source: foam/trunk/vision/src/Matrix.h @ 86

Revision 86, 6.4 KB checked in by dave, 11 years ago (diff)

lots of code added - pca implementation for eigenfaces and lda started

Line 
1// Copyright (C) 2009 foam
2//
3// This program is free software; you can redistribute it and/or modify
4// it under the terms of the GNU General Public License as published by
5// the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
6// (at your option) any later version.
7//
8// This program is distributed in the hope that it will be useful,
9// but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
10// MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
11// GNU General Public License for more details.
12//
13// You should have received a copy of the GNU General Public License
14// along with this program; if not, write to the Free Software
15// Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
16
17#include <assert.h>
18#include <iostream>
19#include "Vector.h"
20
21#ifndef FOAM_MATRIX
22#define FOAM_MATRIX
23
24template<class T>
25class Matrix
26{
27public:
28        Matrix();
29        Matrix(unsigned int r, unsigned int c);
30        ~Matrix();
31        Matrix(const Matrix &other);
32        Matrix(unsigned int r, unsigned int c, float *data);
33
34        // Row proxy classes to allow matrix[r][c] notation
35        class Row
36        {
37        public:
38                Row(Matrix *owner, unsigned int r)
39                {
40                        m_Data=&owner->GetRawData()[r*owner->GetCols()];
41                        m_Cols=owner->GetCols();
42                }
43               
44                T &operator[](unsigned int c)
45                {
46                        assert(c<m_Cols);
47                        return m_Data[c];
48                }
49               
50        private:
51                T *m_Data;
52                unsigned int m_Cols;
53        };
54
55        class ConstRow
56        {
57        public:
58                ConstRow(const Matrix *owner, unsigned int r)
59                {
60                        m_Data=&owner->GetRawDataConst()[r*owner->GetCols()];
61                        m_Cols=owner->GetCols();
62                }
63               
64                const T &operator[](unsigned int c) const
65                {
66                        assert(c<m_Cols);
67                        return m_Data[c];
68                }
69               
70        private:
71                const T *m_Data;
72                unsigned int m_Cols;
73        };
74
75       
76        Row operator[](unsigned int r)
77        {
78                assert(r<m_Rows);
79                return Row(this,r);
80        }
81
82        ConstRow operator[](unsigned int r) const
83        {
84                assert(r<m_Rows);
85                return ConstRow(this,r);
86        }
87 
88        unsigned int GetRows() const { return m_Rows; }
89        unsigned int GetCols() const { return m_Cols; }
90        T *GetRawData() { return m_Data; }
91        const T *GetRawDataConst() const { return m_Data; }
92        Vector<T> GetRowVector(unsigned int r) const;
93        Vector<T> GetColVector(unsigned int c) const;
94         
95        void Print() const;
96        void SetAll(T s);
97        void Zero() { SetAll(0); }
98        bool IsInf();
99        Matrix Transposed();
100
101        Matrix &operator=(const Matrix &other);
102        Matrix operator+(const Matrix &other) const;
103        Matrix operator-(const Matrix &other) const;
104        Matrix operator*(const Matrix &other) const;
105        Matrix &operator+=(const Matrix &other);
106        Matrix &operator-=(const Matrix &other);
107        Matrix &operator*=(const Matrix &other);
108       
109        static void RunTests();
110       
111private:
112
113        unsigned int m_Rows;
114        unsigned int m_Cols;
115       
116        T *m_Data;
117       
118};
119
120template<class T>
121Matrix<T>::Matrix(unsigned int r, unsigned int c) :
122m_Rows(r),
123m_Cols(c)
124{
125        m_Data=new T[r*c];
126}
127
128template<class T>
129Matrix<T>::Matrix() :
130m_Rows(0),
131m_Cols(0),
132m_Data(NULL)
133{
134}
135
136template<class T>
137Matrix<T>::Matrix(unsigned int r, unsigned int c, float *data) :
138m_Rows(r),
139m_Cols(c),
140m_Data(data)
141{
142}
143
144template<class T>
145Matrix<T>::~Matrix()
146{
147        delete[] m_Data;
148}
149
150template<class T>
151Matrix<T>::Matrix(const Matrix &other)
152{
153        m_Rows = other.m_Rows;
154        m_Cols = other.m_Cols;
155        m_Data=new T[m_Rows*m_Cols];
156        memcpy(m_Data,other.m_Data,m_Rows*m_Cols*sizeof(T));
157}
158
159template<class T>
160Matrix<T> &Matrix<T>::operator=(const Matrix &other)
161{
162        if (m_Data!=NULL)
163        {
164                delete[] m_Data;
165        }
166       
167        m_Rows = other.m_Rows;
