beta)<=(double)(-1) )
1291            {
1292                info = -1;
1293                return;
1294            }
1295            a = new double[n];
1296            b = new double[n];
1297            apb = alpha+beta;
1298            a[0] = (beta-alpha)/(apb+2);
1299            t = (apb+1)*Math.Log(2)+gammafunc.lngamma(alpha+1, ref s)+gammafunc.lngamma(beta+1, ref s)-gammafunc.lngamma(apb+2, ref s);
1300            if( (double)(t)>(double)(Math.Log(math.maxrealnumber)) )
1301            {
1302                info = -4;
1303                return;
1304            }
1305            b[0] = Math.Exp(t);
1306            if( n>1 )
1307            {
1308                alpha2 = math.sqr(alpha);
1309                beta2 = math.sqr(beta);
1310                a[1] = (beta2-alpha2)/((apb+2)*(apb+4));
1311                b[1] = 4*(alpha+1)*(beta+1)/((apb+3)*math.sqr(apb+2));
1312                for(i=2; i<=n-1; i++)
1313                {
1314                    a[i] = 0.25*(beta2-alpha2)/(i*i*(1+0.5*apb/i)*(1+0.5*(apb+2)/i));
1315                    b[i] = 0.25*(1+alpha/i)*(1+beta/i)*(1+apb/i)/((1+0.5*(apb+1)/i)*(1+0.5*(apb-1)/i)*math.sqr(1+0.5*apb/i));
1316                }
1317            }
1318            gqgeneraterec(a, b, b[0], n, ref info, ref x, ref w);
1319           
1320            //
1321            // test basic properties to detect errors
1322            //
1323            if( info>0 )
1324            {
1325                if( (double)(x[0])<(double)(-1) || (double)(x[n-1])>(double)(1) )
1326                {
1327                    info = -4;
1328                }
1329                for(i=0; i<=n-2; i++)
1330                {
1331                    if( (double)(x[i])>=(double)(x[i+1]) )
1332                    {
1333                        info = -4;
1334                    }
1335                }
1336            }
1337        }
1338
1339
1340        /*************************************************************************
1341        Returns  nodes/weights  for  Gauss-Laguerre  quadrature  on  [0,+inf) with
1342        weight function W(x)=Power(x,Alpha)*Exp(-x)
1343
1344        INPUT PARAMETERS:
1345            N           -   number of nodes, >=1
1346            Alpha       -   power-law coefficient, Alpha>-1
1347
1348        OUTPUT PARAMETERS:
1349            Info        -   error code:
1350                            * -4    an  error  was   detected   when   calculating
1351                                    weights/nodes. Alpha is too  close  to  -1  to
1352                                    obtain weights/nodes with high enough accuracy
1353                                    or, may  be,  N  is  too  large.  Try  to  use
1354                                    multiple precision version.
1355                            * -3    internal eigenproblem solver hasn't converged
1356                            * -1    incorrect N/Alpha was passed
1357                            * +1    OK
1358            X           -   array[0..N-1] - array of quadrature nodes,
1359                            in ascending order.
1360            W           -   array[0..N-1] - array of quadrature weights.
1361
1362
1363          -- ALGLIB --
1364             Copyright 12.05.2009 by Bochkanov Sergey
1365        *************************************************************************/
1366        public static void gqgenerategausslaguerre(int n,
1367            double alpha,
1368            ref int info,
1369            ref double[] x,
1370            ref double[] w)
1371        {
1372            double[] a = new double[0];
1373            double[] b = new double[0];
1374            double t = 0;
1375            int i = 0;
1376            double s = 0;
1377
1378            info = 0;
1379            x = new double[0];
1380            w = new double[0];
1381
1382            if( n<1 || (double)(alpha)<=(double)(-1) )
1383            {
1384                info = -1;
1385                return;
1386            }
1387            a = new double[n];
1388            b = new double[n];
1389            a[0] = alpha+1;
1390            t = gammafunc.lngamma(alpha+1, ref s);
1391            if( (double)(t)>=(double)(Math.Log(math.maxrealnumber)) )
1392            {
1393                info = -4;
1394                return;
1395            }
1396            b[0] = Math.Exp(t);
1397            if( n>1 )
1398            {
1399                for(i=1; i<=n-1; i++)
1400                {
1401                    a[i] = 2*i+alpha+1;
1402                    b[i] = i*(i+alpha);
1403                }
1404            }
1405            gqgeneraterec(a, b, b[0], n, ref info, ref x, ref w);
1406           
1407            //
1408            // test basic properties to detect errors
1409            //
1410            if( info>0 )
1411            {
1412                if( (double)(x[0])<(double)(0) )
1413                {
1414                    info = -4;
1415                }
1416                for(i=0; i<=n-2; i++)
1417                {
1418                    if( (double)(x[i])>=(double)(x[i+1]) )
1419                    {
1420                        info = -4;
1421                    }
1422                }
1423            }
1424        }
1425
1426
1427        /*************************************************************************
1428        Returns  nodes/weights  for  Gauss-Hermite  quadrature on (-inf,+inf) with
1429        weight function W(x)=Exp(-x*x)
1430
1431        INPUT PARAMETERS:
1432            N           -   number of nodes, >=1
1433
1434        OUTPUT PARAMETERS:
1435            Info        -   error code:
1436                            * -4    an  error  was   detected   when   calculating
1437                                    weights/nodes.  May be, N is too large. Try to
1438                                    use multiple precision version.
1439                            * -3    internal eigenproblem solver hasn't converged
1440                            * -1    incorrect N/Alpha was passed
1441                            * +1    OK
1442            X           -   array[0..N-1] - array of quadrature nodes,
1443                            in ascending order.
1444            W           -   array[0..N-1] - array of quadrature weights.
1445
1446
1447          -- ALGLIB --
1448             Copyright 12.05.2009 by Bochkanov Sergey
1449        *************************************************************************/
1450        public static void gqgenerategausshermite(int n,
1451            ref int info,
1452            ref double[] x,
1453            ref double[] w)
1454        {
1455            double[] a = new double[0];
1456            double[] b = new double[0];
1457            int i = 0;
1458
1459            info = 0;
1460            x = new double[0];
1461            w = new double[0];
1462
1463            if( n<1 )
1464            {
1465                info = -1;
1466                return;
1467            }
1468            a = new double[n];
1469            b = new double[n];
1470            for(i=0; i<=n-1; i++)
1471            {
1472                a[i] = 0;
1473            }
1474            b[0] = Math.Sqrt(4*Math.Atan(1));
1475            if( n>1 )
1476            {
1477                for(i=1; i<=n-1; i++)
1478                {
1479                    b[i] = 0.5*i;
1480                }
1481            }
1482            gqgeneraterec(a, b, b[0], n, ref info, ref x, ref w);
1483           
1484            //
1485            // test basic properties to detect errors
1486            //
1487            if( info>0 )
1488            {
1489                for(i=0; i<=n-2; i++)
1490                {
1491                    if( (double)(x[i])>=(double)(x[i+1]) )
1492                    {
1493                        info = -4;
1494                    }
1495                }
1496            }
1497        }
1498
1499
1500    }
1501    public class gkq
1502    {
1503        /*************************************************************************
1504        Computation of nodes and weights of a Gauss-Kronrod quadrature formula
1505
1506        The algorithm generates the N-point Gauss-Kronrod quadrature formula  with
1507        weight  function  given  by  coefficients  alpha  and beta of a recurrence
1508        relation which generates a system of orthogonal polynomials:
1509
1510            P-1(x)   =  0
1511            P0(x)    =  1
1512            Pn+1(x)  =  (x-alpha(n))*Pn(x)  -  beta(n)*Pn-1(x)
1513
1514        and zero moment Mu0
1515
1516            Mu0 = integral(W(x)dx,a,b)
1517
1518
1519        INPUT PARAMETERS:
1520            Alpha       –   alpha coefficients, array[0..floor(3*K/2)].
1521            Beta        –   beta coefficients,  array[0..ceil(3*K/2)].
1522                            Beta[0] is not used and may be arbitrary.
1523                            Beta[I]>0.
1524            Mu0         –   zeroth moment of the weight function.
1525            N           –   number of nodes of the Gauss-Kronrod quadrature formula,
1526                            N >= 3,
1527                            N =  2*K+1.
1528
1529        OUTPUT PARAMETERS:
1530            Info        -   error code:
1531                            * -5    no real and positive Gauss-Kronrod formula can
1532                                    be created for such a weight function  with  a
1533                                    given number of nodes.
1534                            * -4    N is too large, task may be ill  conditioned -
1535                                    x[i]=x[i+1] found.
1536                            * -3    internal eigenproblem solver hasn't converged
1537                            * -2    Beta[i]<=0
1538                            * -1    incorrect N was passed
1539                            * +1    OK
1540            X           -   array[0..N-1] - array of quadrature nodes,
1541                            in ascending order.
1542            WKronrod    -   array[0..N-1] - Kronrod weights
1543            WGauss      -   array[0..N-1] - Gauss weights (interleaved with zeros
1544                            corresponding to extended Kronrod nodes).
