tbl_math.C
/*
* Mathematical functions for class Tbl
*
*/
/*
* Copyright (c) 1999-2000 Jean-Alain Marck
* Copyright (c) 1999-2001 Eric Gourgoulhon
* Copyright (c) 1999-2001 Philippe Grandclement
*
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* Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA
*
*/
char tbl_math_C[] = "$Header: /cvsroot/Lorene/C++/Source/Tbl/tbl_math.C,v 1.4 2014/10/13 08:53:41 j_novak Exp $" ;
/*
* $Id: tbl_math.C,v 1.4 2014/10/13 08:53:41 j_novak Exp $
* $Log: tbl_math.C,v $
* Revision 1.4 2014/10/13 08:53:41 j_novak
* Lorene classes and functions now belong to the namespace Lorene.
*
* Revision 1.3 2014/10/06 15:13:18 j_novak
* Modified #include directives to use c++ syntax.
*
* Revision 1.2 2012/01/17 10:38:48 j_penner
* added a Heaviside function
*
* Revision 1.1.1.1 2001/11/20 15:19:27 e_gourgoulhon
* LORENE
*
* Revision 2.4 1999/12/02 17:47:48 phil
* ajout de racine_cubique
*
* Revision 2.3 1999/10/29 15:05:32 eric
* Ajout de fonctions mathematiques (abs, norme, etc...).
*
* Revision 2.2 1999/03/01 15:10:19 eric
* *** empty log message ***
*
* Revision 2.1 1999/02/24 15:26:13 hyc
* *** empty log message ***
*
*
* $Header: /cvsroot/Lorene/C++/Source/Tbl/tbl_math.C,v 1.4 2014/10/13 08:53:41 j_novak Exp $
*
*/
// Headers C
// ---------
#include <cmath>
#include <cstdlib>
// Headers Lorene
// --------------
#include "tbl.h"
//-------//
// Sinus //
//-------//
namespace Lorene {
Tbl sin(const Tbl& ti)
{
// Protection
assert(ti.get_etat() != ETATNONDEF) ;
// Cas ETATZERO
if (ti.get_etat() == ETATZERO) {
return ti ;
}
// Cas general
assert(ti.get_etat() == ETATQCQ) ; // sinon...
Tbl to(ti.dim) ; // Tbl resultat
to.set_etat_qcq() ;
int taille = ti.get_taille() ;
for (int i=0 ; i<taille ; i++) {
to.t[i] = sin(ti.t[i]) ;
}
return to ;
}
//---------//
// Cosinus //
//---------//
Tbl cos(const Tbl& ti)
{
// Protection
assert(ti.get_etat() != ETATNONDEF) ;
Tbl to(ti.dim) ; // Tbl resultat
to.set_etat_qcq() ;
// Cas ETATZERO
if (ti.get_etat() == ETATZERO) {
int taille = ti.get_taille() ;
for (int i=0 ; i<taille ; i++) {
to.t[i] = 1 ;
}
return to ;
}
// Cas general
assert(ti.get_etat() == ETATQCQ) ; // sinon...
int taille = ti.get_taille() ;
for (int i=0 ; i<taille ; i++) {
to.t[i] = cos(ti.t[i]) ;
}
return to ;
}
//----------//
// Tangente //
//----------//
Tbl tan(const Tbl& ti)
{
// Protection
assert(ti.get_etat() != ETATNONDEF) ;
// Cas ETATZERO
if (ti.get_etat() == ETATZERO) {
return ti ;
}
// Cas general
assert(ti.get_etat() == ETATQCQ) ; // sinon...
Tbl to(ti.dim) ; // Tbl resultat
to.set_etat_qcq() ;
int taille = ti.get_taille() ;
for (int i=0 ; i<taille ; i++) {
to.t[i] = tan(ti.t[i]) ;
}
return to ;
}
//----------//
// ArcSinus //
//----------//
Tbl asin(const Tbl& ti)
{
// Protection
assert(ti.get_etat() != ETATNONDEF) ;
// Cas ETATZERO
if (ti.get_etat() == ETATZERO) {
return ti ;
}
// Cas general
assert(ti.get_etat() == ETATQCQ) ; // sinon...
