Line data Source code
1 : /* -*- Mode: C++; tab-width: 4; indent-tabs-mode: nil; c-basic-offset: 4 -*- */
2 : /*
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10 : *
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18 : */
19 :
20 : #ifndef _HOMMATRIX_TEMPLATE_HXX
21 : #define _HOMMATRIX_TEMPLATE_HXX
22 :
23 : #include <sal/types.h>
24 : #include <basegfx/numeric/ftools.hxx>
25 : #include <math.h>
26 : #include <string.h>
27 :
28 : namespace basegfx
29 : {
30 : namespace internal
31 : {
32 :
33 0 : inline double implGetDefaultValue(sal_uInt16 nRow, sal_uInt16 nColumn)
34 : {
35 0 : if(nRow == nColumn)
36 0 : return 1.0;
37 0 : return 0.0;
38 : }
39 :
40 : template < unsigned int _RowSize > class ImplMatLine
41 : {
42 : enum { RowSize = _RowSize };
43 :
44 : double mfValue[RowSize];
45 :
46 : public:
47 0 : ImplMatLine()
48 : {
49 0 : }
50 :
51 0 : explicit ImplMatLine(sal_uInt16 nRow, ImplMatLine< RowSize >* pToBeCopied = 0L)
52 : {
53 0 : if(pToBeCopied)
54 : {
55 0 : memcpy(&mfValue, pToBeCopied, sizeof(double) * RowSize);
56 : }
57 : else
58 : {
59 0 : for(sal_uInt16 a(0); a < RowSize; a++)
60 : {
61 0 : mfValue[a] = implGetDefaultValue(nRow, a);
62 : }
63 : }
64 0 : }
65 :
66 0 : double get(sal_uInt16 nColumn) const
67 : {
68 0 : return mfValue[nColumn];
69 : }
70 :
71 0 : void set(sal_uInt16 nColumn, const double& rValue)
72 : {
73 0 : mfValue[nColumn] = rValue;
74 0 : }
75 : };
76 :
77 : template < unsigned int _RowSize > class ImplHomMatrixTemplate
78 : {
79 : enum { RowSize = _RowSize };
80 :
81 : ImplMatLine< RowSize > maLine[RowSize - 1];
82 : ImplMatLine< RowSize >* mpLine;
83 :
84 : public:
85 : // Is last line used?
86 0 : bool isLastLineDefault() const
87 : {
88 0 : if(!mpLine)
89 0 : return true;
90 :
91 0 : for(sal_uInt16 a(0); a < RowSize; a++)
92 : {
93 0 : const double fDefault(implGetDefaultValue((RowSize - 1), a));
94 0 : const double fLineValue(mpLine->get(a));
95 :
96 0 : if(!::basegfx::fTools::equal(fDefault, fLineValue))
97 : {
98 0 : return false;
99 : }
100 : }
101 :
102 : // reset last line, it equals default
103 0 : delete ((ImplHomMatrixTemplate< RowSize >*)this)->mpLine;
104 0 : ((ImplHomMatrixTemplate< RowSize >*)this)->mpLine = 0L;
105 :
106 0 : return true;
107 : }
108 :
109 0 : ImplHomMatrixTemplate()
110 0 : : mpLine(0L)
111 : {
112 : // complete initialization with identity matrix, all lines
113 : // were initialized with a trailing 1 followed by 0's.
114 0 : for(sal_uInt16 a(0); a < RowSize-1; a++)
115 : {
116 0 : for(sal_uInt16 b(0); b < RowSize; b++)
117 0 : maLine[a].set(b, implGetDefaultValue(a, b) );
118 : }
119 0 : }
120 :
121 0 : ImplHomMatrixTemplate(const ImplHomMatrixTemplate& rToBeCopied)
122 0 : : mpLine(0L)
123 : {
124 : // complete initialization using copy
125 0 : for(sal_uInt16 a(0); a < (RowSize - 1); a++)
126 : {
127 0 : memcpy(&maLine[a], &rToBeCopied.maLine[a], sizeof(ImplMatLine< RowSize >));
128 : }
129 :
130 0 : if(rToBeCopied.mpLine)
131 : {
132 0 : mpLine = new ImplMatLine< RowSize >((RowSize - 1), rToBeCopied.mpLine);
133 : }
134 0 : }
135 :
136 0 : ~ImplHomMatrixTemplate()
137 : {
138 0 : if(mpLine)
139 : {
140 0 : delete mpLine;
141 : }
142 0 : }
143 :
144 0 : sal_uInt16 getEdgeLength() const { return RowSize; }
145 :
146 0 : double get(sal_uInt16 nRow, sal_uInt16 nColumn) const
147 : {
148 0 : if(nRow < (RowSize - 1))
149 : {
150 0 : return maLine[nRow].get(nColumn);
151 : }
152 :
153 0 : if(mpLine)