1545
1546          -- ALGLIB --
1547             Copyright 08.05.2009 by Bochkanov Sergey
1548        *************************************************************************/
1549        public static void gkqgeneraterec(double[] alpha,
1550            double[] beta,
1551            double mu0,
1552            int n,
1553            ref int info,
1554            ref double[] x,
1555            ref double[] wkronrod,
1556            ref double[] wgauss)
1557        {
1558            double[] ta = new double[0];
1559            int i = 0;
1560            int j = 0;
1561            double[] t = new double[0];
1562            double[] s = new double[0];
1563            int wlen = 0;
1564            int woffs = 0;
1565            double u = 0;
1566            int m = 0;
1567            int l = 0;
1568            int k = 0;
1569            double[] xgtmp = new double[0];
1570            double[] wgtmp = new double[0];
1571            int i_ = 0;
1572
1573            alpha = (double[])alpha.Clone();
1574            beta = (double[])beta.Clone();
1575            info = 0;
1576            x = new double[0];
1577            wkronrod = new double[0];
1578            wgauss = new double[0];
1579
1580            if( n%2!=1 || n<3 )
1581            {
1582                info = -1;
1583                return;
1584            }
1585            for(i=0; i<=(int)Math.Ceiling((double)(3*(n/2))/(double)2); i++)
1586            {
1587                if( (double)(beta[i])<=(double)(0) )
1588                {
1589                    info = -2;
1590                    return;
1591                }
1592            }
1593            info = 1;
1594           
1595            //
1596            // from external conventions about N/Beta/Mu0 to internal
1597            //
1598            n = n/2;
1599            beta[0] = mu0;
1600           
1601            //
1602            // Calculate Gauss nodes/weights, save them for later processing
1603            //
1604            gq.gqgeneraterec(alpha, beta, mu0, n, ref info, ref xgtmp, ref wgtmp);
1605            if( info<0 )
1606            {
1607                return;
1608            }
1609           
1610            //
1611            // Resize:
1612            // * A from 0..floor(3*n/2) to 0..2*n
1613            // * B from 0..ceil(3*n/2)  to 0..2*n
1614            //
1615            ta = new double[(int)Math.Floor((double)(3*n)/(double)2)+1];
1616            for(i_=0; i_<=(int)Math.Floor((double)(3*n)/(double)2);i_++)
1617            {
1618                ta[i_] = alpha[i_];
1619            }
1620            alpha = new double[2*n+1];
1621            for(i_=0; i_<=(int)Math.Floor((double)(3*n)/(double)2);i_++)
1622            {
1623                alpha[i_] = ta[i_];
1624            }
1625            for(i=(int)Math.Floor((double)(3*n)/(double)2)+1; i<=2*n; i++)
1626            {
1627                alpha[i] = 0;
1628            }
1629            ta = new double[(int)Math.Ceiling((double)(3*n)/(double)2)+1];
1630            for(i_=0; i_<=(int)Math.Ceiling((double)(3*n)/(double)2);i_++)
1631            {
1632                ta[i_] = beta[i_];
1633            }
1634            beta = new double[2*n+1];
1635            for(i_=0; i_<=(int)Math.Ceiling((double)(3*n)/(double)2);i_++)
1636            {
1637                beta[i_] = ta[i_];
1638            }
1639            for(i=(int)Math.Ceiling((double)(3*n)/(double)2)+1; i<=2*n; i++)
1640            {
1641                beta[i] = 0;
1642            }
1643           
1644            //
1645            // Initialize T, S
1646            //
1647            wlen = 2+n/2;
1648            t = new double[wlen];
1649            s = new double[wlen];
1650            ta = new double[wlen];
1651            woffs = 1;
1652            for(i=0; i<=wlen-1; i++)
1653            {
1654                t[i] = 0;
1655                s[i] = 0;
1656            }
1657           
1658            //
1659            // Algorithm from Dirk P. Laurie, "Calculation of Gauss-Kronrod quadrature rules", 1997.
1660            //
1661            t[woffs+0] = beta[n+1];
1662            for(m=0; m<=n-2; m++)
1663            {
1664                u = 0;
1665                for(k=(m+1)/2; k>=0; k--)
1666                {
1667                    l = m-k;
1668                    u = u+(alpha[k+n+1]-alpha[l])*t[woffs+k]+beta[k+n+1]*s[woffs+k-1]-beta[l]*s[woffs+k];
1669                    s[woffs+k] = u;
1670                }
1671                for(i_=0; i_<=wlen-1;i_++)
1672                {
1673                    ta[i_] = t[i_];
1674                }
1675                for(i_=0; i_<=wlen-1;i_++)
1676                {
1677                    t[i_] = s[i_];
1678                }
1679                for(i_=0; i_<=wlen-1;i_++)
1680                {
1681                    s[i_] = ta[i_];
1682                }
1683            }
1684            for(j=n/2; j>=0; j--)
1685            {
1686                s[woffs+j] = s[woffs+j-1];
1687            }
1688            for(m=n-1; m<=2*n-3; m++)
1689            {
1690                u = 0;
1691                for(k=m+1-n; k<=(m-1)/2; k++)
1692                {
1693                    l = m-k;
1694                    j = n-1-l;
1695                    u = u-(alpha[k+n+1]-alpha[l])*t[woffs+j]-beta[k+n+1]*s[woffs+j]+beta[l]*s[woffs+j+1];
1696                    s[woffs+j] = u;
1697                }
1698                if( m%2==0 )
1699                {
1700                    k = m/2;
1701                    alpha[k+n+1] = alpha[k]+(s[woffs+j]-beta[k+n+1]*s[woffs+j+1])/t[woffs+j+1];
1702                }
1703                else
1704                {
1705                    k = (m+1)/2;
1706                    beta[k+n+1] = s[woffs+j]/s[woffs+j+1];
1707                }
1708                for(i_=0; i_<=wlen-1;i_++)
1709                {
1710                    ta[i_] = t[i_];
1711                }
1712                for(i_=0; i_<=wlen-1;i_++)
1713                {
1714                    t[i_] = s[i_];
1715                }
1716                for(i_=0; i_<=wlen-1;i_++)
1717                {
1718                    s[i_] = ta[i_];
1719                }
1720            }
1721            alpha[2*n] = alpha[n-1]-beta[2*n]*s[woffs+0]/t[woffs+0];
1722           
1723            //
1724            // calculation of Kronrod nodes and weights, unpacking of Gauss weights
1725            //
1726            gq.gqgeneraterec(alpha, beta, mu0, 2*n+1, ref info, ref x, ref wkronrod);
1727            if( info==-2 )
1728            {
1729                info = -5;
1730            }
1731            if( info<0 )
1732            {
1733                return;
1734            }
1735            for(i=0; i<=2*n-1; i++)
1736            {
1737                if( (double)(x[i])>=(double)(x[i+1]) )
1738                {
1739                    info = -4;
1740                }
1741            }
1742            if( info<0 )
1743            {
1744                return;
1745            }
1746            wgauss = new double[2*n+1];
1747            for(i=0; i<=2*n; i++)
1748            {
1749                wgauss[i] = 0;
1750            }
1751            for(i=0; i<=n-1; i++)
1752            {
1753                wgauss[2*i+1] = wgtmp[i];
1754            }
1755        }
1756
1757
1758        /*************************************************************************
1759        Returns   Gauss   and   Gauss-Kronrod   nodes/weights  for  Gauss-Legendre
1760        quadrature with N points.
1761
1762        GKQLegendreCalc (calculation) or  GKQLegendreTbl  (precomputed  table)  is
1763        used depending on machine precision and number of nodes.
1764
1765        INPUT PARAMETERS:
1766            N           -   number of Kronrod nodes, must be odd number, >=3.
1767
1768        OUTPUT PARAMETERS:
1769            Info        -   error code:
1770                            * -4    an  error   was   detected   when  calculating
1771                                    weights/nodes.  N  is  too  large   to  obtain
1772                                    weights/nodes  with  high   enough   accuracy.
1773                                    Try  to   use   multiple   precision  version.
1774                            * -3    internal eigenproblem solver hasn't converged
1775                            * -1    incorrect N was passed
1776                            * +1    OK
1777            X           -   array[0..N-1] - array of quadrature nodes, ordered in
1778                            ascending order.
1779            WKronrod    -   array[0..N-1] - Kronrod weights
1780            WGauss      -   array[0..N-1] - Gauss weights (interleaved with zeros
1781                            corresponding to extended Kronrod nodes).
1782
1783
1784          -- ALGLIB --
1785             Copyright 12.05.2009 by Bochkanov Sergey
1786        *************************************************************************/
1787        public static void gkqgenerategausslegendre(int n,
1788            ref int info,
1789            ref double[] x,
1790            ref double[] wkronrod,
1791            ref double[] wgauss)
1792        {
1793            double eps = 0;
1794
1795            info = 0;
1796            x = new double[0];
1797            wkronrod = new double[0];
1798            wgauss = new double[0];
1799
1800            if( (double)(math.machineepsilon)>(double)(1.0E-32) && (((((n==15 || n==21) || n==31) || n==41) || n==51) || n==61) )
1801            {
1802                info = 1;
1803                gkqlegendretbl(n, ref x, ref wkronrod, ref wgauss, ref eps);
1804            }
1805            else
1806            {
1807                gkqlegendrecalc(n, ref info, ref x, ref wkronrod, ref wgauss);
1808            }
1809        }
1810
1811
1812        /*************************************************************************
1813        Returns   Gauss   and   Gauss-Kronrod   nodes/weights   for   Gauss-Jacobi
1814        quadrature on [-1,1] with weight function
1815
1816            W(x)=Power(1-x,Alpha)*Power(1+x,Beta).
1817
1818        INPUT PARAMETERS:
1819            N           -   number of Kronrod nodes, must be odd number, >=3.
1820            Alpha       -   power-law coefficient, Alpha>-1
1821            Beta        -   power-law coefficient, Beta>-1
1822
1823        OUTPUT PARAMETERS:
1824            Info        -   error code:
1825                            * -5    no real and positive Gauss-Kronrod formula can
1826                                    be created for such a weight function  with  a
1827                                    given number of nodes.
1828                            * -4    an  error  was   detected   when   calculating
1829                                    weights/nodes. Alpha or  Beta  are  too  close
1830                                    to -1 to obtain weights/nodes with high enough
1831                                    accuracy, or, may be, N is too large.  Try  to
1832                                    use multiple precision version.
1833                            * -3    internal eigenproblem solver hasn't converged
1834                            * -1    incorrect N was passed
1835                            * +1    OK
1836                            * +2    OK, but quadrature rule have exterior  nodes,
1837                                    x[0]<-1 or x[n-1]>+1
1838            X           -   array[0..N-1] - array of quadrature nodes, ordered in
1839                            ascending order.
1840            WKronrod    -   array[0..N-1] - Kronrod weights
1841            WGauss      -   array[0..N-1] - Gauss weights (interleaved with zeros
1842                            corresponding to extended Kronrod nodes).