168        m_Cols = other.m_Cols;
169        m_Data=new T[m_Rows*m_Cols];
170        memcpy(m_Data,other.m_Data,m_Rows*m_Cols*sizeof(T));
171       
172        return *this;
173}
174
175template<class T>
176void Matrix<T>::Print() const
177{
178        for (unsigned int i=0; i<m_Rows; i++)
179        {
180                for (unsigned int j=0; j<m_Cols; j++)
181                {
182                        std::cerr<<(*this)[i][j]<<" ";
183                }
184                std::cerr<<std::endl;
185        }
186}
187
188template<class T>
189void Matrix<T>::SetAll(T s)
190{
191        for (unsigned int i=0; i<m_Rows; i++)
192        {
193                for (unsigned int j=0; j<m_Cols; j++)
194                {
195                        (*this)[i][j]=s;
196                }
197        }
198}
199
200template<class T>
201bool Matrix<T>::IsInf()
202{
203        for (unsigned int i=0; i<m_Rows; i++)
204        {
205                for (unsigned int j=0; j<m_Cols; j++)
206                {
207                        if (isinf((*this)[i][j])) return true;
208                        if (isnan((*this)[i][j])) return true;
209                }
210        }
211        return false;
212}
213
214template<class T>
215Matrix<T> Matrix<T>::Transposed()
216{
217        Matrix<T> copy(*this);
218        for (unsigned int i=0; i<m_Rows; i++)
219        {
220                for (unsigned int j=0; j<m_Cols; j++)
221                {
222                        copy[i][j]=(*this)[j][i];
223                }
224        }
225        return copy;
226}
227
228
229template<class T>
230Matrix<T> Matrix<T>::operator+(const Matrix &other) const
231{
232        assert(m_Rows=other.m_Rows);
233        assert(m_Cols=other.m_Cols);
234       
235        Matrix<T> ret(m_Rows,m_Cols);
236        for (unsigned int i=0; i<m_Rows; i++)
237        {
238                for (unsigned int j=0; j<m_Cols; j++)
239                {
240                        ret[i][j]=(*this)[i][j]+other[i][j];
241                }
242        }
243        return ret;
244}
245
246template<class T>
247Matrix<T> Matrix<T>::operator-(const Matrix &other) const
248{
249        assert(m_Rows=other.m_Rows);
250        assert(m_Cols=other.m_Cols);
251       
252        Matrix<T> ret(m_Rows,m_Cols);
253        for (unsigned int i=0; i<m_Rows; i++)
254        {
255                for (unsigned int j=0; j<m_Cols; j++)
256                {
257                        ret[i][j]=(*this)[i][j]-other[i][j];
258                }
259        }
260        return ret;
261}
262
263template<class T>
264Matrix<T> Matrix<T>::operator*(const Matrix &other) const
265{
266        assert(m_Cols==other.m_Rows);
267       
268        Matrix<T> ret(m_Rows,other.m_Cols);
269       
270        for (unsigned int i=0; i<m_Rows; i++)
271        {
272                for (unsigned int j=0; j<other.m_Cols; j++)
273                {
274                        ret[i][j]=0;
275                        for (unsigned int k=0; k<m_Cols; k++)
276                        {
277                                ret[i][j]+=(*this)[i][k]*other[k][j];
278                        }
279                }
280        }
281        return ret;
282}
283
284template<class T>
285Matrix<T> &Matrix<T>::operator+=(const Matrix &other)
286{
287        (*this)=(*this)+other;
288        return *this;
289}
290
291template<class T>
292Matrix<T> &Matrix<T>::operator-=(const Matrix &other)
293{
294        (*this)=(*this)-other;
295        return *this;
296}
297
298template<class T>
299Matrix<T> &Matrix<T>::operator*=(const Matrix &other)
300{
301        (*this)=(*this)*other;
302        return *this;
303}
304
305template<class T>
306Vector<T> Matrix<T>::GetRowVector(unsigned int r) const
307{
308        assert(r<m_Rows);
309        Vector<T> ret(m_Cols);
310        for (unsigned int j=0; j<m_Cols; j++)
311        {
312                ret[j]=(*this)[r][j];
313        }
314        return ret;
315}
316
317template<class T>
318Vector<T> Matrix<T>::GetColVector(unsigned int c) const
319{
320        assert(c<m_Cols);
321        Vector<T> ret(m_Rows);
322        for (unsigned int i=0; i<m_Rows; i++)
323        {
324                ret[i]=(*this)[i][c];
325        }
326        return ret;
327}
328
329template<class T>
330void Matrix<T>::RunTests()
331{
332        Matrix<T> m(10,10);
333        m.SetAll(0);
334        assert(m[0][0]==0);
335        m[5][2]=0.5;
336        assert(m[5][2]==0.5);
337        Matrix<T> om(m);
338        assert(om[5][2]==0.5);
339        Matrix<T> a(2,3);
340        a[0][0]=1; a[0][1]=2; a[0][2]=3;
341        a[1][0]=4; a[1][1]=5; a[1][2]=6;
342        Matrix<T> b(3,1);
343        b[0][0]=3;
344        b[1][0]=1;
345        b[2][0]=2;
346        Matrix<T> c=a*b;
347        assert(c[0][0]==11 && c[1][0]==29);
348}
349
350#endif
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.