154 : {
155 0 : return mpLine->get(nColumn);
156 : }
157 :
158 0 : return implGetDefaultValue((RowSize - 1), nColumn);
159 : }
160 :
161 0 : void set(sal_uInt16 nRow, sal_uInt16 nColumn, const double& rValue)
162 : {
163 0 : if(nRow < (RowSize - 1))
164 : {
165 0 : maLine[nRow].set(nColumn, rValue);
166 : }
167 0 : else if(mpLine)
168 : {
169 0 : mpLine->set(nColumn, rValue);
170 : }
171 : else
172 : {
173 0 : const double fDefault(implGetDefaultValue((RowSize - 1), nColumn));
174 :
175 0 : if(!::basegfx::fTools::equal(fDefault, rValue))
176 : {
177 0 : mpLine = new ImplMatLine< RowSize >((RowSize - 1), 0L);
178 0 : mpLine->set(nColumn, rValue);
179 : }
180 : }
181 0 : }
182 :
183 0 : void testLastLine()
184 : {
185 0 : if(mpLine)
186 : {
187 0 : bool bNecessary(false);
188 :
189 0 : for(sal_uInt16 a(0);!bNecessary && a < RowSize; a++)
190 : {
191 0 : const double fDefault(implGetDefaultValue((RowSize - 1), a));
192 0 : const double fLineValue(mpLine->get(a));
193 :
194 0 : if(!::basegfx::fTools::equal(fDefault, fLineValue))
195 : {
196 0 : bNecessary = true;
197 : }
198 : }
199 :
200 0 : if(!bNecessary)
201 : {
202 0 : delete mpLine;
203 0 : mpLine = 0L;
204 : }
205 : }
206 0 : }
207 :
208 : // Left-upper decompositon
209 0 : bool ludcmp(sal_uInt16 nIndex[], sal_Int16& nParity)
210 : {
211 : double fBig, fSum, fDum;
212 : double fStorage[RowSize];
213 : sal_uInt16 a, b, c;
214 :
215 : // #i30874# Initialize nAMax (compiler warns)
216 0 : sal_uInt16 nAMax = 0;
217 :
218 0 : nParity = 1;
219 :
220 : // Calc the max of each line. If a line is empty,
221 : // stop immediately since matrix is not invertible then.
222 0 : for(a = 0; a < RowSize; a++)
223 : {
224 0 : fBig = 0.0;
225 :
226 0 : for(b = 0; b < RowSize; b++)
227 : {
228 0 : double fTemp(fabs(get(a, b)));
229 :
230 0 : if(::basegfx::fTools::more(fTemp, fBig))
231 : {
232 0 : fBig = fTemp;
233 : }
234 : }
235 :
236 0 : if(::basegfx::fTools::equalZero(fBig))
237 : {
238 0 : return false;
239 : }
240 :
241 0 : fStorage[a] = 1.0 / fBig;
242 : }
243 :
244 : // start normalizing
245 0 : for(b = 0; b < RowSize; b++)
246 : {
247 0 : for(a = 0; a < b; a++)
248 : {
249 0 : fSum = get(a, b);
250 :
251 0 : for(c = 0; c < a; c++)
252 : {
253 0 : fSum -= get(a, c) * get(c, b);
254 : }
255 :
256 0 : set(a, b, fSum);
257 : }
258 :
259 0 : fBig = 0.0;
260 :
261 0 : for(a = b; a < RowSize; a++)
262 : {
263 0 : fSum = get(a, b);
264 :
265 0 : for(c = 0; c < b; c++)
266 : {
267 0 : fSum -= get(a, c) * get(c, b);
268 : }
269 :
270 0 : set(a, b, fSum);
271 0 : fDum = fStorage[a] * fabs(fSum);
272 :
273 0 : if(::basegfx::fTools::moreOrEqual(fDum, fBig))
274 : {
275 0 : fBig = fDum;
276 0 : nAMax = a;
277 : }
278 : }
279 :
280 0 : if(b != nAMax)
281 : {
282 0 : for(c = 0; c < RowSize; c++)
283 : {
284 0 : fDum = get(nAMax, c);
285 0 : set(nAMax, c, get(b, c));
286 0 : set(b, c, fDum);
287 : }
288 :
289 0 : nParity = -nParity;
290 0 : fStorage[nAMax] = fStorage[b];
291 : }
292 :
293 0 : nIndex[b] = nAMax;
294 :
295 : // here the failure of precision occurs
296 0 : const double fValBB(fabs(get(b, b)));
297 :
298 0 : if(::basegfx::fTools::equalZero(fValBB))
299 : {
300 0 : return false;
301 : }
302 :
303 0 : if(b != (RowSize - 1))
304 : {
305 0 : fDum = 1.0 / get(b, b);
306 :
307 0 : for(a = b + 1; a < RowSize; a++)
308 : {
309 0 : set(a, b, get(a, b) * fDum);
310 : }
311 : }
312 : }
313 :
314 0 : return true;
315 : }
316 :