1843
1844
1845          -- ALGLIB --
1846             Copyright 12.05.2009 by Bochkanov Sergey
1847        *************************************************************************/
1848        public static void gkqgenerategaussjacobi(int n,
1849            double alpha,
1850            double beta,
1851            ref int info,
1852            ref double[] x,
1853            ref double[] wkronrod,
1854            ref double[] wgauss)
1855        {
1856            int clen = 0;
1857            double[] a = new double[0];
1858            double[] b = new double[0];
1859            double alpha2 = 0;
1860            double beta2 = 0;
1861            double apb = 0;
1862            double t = 0;
1863            int i = 0;
1864            double s = 0;
1865
1866            info = 0;
1867            x = new double[0];
1868            wkronrod = new double[0];
1869            wgauss = new double[0];
1870
1871            if( n%2!=1 || n<3 )
1872            {
1873                info = -1;
1874                return;
1875            }
1876            if( (double)(alpha)<=(double)(-1) || (double)(beta)<=(double)(-1) )
1877            {
1878                info = -1;
1879                return;
1880            }
1881            clen = (int)Math.Ceiling((double)(3*(n/2))/(double)2)+1;
1882            a = new double[clen];
1883            b = new double[clen];
1884            for(i=0; i<=clen-1; i++)
1885            {
1886                a[i] = 0;
1887            }
1888            apb = alpha+beta;
1889            a[0] = (beta-alpha)/(apb+2);
1890            t = (apb+1)*Math.Log(2)+gammafunc.lngamma(alpha+1, ref s)+gammafunc.lngamma(beta+1, ref s)-gammafunc.lngamma(apb+2, ref s);
1891            if( (double)(t)>(double)(Math.Log(math.maxrealnumber)) )
1892            {
1893                info = -4;
1894                return;
1895            }
1896            b[0] = Math.Exp(t);
1897            if( clen>1 )
1898            {
1899                alpha2 = math.sqr(alpha);
1900                beta2 = math.sqr(beta);
1901                a[1] = (beta2-alpha2)/((apb+2)*(apb+4));
1902                b[1] = 4*(alpha+1)*(beta+1)/((apb+3)*math.sqr(apb+2));
1903                for(i=2; i<=clen-1; i++)
1904                {
1905                    a[i] = 0.25*(beta2-alpha2)/(i*i*(1+0.5*apb/i)*(1+0.5*(apb+2)/i));
1906                    b[i] = 0.25*(1+alpha/i)*(1+beta/i)*(1+apb/i)/((1+0.5*(apb+1)/i)*(1+0.5*(apb-1)/i)*math.sqr(1+0.5*apb/i));
1907                }
1908            }
1909            gkqgeneraterec(a, b, b[0], n, ref info, ref x, ref wkronrod, ref wgauss);
1910           
1911            //
1912            // test basic properties to detect errors
1913            //
1914            if( info>0 )
1915            {
1916                if( (double)(x[0])<(double)(-1) || (double)(x[n-1])>(double)(1) )
1917                {
1918                    info = 2;
1919                }
1920                for(i=0; i<=n-2; i++)
1921                {
1922                    if( (double)(x[i])>=(double)(x[i+1]) )
1923                    {
1924                        info = -4;
1925                    }
1926                }
1927            }
1928        }
1929
1930
1931        /*************************************************************************
1932        Returns Gauss and Gauss-Kronrod nodes for quadrature with N points.
1933
1934        Reduction to tridiagonal eigenproblem is used.
1935
1936        INPUT PARAMETERS:
1937            N           -   number of Kronrod nodes, must be odd number, >=3.
1938
1939        OUTPUT PARAMETERS:
1940            Info        -   error code:
1941                            * -4    an  error   was   detected   when  calculating
1942                                    weights/nodes.  N  is  too  large   to  obtain
1943                                    weights/nodes  with  high   enough   accuracy.
1944                                    Try  to   use   multiple   precision  version.
1945                            * -3    internal eigenproblem solver hasn't converged
1946                            * -1    incorrect N was passed
1947                            * +1    OK
1948            X           -   array[0..N-1] - array of quadrature nodes, ordered in
1949                            ascending order.
1950            WKronrod    -   array[0..N-1] - Kronrod weights
1951            WGauss      -   array[0..N-1] - Gauss weights (interleaved with zeros
1952                            corresponding to extended Kronrod nodes).
1953
1954          -- ALGLIB --
1955             Copyright 12.05.2009 by Bochkanov Sergey
1956        *************************************************************************/
1957        public static void gkqlegendrecalc(int n,
1958            ref int info,
1959            ref double[] x,
1960            ref double[] wkronrod,
1961            ref double[] wgauss)
1962        {
1963            double[] alpha = new double[0];
1964            double[] beta = new double[0];
1965            int alen = 0;
1966            int blen = 0;
1967            double mu0 = 0;
1968            int k = 0;
1969            int i = 0;
1970
1971            info = 0;
1972            x = new double[0];
1973            wkronrod = new double[0];
1974            wgauss = new double[0];
1975
1976            if( n%2!=1 || n<3 )
1977            {
1978                info = -1;
1979                return;
1980            }
1981            mu0 = 2;
1982            alen = (int)Math.Floor((double)(3*(n/2))/(double)2)+1;
1983            blen = (int)Math.Ceiling((double)(3*(n/2))/(double)2)+1;
1984            alpha = new double[alen];
1985            beta = new double[blen];
1986            for(k=0; k<=alen-1; k++)
1987            {
1988                alpha[k] = 0;
1989            }
1990            beta[0] = 2;
1991            for(k=1; k<=blen-1; k++)
1992            {
1993                beta[k] = 1/(4-1/math.sqr(k));
1994            }
1995            gkqgeneraterec(alpha, beta, mu0, n, ref info, ref x, ref wkronrod, ref wgauss);
1996           
1997            //
1998            // test basic properties to detect errors
1999            //
2000            if( info>0 )
2001            {
2002                if( (double)(x[0])<(double)(-1) || (double)(x[n-1])>(double)(1) )
2003                {
2004                    info = -4;
2005                }
2006                for(i=0; i<=n-2; i++)
2007                {
2008                    if( (double)(x[i])>=(double)(x[i+1]) )
2009                    {
2010                        info = -4;
2011                    }
2012                }
2013            }
2014        }
2015
2016
2017        /*************************************************************************
2018        Returns Gauss and Gauss-Kronrod nodes for quadrature with N  points  using
2019        pre-calculated table. Nodes/weights were  computed  with  accuracy  up  to
2020        1.0E-32 (if MPFR version of ALGLIB is used). In standard double  precision
2021        accuracy reduces to something about 2.0E-16 (depending  on your compiler's
2022        handling of long floating point constants).
2023
2024        INPUT PARAMETERS:
2025            N           -   number of Kronrod nodes.
2026                            N can be 15, 21, 31, 41, 51, 61.
2027
2028        OUTPUT PARAMETERS:
2029            X           -   array[0..N-1] - array of quadrature nodes, ordered in
2030                            ascending order.
2031            WKronrod    -   array[0..N-1] - Kronrod weights
2032            WGauss      -   array[0..N-1] - Gauss weights (interleaved with zeros
2033                            corresponding to extended Kronrod nodes).
2034
2035
2036          -- ALGLIB --
2037             Copyright 12.05.2009 by Bochkanov Sergey
2038        *************************************************************************/
2039        public static void gkqlegendretbl(int n,
2040            ref double[] x,
2041            ref double[] wkronrod,
2042            ref double[] wgauss,
2043            ref double eps)
2044        {
2045            int i = 0;
2046            int ng = 0;
2047            int[] p1 = new int[0];
2048            int[] p2 = new int[0];
2049            double tmp = 0;
2050
2051            x = new double[0];
2052            wkronrod = new double[0];
2053            wgauss = new double[0];
2054            eps = 0;
2055
2056           
2057            //
2058            // these initializers are not really necessary,
2059            // but without them compiler complains about uninitialized locals
2060            //
2061            ng = 0;
2062           
2063            //
2064            // Process
2065            //
2066            alglib.ap.assert(((((n==15 || n==21) || n==31) || n==41) || n==51) || n==61, "GKQNodesTbl: incorrect N!");
2067            x = new double[n];
2068            wkronrod = new double[n];
2069            wgauss = new double[n];
2070            for(i=0; i<=n-1; i++)
2071            {
2072                x[i] = 0;
2073                wkronrod[i] = 0;
2074                wgauss[i] = 0;
2075            }
2076            eps = Math.Max(math.machineepsilon, 1.0E-32);
2077            if( n==15 )
2078            {
2079                ng = 4;
2080                wgauss[0] = 0.129484966168869693270611432679082;
2081                wgauss[1] = 0.279705391489276667901467771423780;
2082                wgauss[2] = 0.381830050505118944950369775488975;
2083                wgauss[3] = 0.417959183673469387755102040816327;
2084                x[0] = 0.991455371120812639206854697526329;
2085                x[1] = 0.949107912342758524526189684047851;
2086                x[2] = 0.864864423359769072789712788640926;
2087                x[3] = 0.741531185599394439863864773280788;
2088                x[4] = 0.586087235467691130294144838258730;
2089                x[5] = 0.405845151377397166906606412076961;
2090                x[6] = 0.207784955007898467600689403773245;
2091                x[7] = 0.000000000000000000000000000000000;
2092                wkronrod[0] = 0.022935322010529224963732008058970;
2093                wkronrod[1] = 0.063092092629978553290700663189204;
2094                wkronrod[2] = 0.104790010322250183839876322541518;
2095                wkronrod[3] = 0.140653259715525918745189590510238;
2096                wkronrod[4] = 0.169004726639267902826583426598550;
2097                wkronrod[5] = 0.190350578064785409913256402421014;
2098                wkronrod[6] = 0.204432940075298892414161999234649;
2099                wkronrod[7] = 0.209482141084727828012999174891714;
2100            }
2101            if( n==21 )
2102            {
2103                ng = 5;
2104                wgauss[0] = 0.066671344308688137593568809893332;
2105                wgauss[1] = 0.149451349150580593145776339657697;
2106                wgauss[2] = 0.219086362515982043995534934228163;
2107                wgauss[3] = 0.269266719309996355091226921569469;
2108                wgauss[4] = 0.295524224714752870173892994651338;
2109                x[0] = 0.995657163025808080735527280689003;
2110                x[1] = 0.973906528517171720077964012084452;
2111                x[2] = 0.930157491355708226001207180059508;
2112                x[3] = 0.865063366688984510732096688423493;
2113                x[4] = 0.780817726586416897063717578345042;
2114                x[5] = 0.679409568299024406234327365114874;
2115                x[6] = 0.562757134668604683339000099272694;
2116                x[7] = 0.433395394129247190799265943165784;
2117                x[8] = 0.294392862701460198131126603103866;
2118                x[9] = 0.148874338981631210884826001129720;
2119                x[10] = 0.000000000000000000000000000000000;
2120                wkronrod[0] = 0.011694638867371874278064396062192;
2121                wkronrod[1] = 0.032558162307964727478818972459390;
