ILIAS  Release_4_0_x_branch Revision 61816
 All Data Structures Namespaces Files Functions Variables Groups Pages
QRDecomposition.php
Go to the documentation of this file.
1 <?php
20 
25  private $QR = array();
26 
31  private $m;
32 
37  private $n;
38 
43  private $Rdiag = array();
44 
45 
52  public function __construct($A) {
53  if($A instanceof Matrix) {
54  // Initialize.
55  $this->QR = $A->getArrayCopy();
56  $this->m = $A->getRowDimension();
57  $this->n = $A->getColumnDimension();
58  // Main loop.
59  for ($k = 0; $k < $this->n; ++$k) {
60  // Compute 2-norm of k-th column without under/overflow.
61  $nrm = 0.0;
62  for ($i = $k; $i < $this->m; ++$i) {
63  $nrm = hypo($nrm, $this->QR[$i][$k]);
64  }
65  if ($nrm != 0.0) {
66  // Form k-th Householder vector.
67  if ($this->QR[$k][$k] < 0) {
68  $nrm = -$nrm;
69  }
70  for ($i = $k; $i < $this->m; ++$i) {
71  $this->QR[$i][$k] /= $nrm;
72  }
73  $this->QR[$k][$k] += 1.0;
74  // Apply transformation to remaining columns.
75  for ($j = $k+1; $j < $this->n; ++$j) {
76  $s = 0.0;
77  for ($i = $k; $i < $this->m; ++$i) {
78  $s += $this->QR[$i][$k] * $this->QR[$i][$j];
79  }
80  $s = -$s/$this->QR[$k][$k];
81  for ($i = $k; $i < $this->m; ++$i) {
82  $this->QR[$i][$j] += $s * $this->QR[$i][$k];
83  }
84  }
85  }
86  $this->Rdiag[$k] = -$nrm;
87  }
88  } else {
90  }
91  } // function __construct()
92 
93 
99  public function isFullRank() {
100  for ($j = 0; $j < $this->n; ++$j) {
101  if ($this->Rdiag[$j] == 0) {
102  return false;
103  }
104  }
105  return true;
106  } // function isFullRank()
107 
108 
114  public function getH() {
115  for ($i = 0; $i < $this->m; ++$i) {
116  for ($j = 0; $j < $this->n; ++$j) {
117  if ($i >= $j) {
118  $H[$i][$j] = $this->QR[$i][$j];
119  } else {
120  $H[$i][$j] = 0.0;
121  }
122  }
123  }
124  return new Matrix($H);
125  } // function getH()
126 
127 
133  public function getR() {
134  for ($i = 0; $i < $this->n; ++$i) {
135  for ($j = 0; $j < $this->n; ++$j) {
136  if ($i < $j) {
137  $R[$i][$j] = $this->QR[$i][$j];
138  } elseif ($i == $j) {
139  $R[$i][$j] = $this->Rdiag[$i];
140  } else {
141  $R[$i][$j] = 0.0;
142  }
143  }
144  }
145  return new Matrix($R);
146  } // function getR()
147 
148 
154  public function getQ() {
155  for ($k = $this->n-1; $k >= 0; --$k) {
156  for ($i = 0; $i < $this->m; ++$i) {
157  $Q[$i][$k] = 0.0;
158  }
159  $Q[$k][$k] = 1.0;
160  for ($j = $k; $j < $this->n; ++$j) {
161  if ($this->QR[$k][$k] != 0) {
162  $s = 0.0;
163  for ($i = $k; $i < $this->m; ++$i) {
164  $s += $this->QR[$i][$k] * $Q[$i][$j];
165  }
166  $s = -$s/$this->QR[$k][$k];
167  for ($i = $k; $i < $this->m; ++$i) {
168  $Q[$i][$j] += $s * $this->QR[$i][$k];
169  }
170  }
171  }
172  }
173  /*
174  for($i = 0; $i < count($Q); ++$i) {
175  for($j = 0; $j < count($Q); ++$j) {
176  if(! isset($Q[$i][$j]) ) {
177  $Q[$i][$j] = 0;
178  }
179  }
180  }
181  */
182  return new Matrix($Q);
183  } // function getQ()
184 
185 
192  public function solve($B) {
193  if ($B->getRowDimension() == $this->m) {
194  if ($this->isFullRank()) {
195  // Copy right hand side
196  $nx = $B->getColumnDimension();
197  $X = $B->getArrayCopy();
198  // Compute Y = transpose(Q)*B
199  for ($k = 0; $k < $this->n; ++$k) {
200  for ($j = 0; $j < $nx; ++$j) {
201  $s = 0.0;
202  for ($i = $k; $i < $this->m; ++$i) {
203  $s += $this->QR[$i][$k] * $X[$i][$j];
204  }
205  $s = -$s/$this->QR[$k][$k];
206  for ($i = $k; $i < $this->m; ++$i) {
207  $X[$i][$j] += $s * $this->QR[$i][$k];
208  }
209  }
210  }
211  // Solve R*X = Y;
212  for ($k = $this->n-1; $k >= 0; --$k) {
213  for ($j = 0; $j < $nx; ++$j) {
214  $X[$k][$j] /= $this->Rdiag[$k];
215  }
216  for ($i = 0; $i < $k; ++$i) {
217  for ($j = 0; $j < $nx; ++$j) {
218  $X[$i][$j] -= $X[$k][$j]* $this->QR[$i][$k];
219  }
220  }
221  }
222  $X = new Matrix($X);
223  return ($X->getMatrix(0, $this->n-1, 0, $nx));
224  } else {
226  }
227  } else {
229  }
230  } // function solve()
231 
232 } // class QRDecomposition