Tbl to(ti.dim) ; // Tbl resultat
to.set_etat_qcq() ;
int taille = ti.get_taille() ;
for (int i=0 ; i<taille ; i++) {
to.t[i] = asin(ti.t[i]) ;
}
return to ;
}
//------------//
// ArcCosinus //
//------------//
Tbl acos(const Tbl& ti)
{
// Protection
assert(ti.get_etat() != ETATNONDEF) ;
Tbl to(ti.dim) ; // Tbl resultat
to.set_etat_qcq() ;
// Cas ETATZERO
if (ti.get_etat() == ETATZERO) {
int taille = ti.get_taille() ;
for (int i=0 ; i<taille ; i++) {
to.t[i] = M_PI * .5 ;
}
return to ;
}
// Cas general
assert(ti.get_etat() == ETATQCQ) ; // sinon...
int taille = ti.get_taille() ;
for (int i=0 ; i<taille ; i++) {
to.t[i] = acos(ti.t[i]) ;
}
return to ;
}
//-------------//
// ArcTangente //
//-------------//
Tbl atan(const Tbl& ti)
{
// Protection
assert(ti.get_etat() != ETATNONDEF) ;
// Cas ETATZERO
if (ti.get_etat() == ETATZERO) {
return ti ;
}
// Cas general
assert(ti.get_etat() == ETATQCQ) ; // sinon...
Tbl to(ti.dim) ; // Tbl resultat
to.set_etat_qcq() ;
int taille = ti.get_taille() ;
for (int i=0 ; i<taille ; i++) {
to.t[i] = atan(ti.t[i]) ;
}
return to ;
}
//------//
// Sqrt //
//------//
Tbl sqrt(const Tbl& ti)
{
// Protection
assert(ti.get_etat() != ETATNONDEF) ;
// Cas ETATZERO
if (ti.get_etat() == ETATZERO) {
return ti ;
}
// Cas general
assert(ti.get_etat() == ETATQCQ) ; // sinon...
Tbl to(ti.dim) ; // Tbl resultat
to.set_etat_qcq() ;
int taille = ti.get_taille() ;
for (int i=0 ; i<taille ; i++) {
to.t[i] = sqrt(ti.t[i]) ;
}
return to ;
}
//---------------//
// Exponantielle //
//---------------//
Tbl exp(const Tbl& ti)
{
// Protection
assert(ti.get_etat() != ETATNONDEF) ;
Tbl to(ti.dim) ; // Tbl resultat
to.set_etat_qcq() ;
// Cas ETATZERO
if (ti.get_etat() == ETATZERO) {
int taille = ti.get_taille() ;
for (int i=0 ; i<taille ; i++) {
to.t[i] = 1 ;
}
return to ;
}
// Cas general
assert(ti.get_etat() == ETATQCQ) ; // sinon...
int taille = ti.get_taille() ;
for (int i=0 ; i<taille ; i++) {
to.t[i] = exp(ti.t[i]) ;
}
return to ;
}
//--------------------//
// Heaviside Function //
//--------------------//
Tbl Heaviside(const Tbl& ti)
{
// Protection
assert(ti.get_etat() != ETATNONDEF) ;
Tbl to(ti.dim) ; // Tbl resultat
to.set_etat_qcq() ;
// Cas ETATZERO
if (ti.get_etat() == ETATZERO) {
int taille = ti.get_taille() ;
for (int i=0 ; i<taille ; i++) {
to.t[i] = 0 ;
}
return to ;
}
// Cas general
assert(ti.get_etat() == ETATQCQ) ; // Otherwise
int taille = ti.get_taille() ;
for (int i=0 ; i<taille ; i++) {
if(ti.t[i] >= 0)
to.t[i] = 1 ;
else
to.t[i] = 0 ;
}
return to ;
}
//-------------//
// Log naturel //
//-------------//
Tbl log(const Tbl& ti)
{
// Protection
assert(ti.get_etat() != ETATNONDEF) ;
// Cas ETATZERO
if (ti.get_etat() == ETATZERO) {
cout << "Tbl log: log(ETATZERO) !" << endl ;
abort () ;
}
// Cas general
assert(ti.get_etat() == ETATQCQ) ; // sinon...
Tbl to(ti.dim) ; // Tbl resultat
to.set_etat_qcq() ;
int taille = ti.get_taille() ;
for (int i=0 ; i<taille ; i++) {
to.t[i] = log(ti.t[i]) ;
}
return to ;
}
//-------------//
// Log decimal //
//-------------//
Tbl log10(const Tbl& ti)
{
// Protection
assert(ti.get_etat() != ETATNONDEF) ;
// Cas ETATZERO
if (ti.get_etat() == ETATZERO) {
cout << "Tbl log10: log10(ETATZERO) !" << endl ;
abort () ;
}
// Cas general
assert(ti.get_etat() == ETATQCQ) ; // sinon...