2122                wkronrod[2] = 0.054755896574351996031381300244580;
2123                wkronrod[3] = 0.075039674810919952767043140916190;
2124                wkronrod[4] = 0.093125454583697605535065465083366;
2125                wkronrod[5] = 0.109387158802297641899210590325805;
2126                wkronrod[6] = 0.123491976262065851077958109831074;
2127                wkronrod[7] = 0.134709217311473325928054001771707;
2128                wkronrod[8] = 0.142775938577060080797094273138717;
2129                wkronrod[9] = 0.147739104901338491374841515972068;
2130                wkronrod[10] = 0.149445554002916905664936468389821;
2131            }
2132            if( n==31 )
2133            {
2134                ng = 8;
2135                wgauss[0] = 0.030753241996117268354628393577204;
2136                wgauss[1] = 0.070366047488108124709267416450667;
2137                wgauss[2] = 0.107159220467171935011869546685869;
2138                wgauss[3] = 0.139570677926154314447804794511028;
2139                wgauss[4] = 0.166269205816993933553200860481209;
2140                wgauss[5] = 0.186161000015562211026800561866423;
2141                wgauss[6] = 0.198431485327111576456118326443839;
2142                wgauss[7] = 0.202578241925561272880620199967519;
2143                x[0] = 0.998002298693397060285172840152271;
2144                x[1] = 0.987992518020485428489565718586613;
2145                x[2] = 0.967739075679139134257347978784337;
2146                x[3] = 0.937273392400705904307758947710209;
2147                x[4] = 0.897264532344081900882509656454496;
2148                x[5] = 0.848206583410427216200648320774217;
2149                x[6] = 0.790418501442465932967649294817947;
2150                x[7] = 0.724417731360170047416186054613938;
2151                x[8] = 0.650996741297416970533735895313275;
2152                x[9] = 0.570972172608538847537226737253911;
2153                x[10] = 0.485081863640239680693655740232351;
2154                x[11] = 0.394151347077563369897207370981045;
2155                x[12] = 0.299180007153168812166780024266389;
2156                x[13] = 0.201194093997434522300628303394596;
2157                x[14] = 0.101142066918717499027074231447392;
2158                x[15] = 0.000000000000000000000000000000000;
2159                wkronrod[0] = 0.005377479872923348987792051430128;
2160                wkronrod[1] = 0.015007947329316122538374763075807;
2161                wkronrod[2] = 0.025460847326715320186874001019653;
2162                wkronrod[3] = 0.035346360791375846222037948478360;
2163                wkronrod[4] = 0.044589751324764876608227299373280;
2164                wkronrod[5] = 0.053481524690928087265343147239430;
2165                wkronrod[6] = 0.062009567800670640285139230960803;
2166                wkronrod[7] = 0.069854121318728258709520077099147;
2167                wkronrod[8] = 0.076849680757720378894432777482659;
2168                wkronrod[9] = 0.083080502823133021038289247286104;
2169                wkronrod[10] = 0.088564443056211770647275443693774;
2170                wkronrod[11] = 0.093126598170825321225486872747346;
2171                wkronrod[12] = 0.096642726983623678505179907627589;
2172                wkronrod[13] = 0.099173598721791959332393173484603;
2173                wkronrod[14] = 0.100769845523875595044946662617570;
2174                wkronrod[15] = 0.101330007014791549017374792767493;
2175            }
2176            if( n==41 )
2177            {
2178                ng = 10;
2179                wgauss[0] = 0.017614007139152118311861962351853;
2180                wgauss[1] = 0.040601429800386941331039952274932;
2181                wgauss[2] = 0.062672048334109063569506535187042;
2182                wgauss[3] = 0.083276741576704748724758143222046;
2183                wgauss[4] = 0.101930119817240435036750135480350;
2184                wgauss[5] = 0.118194531961518417312377377711382;
2185                wgauss[6] = 0.131688638449176626898494499748163;
2186                wgauss[7] = 0.142096109318382051329298325067165;
2187                wgauss[8] = 0.149172986472603746787828737001969;
2188                wgauss[9] = 0.152753387130725850698084331955098;
2189                x[0] = 0.998859031588277663838315576545863;
2190                x[1] = 0.993128599185094924786122388471320;
2191                x[2] = 0.981507877450250259193342994720217;
2192                x[3] = 0.963971927277913791267666131197277;
2193                x[4] = 0.940822633831754753519982722212443;
2194                x[5] = 0.912234428251325905867752441203298;
2195                x[6] = 0.878276811252281976077442995113078;
2196                x[7] = 0.839116971822218823394529061701521;
2197                x[8] = 0.795041428837551198350638833272788;
2198                x[9] = 0.746331906460150792614305070355642;
2199                x[10] = 0.693237656334751384805490711845932;
2200                x[11] = 0.636053680726515025452836696226286;
2201                x[12] = 0.575140446819710315342946036586425;
2202                x[13] = 0.510867001950827098004364050955251;
2203                x[14] = 0.443593175238725103199992213492640;
2204                x[15] = 0.373706088715419560672548177024927;
2205                x[16] = 0.301627868114913004320555356858592;
2206                x[17] = 0.227785851141645078080496195368575;
2207                x[18] = 0.152605465240922675505220241022678;
2208                x[19] = 0.076526521133497333754640409398838;
2209                x[20] = 0.000000000000000000000000000000000;
2210                wkronrod[0] = 0.003073583718520531501218293246031;
2211                wkronrod[1] = 0.008600269855642942198661787950102;
2212                wkronrod[2] = 0.014626169256971252983787960308868;
2213                wkronrod[3] = 0.020388373461266523598010231432755;
2214                wkronrod[4] = 0.025882133604951158834505067096153;
2215                wkronrod[5] = 0.031287306777032798958543119323801;
2216                wkronrod[6] = 0.036600169758200798030557240707211;
2217                wkronrod[7] = 0.041668873327973686263788305936895;
2218                wkronrod[8] = 0.046434821867497674720231880926108;
2219                wkronrod[9] = 0.050944573923728691932707670050345;
2220                wkronrod[10] = 0.055195105348285994744832372419777;
2221                wkronrod[11] = 0.059111400880639572374967220648594;
2222                wkronrod[12] = 0.062653237554781168025870122174255;
2223                wkronrod[13] = 0.065834597133618422111563556969398;
2224                wkronrod[14] = 0.068648672928521619345623411885368;
2225                wkronrod[15] = 0.071054423553444068305790361723210;
2226                wkronrod[16] = 0.073030690332786667495189417658913;
2227                wkronrod[17] = 0.074582875400499188986581418362488;
2228                wkronrod[18] = 0.075704497684556674659542775376617;
2229                wkronrod[19] = 0.076377867672080736705502835038061;
2230                wkronrod[20] = 0.076600711917999656445049901530102;
2231            }
2232            if( n==51 )
2233            {
2234                ng = 13;
2235                wgauss[0] = 0.011393798501026287947902964113235;
2236                wgauss[1] = 0.026354986615032137261901815295299;
2237                wgauss[2] = 0.040939156701306312655623487711646;
2238                wgauss[3] = 0.054904695975835191925936891540473;
2239                wgauss[4] = 0.068038333812356917207187185656708;
2240                wgauss[5] = 0.080140700335001018013234959669111;
2241                wgauss[6] = 0.091028261982963649811497220702892;
2242                wgauss[7] = 0.100535949067050644202206890392686;
2243                wgauss[8] = 0.108519624474263653116093957050117;
2244                wgauss[9] = 0.114858259145711648339325545869556;
2245                wgauss[10] = 0.119455763535784772228178126512901;
2246                wgauss[11] = 0.122242442990310041688959518945852;
2247                wgauss[12] = 0.123176053726715451203902873079050;
2248                x[0] = 0.999262104992609834193457486540341;
2249                x[1] = 0.995556969790498097908784946893902;
2250                x[2] = 0.988035794534077247637331014577406;
2251                x[3] = 0.976663921459517511498315386479594;
2252                x[4] = 0.961614986425842512418130033660167;
2253                x[5] = 0.942974571228974339414011169658471;
2254                x[6] = 0.920747115281701561746346084546331;
2255                x[7] = 0.894991997878275368851042006782805;
2256                x[8] = 0.865847065293275595448996969588340;
2257                x[9] = 0.833442628760834001421021108693570;
2258                x[10] = 0.797873797998500059410410904994307;
2259                x[11] = 0.759259263037357630577282865204361;
2260                x[12] = 0.717766406813084388186654079773298;
2261                x[13] = 0.673566368473468364485120633247622;
2262                x[14] = 0.626810099010317412788122681624518;
2263                x[15] = 0.577662930241222967723689841612654;
2264                x[16] = 0.526325284334719182599623778158010;
2265                x[17] = 0.473002731445714960522182115009192;
2266                x[18] = 0.417885382193037748851814394594572;
2267                x[19] = 0.361172305809387837735821730127641;
2268                x[20] = 0.303089538931107830167478909980339;
2269                x[21] = 0.243866883720988432045190362797452;
2270                x[22] = 0.183718939421048892015969888759528;
2271                x[23] = 0.122864692610710396387359818808037;
2272                x[24] = 0.061544483005685078886546392366797;
2273                x[25] = 0.000000000000000000000000000000000;
2274                wkronrod[0] = 0.001987383892330315926507851882843;
2275                wkronrod[1] = 0.005561932135356713758040236901066;
2276                wkronrod[2] = 0.009473973386174151607207710523655;
2277                wkronrod[3] = 0.013236229195571674813656405846976;
2278                wkronrod[4] = 0.016847817709128298231516667536336;
2279                wkronrod[5] = 0.020435371145882835456568292235939;
2280                wkronrod[6] = 0.024009945606953216220092489164881;
2281                wkronrod[7] = 0.027475317587851737802948455517811;
2282                wkronrod[8] = 0.030792300167387488891109020215229;
2283                wkronrod[9] = 0.034002130274329337836748795229551;
2284                wkronrod[10] = 0.037116271483415543560330625367620;
2285                wkronrod[11] = 0.040083825504032382074839284467076;
2286                wkronrod[12] = 0.042872845020170049476895792439495;
2287                wkronrod[13] = 0.045502913049921788909870584752660;
2288                wkronrod[14] = 0.047982537138836713906392255756915;
2289                wkronrod[15] = 0.050277679080715671963325259433440;
2290                wkronrod[16] = 0.052362885806407475864366712137873;
2291                wkronrod[17] = 0.054251129888545490144543370459876;
2292                wkronrod[18] = 0.055950811220412317308240686382747;
2293                wkronrod[19] = 0.057437116361567832853582693939506;
2294                wkronrod[20] = 0.058689680022394207961974175856788;
2295                wkronrod[21] = 0.059720340324174059979099291932562;
2296                wkronrod[22] = 0.060539455376045862945360267517565;
2297                wkronrod[23] = 0.061128509717053048305859030416293;
2298                wkronrod[24] = 0.061471189871425316661544131965264;
2299                wkronrod[25] = 0.061580818067832935078759824240055;
2300            }
2301            if( n==61 )
2302            {
2303                ng = 15;
2304                wgauss[0] = 0.007968192496166605615465883474674;
2305                wgauss[1] = 0.018466468311090959142302131912047;
