matrix.c

   1 #include <stdio.h>
   2 #include <stdlib.h>
   3 #include <string.h>
   4
   5 #include "matrix.h"
   6
   7
   8 int** addMatrix(int **A, int **B, int rows, int cols)
   9 {
  10   int i, j;
  11
  12   int** C;
  13
  14   C = calloc(cols, sizeof(int*));
  15   for(i=0; i<cols; i++)
  16     C[i] = calloc(rows, sizeof(int));
  17
  18   for(i=0; i<rows; i++)
  19     for(j=0; j<cols; j++)
  20       C[i][j] = A[i][j] + B[i][j];
  21
  22   return C;
  23 }
  24
  25 void addMatrixMod(int **A, int **B, int **C, int rows, int cols, int mod)
  26 {
  27   int i, j;
  28
  29   for(i=0; i<rows; i++)
  30     for(j=0; j<cols; j++)
  31       C[i][j] = (A[i][j] + B[i][j])%mod;
  32
  33   return;
  34 }
  35
  36 void addVectorMod(int *A, int *B, int *C, int length, int mod)
  37 {
  38   int i;
  39
  40   for(i=0; i<length; i++)
  41     C[i] = (A[i] + B[i])%mod;
  42
  43   return;
  44 }
  45
  46 void scalarmultMatrix(int scalar, int **a, int **b, int rows, int cols)
  47 {
  48   int i, j;
  49
  50   //b = calloc(cols, sizeof(int*));
  51   //for(i=0; i<cols; i++)
  52   //  b[i] = calloc(rows, sizeof(int));
  53
  54   for(i=0; i<rows; i++)
  55     for(j=0; j<cols; j++)
  56       b[i][j] = scalar*a[i][j];
  57
  58 }
  59
  60 int trace(int **a, int rows, int cols)
  61 {
  62   int i;
  63   int tr = 0.0;
  64
  65   for(i=0; i<rows; i++)
  66     tr += a[i][i];
  67
  68   return tr;
  69 }
  70
  71 // b = a^T
  72 void transp(int **a, int **b, int rows, int cols)
  73 {
  74   int i, j;
  75
  76   for(i=0; i<cols; i++) {
  77     for(j=0; j<rows; j++)
  78       b[i][j] = a[j][i];
  79   }
  80
  81 }
  82
  83 void printVector(int* a, int length)
  84 {
  85   int i;
  86   printf("Vector[%d]\n", length);
  87   for(i=0; i<length; i++)
  88     printf("%d ", a[i]);
  89   if(length>0)
  90     printf("\n");
  91
  92 }
  93
  94 void printMatrix(int** a, int rows, int cols)
  95 {
  96   int i, j;
  97   printf("Matrix[%d][%d]\n", rows, cols);
  98   for(i=0; i<rows; i++) {
  99     for(j=0; j<cols; j++) {
 100       printf("%d ", a[i][j]);
 101     }
 102     printf("\n");
 103   }
 104 }
 105
 106 int** multMatrix(int **A, int **B, int ro1, int co1, int ro2, int co2)
 107 {
 108   int i, j, k;
 109   int **C;
 110   C = calloc(ro1, sizeof(int*));
 111   for(i=0; i<ro1; i++)
 112     C[i] = calloc(co2, sizeof(int));
 113
 114   for(i=0; i<ro1; i++) {
 115     for(j=0; j<co2; j++) {
 116       C[i][j] = 0;
 117       for(k=0; k<co1; k++)
 118         C[i][j] += A[i][k] * B[k][j];
 119     }
 120   }
 121
 122   return C;
 123 }
 124
 125 // A times B = C
 126 void multMatrixMod(int **A, int **B, int **C, int ro1, int co1, int ro2, int co2, int mod)
 127 {
 128   int i, j, k, tmp;
 129
 130   for(i=0; i<ro1; i++) {
 131     for(j=0; j<co2; j++) {
 132       tmp = 0;
 133       for(k=0; k<co1; k++)
 134         tmp += (A[i][k] * B[k][j]);
 135       C[i][j] = tmp%mod;
 136     }
 137   }
 138
 139 }
 140
 141 int** outerMatrix(int **A, int **B, int ro1, int co1, int ro2, int co2)
 142 {
 143   int i, j, k, l;
 144   int **C;
 145   C = calloc(ro1*ro2, sizeof(int*));
 146   for(i=0; i<ro1*ro2; i++)
 147     C[i] = calloc(co1*co2, sizeof(int));
 148
 149   for(i=0; i<ro1; i++)
 150     for(j=0; j<ro2; j++)
 151       for(k=0; k<co1; k++)
 152         for(l=0; l<co2; l++) {
 153           C[j+ro2*i][l+co2*k] = A[i][k]* B[j][l];
 154         }
 155
 156   return C;
 157 }
 158
 159 void outerMatrixMod(int **A, int **B, int **C, int ro1, int co1, int ro2, int co2, int mod)
 160 {
 161   int i, j, k, l;
 162   //int **C;
 163   //C = calloc(ro1*ro2, sizeof(int*));
 164   //for(i=0; i<ro1*ro2; i++)
 165   //  C[i] = calloc(co1*co2, sizeof(int));
 166
 167   for(i=0; i<ro1; i++)
 168     for(j=0; j<ro2; j++)
 169       for(k=0; k<co1; k++)
 170         for(l=0; l<co2; l++) {
 171           C[j+ro2*i][l+co2*k] = (A[i][k]* B[j][l])%mod;
 172         }
 173
 174 }
 175
 176 void outerVectorMod(int *A, int *B, int *C, int ro1, int ro2, int mod)
 177 {
 178   int i, j;
 179
 180   for(i=0; i<ro1; i++)
 181     for(j=0; j<ro2; j++)
 182       C[j+ro2*i]= (A[i]* B[j])%mod;
 183
 184 }
 185
 186 void addSubMatrix(int **A, int **B, int ro1, int co1, int rooff1, int cooff1, int rooff2, int cooff2)
 187 {
 188   // rooff1 is row offset to start range ro1 in first matrix etc.
 189   int i, j;
 190
 191   for(i=0; i<ro1; i++)
 192     for(j=0; j<co1; j++)
 193       B[rooff2+i][cooff2+j] = A[rooff1+i][cooff1+j];
 194
 195 }
 196
 197 void appendBlockMatrix(int **A, int **B, int **C, int ro1, int co1, int ro2, int co2)
 198 {
 199   // rooff1 is row offset to start range ro1 in first matrix etc.
 200   int i, j;
 201
 202   for(i=0; i<ro1; i++)
 203     for(j=0; j<co1; j++)
 204       C[i][j] = A[i][j];
 205
 206   for(i=0; i<ro2; i++)
 207     for(j=0; j<co2; j++)
 208       C[ro1+i][co1+j] = B[i][j];
 209
 210 }
 211
 212
 213 void appendVector(int *A, int *B, int *C, int ro1, int ro2)
 214 {
 215   int i;
 216
 217   for(i=0; i<ro1; i++)
 218     C[i] = A[i];
 219   for(i=0; i<ro2; i++)
 220     C[ro1+i] = B[i];
 221
 222 }
 223
 224
 225 int dotProductMod(int *a, int *b, int length, int mod)
 226 {
 227   int i;
 228   int dotproduct = 0;
 229
 230   for(i=0; i<length; i++)
 231     dotproduct += a[i]*b[i];
 232
 233   return(dotproduct%mod);
 234 }
 235
 236
 237 void deallocate_mem(int ***arr, int rows)
 238 {
 239   int i;
 240   for(i=0; i<rows; i++)
 241     free((*arr)[i]);
 242   free(*arr);
 243 }