Tbl to(ti.dim) ; // Tbl resultat
to.set_etat_qcq() ;
int taille = ti.get_taille() ;
for (int i=0 ; i<taille ; i++) {
to.t[i] = log10(ti.t[i]) ;
}
return to ;
}
//--------------//
// Power entier //
//--------------//
Tbl pow(const Tbl& ti, int n)
{
// Protection
assert(ti.get_etat() != ETATNONDEF) ;
// Cas ETATZERO
if (ti.get_etat() == ETATZERO) {
if (n > 0) {
return ti ;
}
else {
cout << "Tbl pow: ETATZERO^n avec n<=0 ! "<< endl ;
abort () ;
}
}
// Cas general
assert(ti.get_etat() == ETATQCQ) ; // sinon...
Tbl to(ti.dim) ; // Tbl resultat
to.set_etat_qcq() ;
double x = n ;
int taille = ti.get_taille() ;
for (int i=0 ; i<taille ; i++) {
to.t[i] = pow(ti.t[i], x) ;
}
return to ;
}
//--------------//
// Power double //
//--------------//
Tbl pow(const Tbl& ti, double x)
{
// Protection
assert(ti.get_etat() != ETATNONDEF) ;
// Cas ETATZERO
if (ti.get_etat() == ETATZERO) {
if (x > 0) {
return ti ;
}
else {
cout << "Tbl pow: ETATZERO^x avec x<=0 !" << endl ;
abort () ;
}
}
// Cas general
assert(ti.get_etat() == ETATQCQ) ; // sinon...
Tbl to(ti.dim) ; // Tbl resultat
to.set_etat_qcq() ;
int taille = ti.get_taille() ;
for (int i=0 ; i<taille ; i++) {
to.t[i] = pow(ti.t[i], x) ;
}
return to ;
}
//----------------//
// Absolute value //
//----------------//
Tbl abs(const Tbl& ti)
{
// Protection
assert(ti.get_etat() != ETATNONDEF) ;
// Cas ETATZERO
if (ti.get_etat() == ETATZERO) {
return ti ;
}
// Cas general
assert(ti.get_etat() == ETATQCQ) ; // sinon...
Tbl to(ti.dim) ; // Tbl resultat
to.set_etat_qcq() ;
const double* xi = ti.t ;
double* xo = to.t ;
int taille = ti.get_taille() ;
for (int i=0 ; i<taille ; i++) {
xo[i] = fabs( xi[i] ) ;
}
return to ;
}
//----------------//
// Cubic //
//----------------//
Tbl racine_cubique(const Tbl& ti)
{
// Protection
assert(ti.get_etat() != ETATNONDEF) ;
// Cas ETATZERO
if (ti.get_etat() == ETATZERO) {
return ti ;
}
// Cas general
assert(ti.get_etat() == ETATQCQ) ; // sinon...
Tbl absolute(abs(ti)) ;
Tbl res (pow(absolute, 1./3.)) ;
for (int i=0 ; i<ti.get_taille() ; i++)
if (ti.t[i] < 0)
res.t[i] *= -1 ;
return res ;
}
//-------------------------------//
// max //
//-------------------------------//
double max(const Tbl& ti) {
// Protection
assert(ti.get_etat() != ETATNONDEF) ;
// Cas particulier
if (ti.get_etat() == ETATZERO) {
return double(0) ;
}
// Cas general
assert(ti.get_etat() == ETATQCQ) ; // sinon....
const double* x = ti.t ;
double resu = x[0] ;
for (int i=1; i<ti.get_taille(); i++) {
if ( x[i] > resu ) resu = x[i] ;
}
return resu ;
}
//-------------------------------//
// min //
//-------------------------------//
double min(const Tbl& ti) {
// Protection
assert(ti.get_etat() != ETATNONDEF) ;
// Cas particulier
if (ti.get_etat() == ETATZERO) {
return double(0) ;
}
// Cas general
assert(ti.get_etat() == ETATQCQ) ; // sinon....
const double* x = ti.t ;
double resu = x[0] ;
for (int i=1; i<ti.get_taille(); i++) {
if ( x[i] < resu ) resu = x[i] ;
}
return resu ;
}
//-------------------------------//
// norme //
//-------------------------------//
double norme(const Tbl& ti) {
// Protection
assert(ti.get_etat() != ETATNONDEF) ;
double resu = 0 ;
if (ti.get_etat() != ETATZERO) { // on n'effectue la somme que si necessaire
assert(ti.get_etat() == ETATQCQ) ; // sinon....