2306                wgauss[2] = 0.028784707883323369349719179611292;
2307                wgauss[3] = 0.038799192569627049596801936446348;
2308                wgauss[4] = 0.048402672830594052902938140422808;
2309                wgauss[5] = 0.057493156217619066481721689402056;
2310                wgauss[6] = 0.065974229882180495128128515115962;
2311                wgauss[7] = 0.073755974737705206268243850022191;
2312                wgauss[8] = 0.080755895229420215354694938460530;
2313                wgauss[9] = 0.086899787201082979802387530715126;
2314                wgauss[10] = 0.092122522237786128717632707087619;
2315                wgauss[11] = 0.096368737174644259639468626351810;
2316                wgauss[12] = 0.099593420586795267062780282103569;
2317                wgauss[13] = 0.101762389748405504596428952168554;
2318                wgauss[14] = 0.102852652893558840341285636705415;
2319                x[0] = 0.999484410050490637571325895705811;
2320                x[1] = 0.996893484074649540271630050918695;
2321                x[2] = 0.991630996870404594858628366109486;
2322                x[3] = 0.983668123279747209970032581605663;
2323                x[4] = 0.973116322501126268374693868423707;
2324                x[5] = 0.960021864968307512216871025581798;
2325                x[6] = 0.944374444748559979415831324037439;
2326                x[7] = 0.926200047429274325879324277080474;
2327                x[8] = 0.905573307699907798546522558925958;
2328                x[9] = 0.882560535792052681543116462530226;
2329                x[10] = 0.857205233546061098958658510658944;
2330                x[11] = 0.829565762382768397442898119732502;
2331                x[12] = 0.799727835821839083013668942322683;
2332                x[13] = 0.767777432104826194917977340974503;
2333                x[14] = 0.733790062453226804726171131369528;
2334                x[15] = 0.697850494793315796932292388026640;
2335                x[16] = 0.660061064126626961370053668149271;
2336                x[17] = 0.620526182989242861140477556431189;
2337                x[18] = 0.579345235826361691756024932172540;
2338                x[19] = 0.536624148142019899264169793311073;
2339                x[20] = 0.492480467861778574993693061207709;
2340                x[21] = 0.447033769538089176780609900322854;
2341                x[22] = 0.400401254830394392535476211542661;
2342                x[23] = 0.352704725530878113471037207089374;
2343                x[24] = 0.304073202273625077372677107199257;
2344                x[25] = 0.254636926167889846439805129817805;
2345                x[26] = 0.204525116682309891438957671002025;
2346                x[27] = 0.153869913608583546963794672743256;
2347                x[28] = 0.102806937966737030147096751318001;
2348                x[29] = 0.051471842555317695833025213166723;
2349                x[30] = 0.000000000000000000000000000000000;
2350                wkronrod[0] = 0.001389013698677007624551591226760;
2351                wkronrod[1] = 0.003890461127099884051267201844516;
2352                wkronrod[2] = 0.006630703915931292173319826369750;
2353                wkronrod[3] = 0.009273279659517763428441146892024;
2354                wkronrod[4] = 0.011823015253496341742232898853251;
2355                wkronrod[5] = 0.014369729507045804812451432443580;
2356                wkronrod[6] = 0.016920889189053272627572289420322;
2357                wkronrod[7] = 0.019414141193942381173408951050128;
2358                wkronrod[8] = 0.021828035821609192297167485738339;
2359                wkronrod[9] = 0.024191162078080601365686370725232;
2360                wkronrod[10] = 0.026509954882333101610601709335075;
2361                wkronrod[11] = 0.028754048765041292843978785354334;
2362                wkronrod[12] = 0.030907257562387762472884252943092;
2363                wkronrod[13] = 0.032981447057483726031814191016854;
2364                wkronrod[14] = 0.034979338028060024137499670731468;
2365                wkronrod[15] = 0.036882364651821229223911065617136;
2366                wkronrod[16] = 0.038678945624727592950348651532281;
2367                wkronrod[17] = 0.040374538951535959111995279752468;
2368                wkronrod[18] = 0.041969810215164246147147541285970;
2369                wkronrod[19] = 0.043452539701356069316831728117073;
2370                wkronrod[20] = 0.044814800133162663192355551616723;
2371                wkronrod[21] = 0.046059238271006988116271735559374;
2372                wkronrod[22] = 0.047185546569299153945261478181099;
2373                wkronrod[23] = 0.048185861757087129140779492298305;
2374                wkronrod[24] = 0.049055434555029778887528165367238;
2375                wkronrod[25] = 0.049795683427074206357811569379942;
2376                wkronrod[26] = 0.050405921402782346840893085653585;
2377                wkronrod[27] = 0.050881795898749606492297473049805;
2378                wkronrod[28] = 0.051221547849258772170656282604944;
2379                wkronrod[29] = 0.051426128537459025933862879215781;
2380                wkronrod[30] = 0.051494729429451567558340433647099;
2381            }
2382           
2383            //
2384            // copy nodes
2385            //
2386            for(i=n-1; i>=n/2; i--)
2387            {
2388                x[i] = -x[n-1-i];
2389            }
2390           
2391            //
2392            // copy Kronrod weights
2393            //
2394            for(i=n-1; i>=n/2; i--)
2395            {
2396                wkronrod[i] = wkronrod[n-1-i];
2397            }
2398           
2399            //
2400            // copy Gauss weights
2401            //
2402            for(i=ng-1; i>=0; i--)
2403            {
2404                wgauss[n-2-2*i] = wgauss[i];
2405                wgauss[1+2*i] = wgauss[i];
2406            }
2407            for(i=0; i<=n/2; i++)
2408            {
2409                wgauss[2*i] = 0;
2410            }
2411           
2412            //
2413            // reorder
2414            //
2415            tsort.tagsort(ref x, n, ref p1, ref p2);
2416            for(i=0; i<=n-1; i++)
2417            {
2418                tmp = wkronrod[i];
2419                wkronrod[i] = wkronrod[p2[i]];
2420                wkronrod[p2[i]] = tmp;
2421                tmp = wgauss[i];
2422                wgauss[i] = wgauss[p2[i]];
2423                wgauss[p2[i]] = tmp;
2424            }
2425        }
2426
2427
2428    }
2429    public class autogk
2430    {
2431        /*************************************************************************
2432        Integration report:
2433        * TerminationType = completetion code:
2434            * -5    non-convergence of Gauss-Kronrod nodes
2435                    calculation subroutine.
2436            * -1    incorrect parameters were specified
2437            *  1    OK
2438        * Rep.NFEV countains number of function calculations
2439        * Rep.NIntervals contains number of intervals [a,b]
2440          was partitioned into.
2441        *************************************************************************/
2442        public class autogkreport
2443        {
2444            public int terminationtype;
2445            public int nfev;
2446            public int nintervals;
2447        };
2448
2449
2450        public class autogkinternalstate
2451        {
2452            public double a;
2453            public double b;
2454            public double eps;
2455            public double xwidth;
2456            public double x;
2457            public double f;
2458            public int info;
2459            public double r;
2460            public double[,] heap;
2461            public int heapsize;
2462            public int heapwidth;
2463            public int heapused;
2464            public double sumerr;
2465            public double sumabs;
2466            public double[] qn;
2467            public double[] wg;
2468            public double[] wk;
2469            public double[] wr;
2470            public int n;
2471            public rcommstate rstate;
2472            public autogkinternalstate()
2473            {
2474                heap = new double[0,0];
2475                qn = new double[0];
2476                wg = new double[0];
2477                wk = new double[0];
2478                wr = new double[0];
2479                rstate = new rcommstate();
2480            }
2481        };
2482
2483
2484        /*************************************************************************
2485        This structure stores state of the integration algorithm.
2486
2487        Although this class has public fields,  they are not intended for external
2488        use. You should use ALGLIB functions to work with this class:
2489        * autogksmooth()/AutoGKSmoothW()/... to create objects
2490        * autogkintegrate() to begin integration
2491        * autogkresults() to get results
2492        *************************************************************************/
2493        public class autogkstate
2494        {
2495            public double a;
2496            public double b;
2497            public double alpha;
2498            public double beta;
2499            public double xwidth;
2500            public double x;
2501            public double xminusa;
2502            public double bminusx;
2503            public bool needf;
2504            public double f;
2505            public int wrappermode;
2506            public autogkinternalstate internalstate;
2507            public rcommstate rstate;
2508            public double v;
2509            public int terminationtype;
2510            public int nfev;
2511            public int nintervals;
2512            public autogkstate()
2513            {
2514                internalstate = new autogkinternalstate();
2515                rstate = new rcommstate();
2516            }
2517        };
2518
2519
2520
2521
2522        public const int maxsubintervals = 10000;
2523
2524
2525        /*************************************************************************
2526        Integration of a smooth function F(x) on a finite interval [a,b].
2527
2528        Fast-convergent algorithm based on a Gauss-Kronrod formula is used. Result
2529        is calculated with accuracy close to the machine precision.
2530
2531        Algorithm works well only with smooth integrands.  It  may  be  used  with
2532        continuous non-smooth integrands, but with  less  performance.
2533
2534        It should never be used with integrands which have integrable singularities
2535        at lower or upper limits - algorithm may crash. Use AutoGKSingular in such
2536        cases.
2537
2538        INPUT PARAMETERS:
2539            A, B    -   interval boundaries (A<B, A=B or A>B)
2540           
2541        OUTPUT PARAMETERS
2542            State   -   structure which stores algorithm state
2543
2544        SEE ALSO
2545            AutoGKSmoothW, AutoGKSingular, AutoGKResults.
2546           
2547
2548          -- ALGLIB --
2549             Copyright 06.05.2009 by Bochkanov Sergey
2550        *************************************************************************/
2551        public static void autogksmooth(double a,
2552            double b,
2553            autogkstate state)
2554        {
2555            alglib.ap.assert(math.isfinite(a), "AutoGKSmooth: A is not finite!");
2556            alglib.ap.assert(math.isfinite(b), "AutoGKSmooth: B is not finite!");
2557            autogksmoothw(a, b, 0.0, state);
2558        }
2559
2560
2561        /*************************************************************************
2562        Integration of a smooth function F(x) on a finite interval [a,b].
2563
2564        This subroutine is same as AutoGKSmooth(), but it guarantees that interval
2565        [a,b] is partitioned into subintervals which have width at most XWidth.