317 0 : void lubksb(const sal_uInt16 nIndex[], double fRow[]) const
318 : {
319 : sal_uInt16 b, ip;
320 0 : sal_Int16 a, a2 = -1;
321 : double fSum;
322 :
323 0 : for(a = 0; a < RowSize; a++)
324 : {
325 0 : ip = nIndex[a];
326 0 : fSum = fRow[ip];
327 0 : fRow[ip] = fRow[a];
328 :
329 0 : if(a2 >= 0)
330 : {
331 0 : for(b = a2; b < a; b++)
332 : {
333 0 : fSum -= get(a, b) * fRow[b];
334 : }
335 : }
336 0 : else if(!::basegfx::fTools::equalZero(fSum))
337 : {
338 0 : a2 = a;
339 : }
340 :
341 0 : fRow[a] = fSum;
342 : }
343 :
344 0 : for(a = (RowSize - 1); a >= 0; a--)
345 : {
346 0 : fSum = fRow[a];
347 :
348 0 : for(b = a + 1; b < RowSize; b++)
349 : {
350 0 : fSum -= get(a, b) * fRow[b];
351 : }
352 :
353 0 : const double fValueAA(get(a, a));
354 :
355 0 : if(!::basegfx::fTools::equalZero(fValueAA))
356 : {
357 0 : fRow[a] = fSum / get(a, a);
358 : }
359 : }
360 0 : }
361 :
362 0 : bool isIdentity() const
363 : {
364 : // last line needs no testing if not existing
365 : const sal_uInt16 nMaxLine(
366 0 : sal::static_int_cast<sal_uInt16>(mpLine ? RowSize : (RowSize - 1)) );
367 :
368 0 : for(sal_uInt16 a(0); a < nMaxLine; a++)
369 : {
370 0 : for(sal_uInt16 b(0); b < RowSize; b++)
371 : {
372 0 : const double fDefault(implGetDefaultValue(a, b));
373 0 : const double fValueAB(get(a, b));
374 :
375 0 : if(!::basegfx::fTools::equal(fDefault, fValueAB))
376 : {
377 0 : return false;
378 : }
379 : }
380 : }
381 :
382 0 : return true;
383 : }
384 :
385 0 : bool isInvertible() const
386 : {
387 0 : ImplHomMatrixTemplate aWork(*this);
388 : sal_uInt16 nIndex[RowSize];
389 : sal_Int16 nParity;
390 :
391 0 : return aWork.ludcmp(nIndex, nParity);
392 : }
393 :
394 : bool isNormalized() const
395 : {
396 : if(!mpLine)
397 : return true;
398 :
399 : const double fHomValue(get((RowSize - 1), (RowSize - 1)));
400 :
401 : if(::basegfx::fTools::equalZero(fHomValue))
402 : {
403 : return true;
404 : }
405 :
406 : const double fOne(1.0);
407 :
408 : if(::basegfx::fTools::equal(fOne, fHomValue))
409 : {
410 : return true;
411 : }
412 :
413 : return false;
414 : }
415 :
416 0 : void doInvert(const ImplHomMatrixTemplate& rWork, const sal_uInt16 nIndex[])
417 : {
418 : double fArray[RowSize];
419 :
420 0 : for(sal_uInt16 a(0); a < RowSize; a++)
421 : {
422 : // prepare line
423 : sal_uInt16 b;
424 0 : for( b = 0; b < RowSize; b++)
425 : {
426 0 : fArray[b] = implGetDefaultValue(a, b);
427 : }
428 :
429 : // expand line
430 0 : rWork.lubksb(nIndex, fArray);
431 :
432 : // copy line transposed to this matrix
433 0 : for( b = 0; b < RowSize; b++)
434 : {
435 0 : set(b, a, fArray[b]);
436 : }
437 : }
438 :
439 : // evtl. get rid of last matrix line
440 0 : testLastLine();
441 0 : }
442 :
443 : void doNormalize()
444 : {
445 : if(mpLine)
446 : {
447 : const double fHomValue(get((RowSize - 1), (RowSize - 1)));
448 :
449 : for(sal_uInt16 a(0); a < RowSize; a++)
450 : {
451 : for(sal_uInt16 b(0); b < RowSize; b++)
452 : {
453 : set(a, b, get(a, b) / fHomValue);
454 : }
455 : }
456 :
457 : // evtl. get rid of last matrix line
458 : testLastLine();
459 : }
460 : }
461 :
462 0 : double doDeterminant() const
463 : {
464 0 : ImplHomMatrixTemplate aWork(*this);
465 : sal_uInt16 nIndex[RowSize];
466 : sal_Int16 nParity;
467 0 : double fRetval(0.0);
468 :
469 0 : if(aWork.ludcmp(nIndex, nParity))
470 : {
471 0 : fRetval = (double)nParity;
472 :
473 : // last line needs no multiply if not existing; default value would be 1.