const double* x = ti.t ;
for (int i=0; i<ti.get_taille(); i++) {
resu += fabs( x[i] ) ;
}
}
return resu ;
}
//-------------------------------//
// diffrel //
//-------------------------------//
double diffrel(const Tbl& t1, const Tbl& t2) {
// Protections
assert(t1.get_etat() != ETATNONDEF) ;
assert(t2.get_etat() != ETATNONDEF) ;
double norm2 = norme(t2) ;
double normdiff = norme(t1-t2) ;
double resu ;
if ( norm2 == double(0) ) {
resu = normdiff ;
}
else {
resu = normdiff / norm2 ;
}
return resu ;
}
//-------------------------------//
// diffrelmax //
//-------------------------------//
double diffrelmax(const Tbl& t1, const Tbl& t2) {
// Protections
assert(t1.get_etat() != ETATNONDEF) ;
assert(t2.get_etat() != ETATNONDEF) ;
double max2 = max(abs(t2)) ;
double maxdiff = max(abs(t1-t2)) ;
double resu ;
if ( max2 == double(0) ) {
resu = maxdiff ;
}
else {
resu = maxdiff / max2 ;
}
return resu ;
}
}
Lorene::Tbl
Basic array class.
Definition tbl.h:161
Lorene::Tbl::dim
Dim_tbl dim
Number of dimensions, size,...
Definition tbl.h:172
Lorene::Tbl::get_etat
int get_etat() const
Gives the logical state.
Definition tbl.h:394
Lorene::Tbl::set_etat_qcq
void set_etat_qcq()
Sets the logical state to ETATQCQ (ordinary state).
Definition tbl.C:361
Lorene::Tbl::get_taille
int get_taille() const
Gives the total size (ie dim.taille).
Definition tbl.h:397
Lorene::Tbl::t
double * t
The array of double.
Definition tbl.h:173
Lorene::atan
Cmp atan(const Cmp &)
Arctangent.
Definition cmp_math.C:195
Lorene::sqrt
Cmp sqrt(const Cmp &)
Square root.
Definition cmp_math.C:220
Lorene::log10
Cmp log10(const Cmp &)
Basis 10 logarithm.
Definition cmp_math.C:322
Lorene::exp
Cmp exp(const Cmp &)
Exponential.
Definition cmp_math.C:270
Lorene::sin
Cmp sin(const Cmp &)
Sine.
Definition cmp_math.C:69
Lorene::diffrel
Tbl diffrel(const Cmp &a, const Cmp &b)
Relative difference between two Cmp (norme version).
Definition cmp_math.C:504
Lorene::norme
Tbl norme(const Cmp &)
Sums of the absolute values of all the values of the Cmp in each domain.
Definition cmp_math.C:481
Lorene::acos
Cmp acos(const Cmp &)
Arccosine.
Definition cmp_math.C:169
Lorene::asin
Cmp asin(const Cmp &)
Arcsine.
Definition cmp_math.C:144
Lorene::racine_cubique
Cmp racine_cubique(const Cmp &)
Cube root.
Definition cmp_math.C:245
Lorene::min
Tbl min(const Cmp &)
Minimum values of a Cmp in each domain.
Definition cmp_math.C:458
Lorene::max
Tbl max(const Cmp &)
Maximum values of a Cmp in each domain.
Definition cmp_math.C:435
Lorene::pow
Cmp pow(const Cmp &, int)
Power .
Definition cmp_math.C:348
Lorene::cos
Cmp cos(const Cmp &)
Cosine.
Definition cmp_math.C:94
Lorene::abs
Cmp abs(const Cmp &)
Absolute value.
Definition cmp_math.C:410
Lorene::diffrelmax
Tbl diffrelmax(const Cmp &a, const Cmp &b)
Relative difference between two Cmp (max version).
Definition cmp_math.C:539
Lorene::tan
Cmp tan(const Cmp &)
Tangent.
Definition cmp_math.C:120
Lorene::log
Cmp log(const Cmp &)
Neperian logarithm.
Definition cmp_math.C:296
Lorene::Heaviside
Mtbl Heaviside(const Mtbl &)
Heaviside function.
Definition mtbl_math.C:317
Lorene
Lorene prototypes.
Definition app_hor.h:64
Lorene::x
Coord x
x coordinate centered on the grid
Definition map.h:726