2566
2567        Subroutine  can  be  used  when  integrating nearly-constant function with
2568        narrow "bumps" (about XWidth wide). If "bumps" are too narrow, AutoGKSmooth
2569        subroutine can overlook them.
2570
2571        INPUT PARAMETERS:
2572            A, B    -   interval boundaries (A<B, A=B or A>B)
2573
2574        OUTPUT PARAMETERS
2575            State   -   structure which stores algorithm state
2576
2577        SEE ALSO
2578            AutoGKSmooth, AutoGKSingular, AutoGKResults.
2579
2580
2581          -- ALGLIB --
2582             Copyright 06.05.2009 by Bochkanov Sergey
2583        *************************************************************************/
2584        public static void autogksmoothw(double a,
2585            double b,
2586            double xwidth,
2587            autogkstate state)
2588        {
2589            alglib.ap.assert(math.isfinite(a), "AutoGKSmoothW: A is not finite!");
2590            alglib.ap.assert(math.isfinite(b), "AutoGKSmoothW: B is not finite!");
2591            alglib.ap.assert(math.isfinite(xwidth), "AutoGKSmoothW: XWidth is not finite!");
2592            state.wrappermode = 0;
2593            state.a = a;
2594            state.b = b;
2595            state.xwidth = xwidth;
2596            state.needf = false;
2597            state.rstate.ra = new double[10+1];
2598            state.rstate.stage = -1;
2599        }
2600
2601
2602        /*************************************************************************
2603        Integration on a finite interval [A,B].
2604        Integrand have integrable singularities at A/B.
2605
2606        F(X) must diverge as "(x-A)^alpha" at A, as "(B-x)^beta" at B,  with known
2607        alpha/beta (alpha>-1, beta>-1).  If alpha/beta  are  not known,  estimates
2608        from below can be used (but these estimates should be greater than -1 too).
2609
2610        One  of  alpha/beta variables (or even both alpha/beta) may be equal to 0,
2611        which means than function F(x) is non-singular at A/B. Anyway (singular at
2612        bounds or not), function F(x) is supposed to be continuous on (A,B).
2613
2614        Fast-convergent algorithm based on a Gauss-Kronrod formula is used. Result
2615        is calculated with accuracy close to the machine precision.
2616
2617        INPUT PARAMETERS:
2618            A, B    -   interval boundaries (A<B, A=B or A>B)
2619            Alpha   -   power-law coefficient of the F(x) at A,
2620                        Alpha>-1
2621            Beta    -   power-law coefficient of the F(x) at B,
2622                        Beta>-1
2623
2624        OUTPUT PARAMETERS
2625            State   -   structure which stores algorithm state
2626
2627        SEE ALSO
2628            AutoGKSmooth, AutoGKSmoothW, AutoGKResults.
2629
2630
2631          -- ALGLIB --
2632             Copyright 06.05.2009 by Bochkanov Sergey
2633        *************************************************************************/
2634        public static void autogksingular(double a,
2635            double b,
2636            double alpha,
2637            double beta,
2638            autogkstate state)
2639        {
2640            alglib.ap.assert(math.isfinite(a), "AutoGKSingular: A is not finite!");
2641            alglib.ap.assert(math.isfinite(b), "AutoGKSingular: B is not finite!");
2642            alglib.ap.assert(math.isfinite(alpha), "AutoGKSingular: Alpha is not finite!");
2643            alglib.ap.assert(math.isfinite(beta), "AutoGKSingular: Beta is not finite!");
2644            state.wrappermode = 1;
2645            state.a = a;
2646            state.b = b;
2647            state.alpha = alpha;
2648            state.beta = beta;
2649            state.xwidth = 0.0;
2650            state.needf = false;
2651            state.rstate.ra = new double[10+1];
2652            state.rstate.stage = -1;
2653        }
2654
2655
2656        /*************************************************************************
2657
2658          -- ALGLIB --
2659             Copyright 07.05.2009 by Bochkanov Sergey
2660        *************************************************************************/
2661        public static bool autogkiteration(autogkstate state)
2662        {
2663            bool result = new bool();
2664            double s = 0;
2665            double tmp = 0;
2666            double eps = 0;
2667            double a = 0;
2668            double b = 0;
2669            double x = 0;
2670            double t = 0;
2671            double alpha = 0;
2672            double beta = 0;
2673            double v1 = 0;
2674            double v2 = 0;
2675
2676           
2677            //
2678            // Reverse communication preparations
2679            // I know it looks ugly, but it works the same way
2680            // anywhere from C++ to Python.
2681            //
2682            // This code initializes locals by:
2683            // * random values determined during code
2684            //   generation - on first subroutine call
2685            // * values from previous call - on subsequent calls
2686            //
2687            if( state.rstate.stage>=0 )
2688            {
2689                s = state.rstate.ra[0];
2690                tmp = state.rstate.ra[1];
2691                eps = state.rstate.ra[2];
2692                a = state.rstate.ra[3];
2693                b = state.rstate.ra[4];
2694                x = state.rstate.ra[5];
2695                t = state.rstate.ra[6];
2696                alpha = state.rstate.ra[7];
2697                beta = state.rstate.ra[8];
2698                v1 = state.rstate.ra[9];
2699                v2 = state.rstate.ra[10];
2700            }
2701            else
2702            {
2703                s = -983;
2704                tmp = -989;
2705                eps = -834;
2706                a = 900;
2707                b = -287;
2708                x = 364;
2709                t = 214;
2710                alpha = -338;
2711                beta = -686;
2712                v1 = 912;
2713                v2 = 585;
2714            }
2715            if( state.rstate.stage==0 )
2716            {
2717                goto lbl_0;
2718            }
2719            if( state.rstate.stage==1 )
2720            {
2721                goto lbl_1;
2722            }
2723            if( state.rstate.stage==2 )
2724            {
2725                goto lbl_2;
2726            }
2727           
2728            //
2729            // Routine body
2730            //
2731            eps = 0;
2732            a = state.a;
2733            b = state.b;
2734            alpha = state.alpha;
2735            beta = state.beta;
2736            state.terminationtype = -1;
2737            state.nfev = 0;
2738            state.nintervals = 0;
2739           
2740            //
2741            // smooth function  at a finite interval
2742            //
2743            if( state.wrappermode!=0 )
2744            {
2745                goto lbl_3;
2746            }
2747           
2748            //
2749            // special case
2750            //
2751            if( (double)(a)==(double)(b) )
2752            {
2753                state.terminationtype = 1;
2754                state.v = 0;
2755                result = false;
2756                return result;
2757            }
2758           
2759            //
2760            // general case
2761            //
2762            autogkinternalprepare(a, b, eps, state.xwidth, state.internalstate);
2763        lbl_5:
2764            if( !autogkinternaliteration(state.internalstate) )
2765            {
2766                goto lbl_6;
2767            }
2768            x = state.internalstate.x;
2769            state.x = x;
2770            state.xminusa = x-a;
2771            state.bminusx = b-x;
2772            state.needf = true;
2773            state.rstate.stage = 0;
2774            goto lbl_rcomm;
2775        lbl_0:
2776            state.needf = false;
2777            state.nfev = state.nfev+1;
2778            state.internalstate.f = state.f;
2779            goto lbl_5;
2780        lbl_6:
2781            state.v = state.internalstate.r;
2782            state.terminationtype = state.internalstate.info;
2783            state.nintervals = state.internalstate.heapused;
2784            result = false;
2785            return result;
2786        lbl_3:
2787           
2788            //
2789            // function with power-law singularities at the ends of a finite interval
2790            //
2791            if( state.wrappermode!=1 )
2792            {
2793                goto lbl_7;
2794            }
2795           
2796            //
2797            // test coefficients
2798            //
2799            if( (double)(alpha)<=(double)(-1) || (double)(beta)<=(double)(-1) )
2800            {
2801                state.terminationtype = -1;
2802                state.v = 0;
2803                result = false;
2804                return result;
2805            }
2806           
2807            //
2808            // special cases
2809            //
2810            if( (double)(a)==(double)(b) )
2811            {
2812                state.terminationtype = 1;
2813                state.v = 0;
2814                result = false;
2815                return result;
2816            }
2817           
2818            //
2819            // reduction to general form
2820            //
2821            if( (double)(a)<(double)(b) )
2822            {
2823                s = 1;
2824            }
2825            else
2826            {
2827                s = -1;
2828                tmp = a;
2829                a = b;
2830                b = tmp;
2831                tmp = alpha;
2832                alpha = beta;
2833                beta = tmp;
2834            }
2835            alpha = Math.Min(alpha, 0);
2836            beta = Math.Min(beta, 0);
2837           
2838            //
2839            // first, integrate left half of [a,b]:
2840            //     integral(f(x)dx, a, (b+a)/2) =
2841            //     = 1/(1+alpha) * integral(t^(-alpha/(1+alpha))*f(a+t^(1/(1+alpha)))dt, 0, (0.5*(b-a))^(1+alpha))
2842            //
2843            autogkinternalprepare(0, Math.Pow(0.5*(b-a), 1+alpha), eps, state.xwidth, state.internalstate);
2844        lbl_9:
2845            if( !autogkinternaliteration(state.internalstate) )
2846            {
2847                goto lbl_10;
2848            }
2849           
2850            //
2851            // Fill State.X, State.XMinusA, State.BMinusX.
2852            // Latter two are filled correctly even if B<A.