474 : const sal_uInt16 nMaxLine(
475 0 : sal::static_int_cast<sal_uInt16>(aWork.mpLine ? RowSize : (RowSize - 1)) );
476 :
477 0 : for(sal_uInt16 a(0); a < nMaxLine; a++)
478 : {
479 0 : fRetval *= aWork.get(a, a);
480 : }
481 : }
482 :
483 0 : return fRetval;
484 : }
485 :
486 : double doTrace() const
487 : {
488 : double fTrace = (mpLine) ? 0.0 : 1.0;
489 : const sal_uInt16 nMaxLine(
490 : sal::static_int_cast<sal_uInt16>(mpLine ? RowSize : (RowSize - 1)) );
491 :
492 : for(sal_uInt16 a(0); a < nMaxLine; a++)
493 : {
494 : fTrace += get(a, a);
495 : }
496 :
497 : return fTrace;
498 : }
499 :
500 : void doTranspose()
501 : {
502 : for(sal_uInt16 a(0); a < (RowSize - 1); a++)
503 : {
504 : for(sal_uInt16 b(a + 1); b < RowSize; b++)
505 : {
506 : const double fTemp(get(a, b));
507 : set(a, b, get(b, a));
508 : set(b, a, fTemp);
509 : }
510 : }
511 :
512 : testLastLine();
513 : }
514 :
515 0 : void doAddMatrix(const ImplHomMatrixTemplate& rMat)
516 : {
517 0 : for(sal_uInt16 a(0); a < RowSize; a++)
518 : {
519 0 : for(sal_uInt16 b(0); b < RowSize; b++)
520 : {
521 0 : set(a, b, get(a, b) + rMat.get(a, b));
522 : }
523 : }
524 :
525 0 : testLastLine();
526 0 : }
527 :
528 0 : void doSubMatrix(const ImplHomMatrixTemplate& rMat)
529 : {
530 0 : for(sal_uInt16 a(0); a < RowSize; a++)
531 : {
532 0 : for(sal_uInt16 b(0); b < RowSize; b++)
533 : {
534 0 : set(a, b, get(a, b) - rMat.get(a, b));
535 : }
536 : }
537 :
538 0 : testLastLine();
539 0 : }
540 :
541 0 : void doMulMatrix(const double& rfValue)
542 : {
543 0 : for(sal_uInt16 a(0); a < RowSize; a++)
544 : {
545 0 : for(sal_uInt16 b(0); b < RowSize; b++)
546 : {
547 0 : set(a, b, get(a, b) * rfValue);
548 : }
549 : }
550 :
551 0 : testLastLine();
552 0 : }
553 :
554 0 : void doMulMatrix(const ImplHomMatrixTemplate& rMat)
555 : {
556 : // create a copy as source for the original values
557 0 : const ImplHomMatrixTemplate aCopy(*this);
558 :
559 : // TODO: maybe optimize cases where last line is [0 0 1].
560 :
561 0 : double fValue(0.0);
562 :
563 0 : for(sal_uInt16 a(0); a < RowSize; ++a)
564 : {
565 0 : for(sal_uInt16 b(0); b < RowSize; ++b)
566 : {
567 0 : fValue = 0.0;
568 :
569 0 : for(sal_uInt16 c(0); c < RowSize; ++c)
570 0 : fValue += aCopy.get(c, b) * rMat.get(a, c);
571 :
572 0 : set(a, b, fValue);
573 : }
574 : }
575 :
576 0 : testLastLine();
577 0 : }
578 :
579 0 : bool isEqual(const ImplHomMatrixTemplate& rMat) const
580 : {
581 : const sal_uInt16 nMaxLine(
582 0 : sal::static_int_cast<sal_uInt16>((mpLine || rMat.mpLine) ? RowSize : (RowSize - 1)) );
583 :
584 0 : for(sal_uInt16 a(0); a < nMaxLine; a++)
585 : {
586 0 : for(sal_uInt16 b(0); b < RowSize; b++)
587 : {
588 0 : const double fValueA(get(a, b));
589 0 : const double fValueB(rMat.get(a, b));
590 :
591 0 : if(!::basegfx::fTools::equal(fValueA, fValueB))
592 : {
593 0 : return false;
594 : }
595 : }
596 : }
597 :
598 0 : return true;
599 : }
600 : };
601 :
602 : } // namespace internal
603 : } // namespace basegfx
604 :
605 : #endif /* _HOMMATRIX_TEMPLATE_HXX */
606 :
607 : /* vim:set shiftwidth=4 softtabstop=4 expandtab: */
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