2853            //
2854            x = state.internalstate.x;
2855            t = Math.Pow(x, 1/(1+alpha));
2856            state.x = a+t;
2857            if( (double)(s)>(double)(0) )
2858            {
2859                state.xminusa = t;
2860                state.bminusx = b-(a+t);
2861            }
2862            else
2863            {
2864                state.xminusa = a+t-b;
2865                state.bminusx = -t;
2866            }
2867            state.needf = true;
2868            state.rstate.stage = 1;
2869            goto lbl_rcomm;
2870        lbl_1:
2871            state.needf = false;
2872            if( (double)(alpha)!=(double)(0) )
2873            {
2874                state.internalstate.f = state.f*Math.Pow(x, -(alpha/(1+alpha)))/(1+alpha);
2875            }
2876            else
2877            {
2878                state.internalstate.f = state.f;
2879            }
2880            state.nfev = state.nfev+1;
2881            goto lbl_9;
2882        lbl_10:
2883            v1 = state.internalstate.r;
2884            state.nintervals = state.nintervals+state.internalstate.heapused;
2885           
2886            //
2887            // then, integrate right half of [a,b]:
2888            //     integral(f(x)dx, (b+a)/2, b) =
2889            //     = 1/(1+beta) * integral(t^(-beta/(1+beta))*f(b-t^(1/(1+beta)))dt, 0, (0.5*(b-a))^(1+beta))
2890            //
2891            autogkinternalprepare(0, Math.Pow(0.5*(b-a), 1+beta), eps, state.xwidth, state.internalstate);
2892        lbl_11:
2893            if( !autogkinternaliteration(state.internalstate) )
2894            {
2895                goto lbl_12;
2896            }
2897           
2898            //
2899            // Fill State.X, State.XMinusA, State.BMinusX.
2900            // Latter two are filled correctly (X-A, B-X) even if B<A.
2901            //
2902            x = state.internalstate.x;
2903            t = Math.Pow(x, 1/(1+beta));
2904            state.x = b-t;
2905            if( (double)(s)>(double)(0) )
2906            {
2907                state.xminusa = b-t-a;
2908                state.bminusx = t;
2909            }
2910            else
2911            {
2912                state.xminusa = -t;
2913                state.bminusx = a-(b-t);
2914            }
2915            state.needf = true;
2916            state.rstate.stage = 2;
2917            goto lbl_rcomm;
2918        lbl_2:
2919            state.needf = false;
2920            if( (double)(beta)!=(double)(0) )
2921            {
2922                state.internalstate.f = state.f*Math.Pow(x, -(beta/(1+beta)))/(1+beta);
2923            }
2924            else
2925            {
2926                state.internalstate.f = state.f;
2927            }
2928            state.nfev = state.nfev+1;
2929            goto lbl_11;
2930        lbl_12:
2931            v2 = state.internalstate.r;
2932            state.nintervals = state.nintervals+state.internalstate.heapused;
2933           
2934            //
2935            // final result
2936            //
2937            state.v = s*(v1+v2);
2938            state.terminationtype = 1;
2939            result = false;
2940            return result;
2941        lbl_7:
2942            result = false;
2943            return result;
2944           
2945            //
2946            // Saving state
2947            //
2948        lbl_rcomm:
2949            result = true;
2950            state.rstate.ra[0] = s;
2951            state.rstate.ra[1] = tmp;
2952            state.rstate.ra[2] = eps;
2953            state.rstate.ra[3] = a;
2954            state.rstate.ra[4] = b;
2955            state.rstate.ra[5] = x;
2956            state.rstate.ra[6] = t;
2957            state.rstate.ra[7] = alpha;
2958            state.rstate.ra[8] = beta;
2959            state.rstate.ra[9] = v1;
2960            state.rstate.ra[10] = v2;
2961            return result;
2962        }
2963
2964
2965        /*************************************************************************
2966        Adaptive integration results
2967
2968        Called after AutoGKIteration returned False.
2969
2970        Input parameters:
2971            State   -   algorithm state (used by AutoGKIteration).
2972
2973        Output parameters:
2974            V       -   integral(f(x)dx,a,b)
2975            Rep     -   optimization report (see AutoGKReport description)
2976
2977          -- ALGLIB --
2978             Copyright 14.11.2007 by Bochkanov Sergey
2979        *************************************************************************/
2980        public static void autogkresults(autogkstate state,
2981            ref double v,
2982            autogkreport rep)
2983        {
2984            v = 0;
2985
2986            v = state.v;
2987            rep.terminationtype = state.terminationtype;
2988            rep.nfev = state.nfev;
2989            rep.nintervals = state.nintervals;
2990        }
2991
2992
2993        /*************************************************************************
2994        Internal AutoGK subroutine
2995        eps<0   - error
2996        eps=0   - automatic eps selection
2997
2998        width<0 -   error
2999        width=0 -   no width requirements
3000        *************************************************************************/
3001        private static void autogkinternalprepare(double a,
3002            double b,
3003            double eps,
3004            double xwidth,
3005            autogkinternalstate state)
3006        {
3007           
3008            //
3009            // Save settings
3010            //
3011            state.a = a;
3012            state.b = b;
3013            state.eps = eps;
3014            state.xwidth = xwidth;
3015           
3016            //
3017            // Prepare RComm structure
3018            //
3019            state.rstate.ia = new int[3+1];
3020            state.rstate.ra = new double[8+1];
3021            state.rstate.stage = -1;
3022        }
3023
3024
3025        /*************************************************************************
3026        Internal AutoGK subroutine
3027        *************************************************************************/
3028        private static bool autogkinternaliteration(autogkinternalstate state)
3029        {
3030            bool result = new bool();
3031            double c1 = 0;
3032            double c2 = 0;
3033            int i = 0;
3034            int j = 0;
3035            double intg = 0;
3036            double intk = 0;
3037            double inta = 0;
3038            double v = 0;
3039            double ta = 0;
3040            double tb = 0;
3041            int ns = 0;
3042            double qeps = 0;
3043            int info = 0;
3044
3045           
3046            //
3047            // Reverse communication preparations
3048            // I know it looks ugly, but it works the same way
3049            // anywhere from C++ to Python.
3050            //
3051            // This code initializes locals by:
3052            // * random values determined during code
3053            //   generation - on first subroutine call
3054            // * values from previous call - on subsequent calls
3055            //
3056            if( state.rstate.stage>=0 )
3057            {
3058                i = state.rstate.ia[0];
3059                j = state.rstate.ia[1];
3060                ns = state.rstate.ia[2];
3061                info = state.rstate.ia[3];
3062                c1 = state.rstate.ra[0];
3063                c2 = state.rstate.ra[1];
3064                intg = state.rstate.ra[2];
3065                intk = state.rstate.ra[3];
3066                inta = state.rstate.ra[4];
3067                v = state.rstate.ra[5];
3068                ta = state.rstate.ra[6];
3069                tb = state.rstate.ra[7];
3070                qeps = state.rstate.ra[8];
3071            }
3072            else
3073            {
3074                i = 497;
3075                j = -271;
3076                ns = -581;
3077                info = 745;
3078                c1 = -533;
3079                c2 = -77;
3080                intg = 678;
3081                intk = -293;
3082                inta = 316;
3083                v = 647;
3084                ta = -756;
3085                tb = 830;
3086                qeps = -871;
3087            }
3088            if( state.rstate.stage==0 )
3089            {
3090                goto lbl_0;
3091            }
3092            if( state.rstate.stage==1 )
3093            {
3094                goto lbl_1;
3095            }
3096            if( state.rstate.stage==2 )
3097            {
3098                goto lbl_2;
3099            }
3100           
3101            //
3102            // Routine body
3103            //
3104           
3105            //
3106            // initialize quadratures.
3107            // use 15-point Gauss-Kronrod formula.
3108            //
3109            state.n = 15;
3110            gkq.gkqgenerategausslegendre(state.n, ref info, ref state.qn, ref state.wk, ref state.wg);
3111            if( info<0 )
3112            {
3113                state.info = -5;
3114                state.r = 0;
3115                result = false;
3116                return result;
3117            }
3118            state.wr = new double[state.n];
3119            for(i=0; i<=state.n-1; i++)
3120            {
3121                if( i==0 )
3122                {
3123                    state.wr[i] = 0.5*Math.Abs(state.qn[1]-state.qn[0]);
3124                    continue;
3125                }
3126                if( i==state.n-1 )
3127                {
3128                    state.wr[state.n-1] = 0.5*Math.Abs(state.qn[state.n-1]-state.qn[state.n-2]);
3129                    continue;
3130                }
3131                state.wr[i] = 0.5*Math.Abs(state.qn[i-1]-state.qn[i+1]);
3132            }
3133           
3134            //
3135            // special case
3136            //
3137            if( (double)(state.a)==(double)(state.b) )
3138            {
3139                state.info = 1;
3140                state.r = 0;
3141                result = false;
3142                return result;
3143            }
3144           
3145            //
3146            // test parameters
3147            //
3148            if( (double)(state.eps)<(double)(0) || (double)(state.xwidth)<(double)(0) )
3149            {
3150                state.info = -1;
3151                state.r = 0;
3152                result = false;
3153                return result;
3154            }
3155            state.info = 1;
3156            if( (double)(state.eps)==(double)(0) )
3157            {
3158                state.eps = 100000*math.machineepsilon;
3159            }
3160           
3161            //
3162            // First, prepare heap
3163            // * column 0   -   absolute error
3164            // * column 1   -   integral of a F(x) (calculated using Kronrod extension nodes)
3165            // * column 2   -   integral of a |F(x)| (calculated using modified rect. method)
3166            // * column 3   -   left boundary of a subinterval
3167            // * column 4   -   right boundary of a subinterval
3168            //
3169            if( (double)(state.xwidth)!=(double)(0) )
3170            {
3171                goto lbl_3;
3172            }
3173           
3174            //
3175            // no maximum width requirements
3176            // start from one big subinterval
3177            //
3178            state.heapwidth = 5;
3179            state.heapsize = 1;
3180            state.heapused = 1;
3181            state.heap = new double[state.heapsize, state.heapwidth];
3182            c1 = 0.5*(state.b-state.a);
3183            c2 = 0.5*(state.b+state.a);
3184            intg = 0;
3185            intk = 0;
3186            inta = 0;
3187            i = 0;
3188        lbl_5:
3189            if( i>state.n-1 )
3190            {
3191                goto lbl_7;
3192            }
3193           
3194            //
3195            // obtain F
3196            //
3197            state.x = c1*state.qn[i]+c2;
3198            state.rstate.stage = 0;
3199            goto lbl_rcomm;
3200        lbl_0:
3201            v = state.f;
3202           
3203            //
3204            // Gauss-Kronrod formula
3205            //
3206            intk = intk+v*state.wk[i];
3207            if( i%2==1 )
3208            {
3209                intg = intg+v*state.wg[i];
3210            }
3211           
3212            //
3213            // Integral |F(x)|
3214            // Use rectangles method
3215            //
3216            inta = inta+Math.Abs(v)*state.wr[i];
3217            i = i+1;
3218            goto lbl_5;
3219        lbl_7:
3220            intk = intk*(state.b-state.a)*0.5;
3221            intg = intg*(state.b-state.a)*0.5;
3222            inta = inta*(state.b-state.a)*0.5;
3223            state.heap[0,0] = Math.Abs(intg-intk);
3224            state.heap[0,1] = intk;
3225            state.heap[0,2] = inta;
3226            state.heap[0,3] = state.a;
3227            state.heap[0,4] = state.b;
3228            state.sumerr = state.heap[0,0];
3229            state.sumabs = Math.Abs(inta);
3230            goto lbl_4;
3231        lbl_3:
3232           
3233            //
3234            // maximum subinterval should be no more than XWidth.
3235            // so we create Ceil((B-A)/XWidth)+1 small subintervals
3236            //
3237            ns = (int)Math.Ceiling(Math.Abs(state.b-state.a)/state.xwidth)+1;
3238            state.heapsize = ns;
3239            state.heapused = ns;
3240            state.heapwidth = 5;
3241            state.heap = new double[state.heapsize, state.heapwidth];
3242            state.sumerr = 0;
3243            state.sumabs = 0;
3244            j = 0;
3245        lbl_8:
3246            if( j>ns-1 )
3247            {
3248                goto lbl_10;
3249            }
3250            ta = state.a+j*(state.b-state.a)/ns;
3251            tb = state.a+(j+1)*(state.b-state.a)/ns;
3252            c1 = 0.5*(tb-ta);
3253            c2 = 0.5*(tb+ta);
3254            intg = 0;
3255            intk = 0;
3256            inta = 0;
3257            i = 0;
3258        lbl_11:
3259            if( i>state.n-1 )
3260            {
3261                goto lbl_13;
3262            }
3263           
3264            //
3265            // obtain F
3266            //
3267            state.x = c1*state.qn[i]+c2;
3268            state.rstate.stage = 1;
3269            goto lbl_rcomm;
3270        lbl_1:
3271            v = state.f;
3272           
3273            //
3274            // Gauss-Kronrod formula
3275            //
3276            intk = intk+v*state.wk[i];
3277            if( i%2==1 )
3278            {
3279                intg = intg+v*state.wg[i];
3280            }
3281           
3282            //
3283            // Integral |F(x)|
3284            // Use rectangles method
3285            //
3286            inta = inta+Math.Abs(v)*state.wr[i];
3287            i = i+1;
3288            goto lbl_11;
3289        lbl_13:
3290            intk = intk*(tb-ta)*0.5;
3291            intg = intg*(tb-ta)*0.5;
3292            inta = inta*(tb-ta)*0.5;
3293            state.heap[j,0] = Math.Abs(intg-intk);
3294            state.heap[j,1] = intk;
3295            state.heap[j,2] = inta;
3296            state.heap[j,3] = ta;
3297            state.heap[j,4] = tb;
3298            state.sumerr = state.sumerr+state.heap[j,0];
3299            state.sumabs = state.sumabs+Math.Abs(inta);
3300            j = j+1;
3301            goto lbl_8;
3302        lbl_10:
3303        lbl_4:
3304           
3305            //
3306            // method iterations
3307            //
3308        lbl_14:
3309            if( false )
3310            {
3311                goto lbl_15;
3312            }
3313           
3314            //
3315            // additional memory if needed
3316            //
3317            if( state.heapused==state.heapsize )
3318            {
3319                mheapresize(ref state.heap, ref state.heapsize, 4*state.heapsize, state.heapwidth);
3320            }
3321           
3322            //
3323            // TODO: every 20 iterations recalculate errors/sums
3324            //
3325            if( (double)(state.sumerr)<=(double)(state.eps*state.sumabs) || state.heapused>=maxsubintervals )
3326            {
3327                state.r = 0;
3328                for(j=0; j<=state.heapused-1; j++)
3329                {
3330                    state.r = state.r+state.heap[j,1];
3331                }
3332                result = false;
3333                return result;
3334            }
3335           
3336            //
3337            // Exclude interval with maximum absolute error
3338            //
3339            mheappop(ref state.heap, state.heapused, state.heapwidth);
3340            state.sumerr = state.sumerr-state.heap[state.heapused-1,0];
3341            state.sumabs = state.sumabs-state.heap[state.heapused-1,2];
3342           
3343            //
3344            // Divide interval, create subintervals
3345            //
3346            ta = state.heap[state.heapused-1,3];
3347            tb = state.heap[state.heapused-1,4];
3348            state.heap[state.heapused-1,3] = ta;
3349            state.heap[state.heapused-1,4] = 0.5*(ta+tb);
3350            state.heap[state.heapused,3] = 0.5*(ta+tb);
3351            state.heap[state.heapused,4] = tb;
3352            j = state.heapused-1;
3353        lbl_16:
3354            if( j>state.heapused )
3355            {
3356                goto lbl_18;
3357            }
3358            c1 = 0.5*(state.heap[j,4]-state.heap[j,3]);
3359            c2 = 0.5*(state.heap[j,4]+state.heap[j,3]);
3360            intg = 0;
3361            intk = 0;
3362            inta = 0;
3363            i = 0;
3364        lbl_19:
3365            if( i>state.n-1 )
3366            {
3367                goto lbl_21;
3368            }
3369           
3370            //
3371            // F(x)
3372            //
3373            state.x = c1*state.qn[i]+c2;
3374            state.rstate.stage = 2;
3375            goto lbl_rcomm;
3376        lbl_2:
3377            v = state.f;
3378           
3379            //
3380            // Gauss-Kronrod formula
3381            //
3382            intk = intk+v*state.wk[i];
3383            if( i%2==1 )
3384            {
3385                intg = intg+v*state.wg[i];
3386            }
3387           
3388            //
3389            // Integral |F(x)|
3390            // Use rectangles method
3391            //
3392            inta = inta+Math.Abs(v)*state.wr[i];
3393            i = i+1;
3394            goto lbl_19;
3395        lbl_21:
3396            intk = intk*(state.heap[j,4]-state.heap[j,3])*0.5;
3397            intg = intg*(state.heap[j,4]-state.heap[j,3])*0.5;
3398            inta = inta*(state.heap[j,4]-state.heap[j,3])*0.5;
3399            state.heap[j,0] = Math.Abs(intg-intk);
3400            state.heap[j,1] = intk;
3401            state.heap[j,2] = inta;
3402            state.sumerr = state.sumerr+state.heap[j,0];
3403            state.sumabs = state.sumabs+state.heap[j,2];
3404            j = j+1;
3405            goto lbl_16;
3406        lbl_18:
3407            mheappush(ref state.heap, state.heapused-1, state.heapwidth);
3408            mheappush(ref state.heap, state.heapused, state.heapwidth);
3409            state.heapused = state.heapused+1;
3410            goto lbl_14;
3411        lbl_15:
3412            result = false;
3413            return result;
3414           
3415            //
3416            // Saving state
3417            //
3418        lbl_rcomm:
3419            result = true;
3420            state.rstate.ia[0] = i;
3421            state.rstate.ia[1] = j;
3422            state.rstate.ia[2] = ns;
3423            state.rstate.ia[3] = info;
3424            state.rstate.ra[0] = c1;
3425            state.rstate.ra[1] = c2;
3426            state.rstate.ra[2] = intg;
3427            state.rstate.ra[3] = intk;
3428            state.rstate.ra[4] = inta;
3429            state.rstate.ra[5] = v;
3430            state.rstate.ra[6] = ta;
3431            state.rstate.ra[7] = tb;
3432            state.rstate.ra[8] = qeps;
3433            return result;
3434        }
3435
3436
3437        private static void mheappop(ref double[,] heap,
3438            int heapsize,
3439            int heapwidth)
3440        {
3441            int i = 0;
3442            int p = 0;
3443            double t = 0;
3444            int maxcp = 0;
3445
3446            if( heapsize==1 )
3447            {
3448                return;
3449            }
3450            for(i=0; i<=heapwidth-1; i++)
3451            {
3452                t = heap[heapsize-1,i];
3453                heap[heapsize-1,i] = heap[0,i];
3454                heap[0,i] = t;
3455            }
3456            p = 0;
3457            while( 2*p+1<heapsize-1 )
3458            {
3459                maxcp = 2*p+1;
3460                if( 2*p+2<heapsize-1 )
3461                {
3462                    if( (double)(heap[2*p+2,0])>(double)(heap[2*p+1,0]) )
3463                    {
3464                        maxcp = 2*p+2;
3465                    }
3466                }
3467                if( (double)(heap[p,0])<(double)(heap[maxcp,0]) )
3468                {
3469                    for(i=0; i<=heapwidth-1; i++)
3470                    {
3471                        t = heap[p,i];
3472                        heap[p,i] = heap[maxcp,i];
3473                        heap[maxcp,i] = t;
3474                    }
3475                    p = maxcp;
3476                }
3477                else
3478                {
3479                    break;
3480                }
3481            }
3482        }
3483
3484
3485        private static void mheappush(ref double[,] heap,
3486            int heapsize,
3487            int heapwidth)
3488        {
3489            int i = 0;
3490            int p = 0;
3491            double t = 0;
3492            int parent = 0;
3493
3494            if( heapsize==0 )
3495            {
3496                return;
3497            }
3498            p = heapsize;
3499            while( p!=0 )
3500            {
3501                parent = (p-1)/2;
3502                if( (double)(heap[p,0])>(double)(heap[parent,0]) )
3503                {
3504                    for(i=0; i<=heapwidth-1; i++)
3505                    {
3506                        t = heap[p,i];
3507                        heap[p,i] = heap[parent,i];
3508                        heap[parent,i] = t;
3509                    }
3510                    p = parent;
3511                }
3512                else
3513                {
3514                    break;
3515                }
3516            }
3517        }
3518
3519
3520        private static void mheapresize(ref double[,] heap,
3521            ref int heapsize,
3522            int newheapsize,
3523            int heapwidth)
3524        {
3525            double[,] tmp = new double[0,0];
3526            int i = 0;
3527            int i_ = 0;
3528
3529            tmp = new double[heapsize, heapwidth];
3530            for(i=0; i<=heapsize-1; i++)
3531            {
3532                for(i_=0; i_<=heapwidth-1;i_++)
3533                {
3534                    tmp[i,i_] = heap[i,i_];
3535                }
3536            }
3537            heap = new double[newheapsize, heapwidth];
3538            for(i=0; i<=heapsize-1; i++)
3539            {
3540                for(i_=0; i_<=heapwidth-1;i_++)
3541                {
3542                    heap[i,i_] = tmp[i,i_];
3543                }
3544            }
3545            heapsize = newheapsize;
3546        }
3547
3548
3549    }
3550}
3551
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.