Branch data Line data Source code
1 : : /*
2 : : * vector.h - vector class definitions
3 : : *
4 : : * Copyright (C) 2003, 2004, 2005, 2006, 2007 Stefan Jahn <stefan@lkcc.org>
5 : : * Copyright (C) 2006 Gunther Kraut <gn.kraut@t-online.de>
6 : : *
7 : : * This is free software; you can redistribute it and/or modify
8 : : * it under the terms of the GNU General Public License as published by
9 : : * the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
10 : : * any later version.
11 : : *
12 : : * This software is distributed in the hope that it will be useful,
13 : : * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14 : : * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
15 : : * GNU General Public License for more details.
16 : : *
17 : : * You should have received a copy of the GNU General Public License
18 : : * along with this package; see the file COPYING. If not, write to
19 : : * the Free Software Foundation, Inc., 51 Franklin Street - Fifth Floor,
20 : : * Boston, MA 02110-1301, USA.
21 : : *
22 : : * $Id$
23 : : *
24 : : */
25 : :
26 : : #ifndef __VECTOR_H__
27 : : #define __VECTOR_H__
28 : :
29 : : #include <limits>
30 : :
31 : : #include "consts.h"
32 : : #include "precision.h"
33 : : #include "complex.h"
34 : :
35 : : #ifdef log2
36 : : #undef log2
37 : : #endif
38 : :
39 : : namespace qucs {
40 : :
41 : : class strlist;
42 : : class vector;
43 : :
44 : : qucs::vector linspace (nr_double_t, nr_double_t, int);
45 : : qucs::vector logspace (nr_double_t, nr_double_t, int);
46 : : qucs::vector runavg (qucs::vector, const int);
47 : : qucs::vector runavg (const nr_complex_t, const int);
48 : :
49 : : class vector : public object
50 : : {
51 : : public:
52 : : vector ();
53 : : vector (const char *);
54 : : vector (int);
55 : : vector (int, nr_complex_t);
56 : : vector (const char *, int);
57 : : vector (const vector &);
58 : : const vector& operator = (const vector &);
59 : : ~vector ();
60 : : void add (nr_complex_t);
61 : : void add (vector *);
62 : : nr_complex_t get (int);
63 : : void set (nr_double_t, int);
64 : : void set (const nr_complex_t, int);
65 : : int getSize (void) const;
66 : : int checkSizes (vector, vector);
67 : 2436 : int getRequested (void) { return requested; }
68 : 1310 : void setRequested (int n) { requested = n; }
69 : : void reverse (void);
70 : : strlist * getDependencies (void);
71 : : void setDependencies (strlist *);
72 : : void setOrigin (char *);
73 : : char * getOrigin (void);
74 : : int contains (nr_complex_t, nr_double_t eps = std::numeric_limits<nr_double_t>::epsilon());
75 : : void sort (bool ascending = true);
76 : : void print (void);
77 : :
78 : : nr_double_t maximum (void);
79 : : nr_double_t minimum (void);
80 : : nr_double_t rms (void);
81 : : nr_double_t variance (void);
82 : : nr_double_t stddev (void);
83 : :
84 : : friend nr_complex_t sum (vector);
85 : : friend nr_complex_t prod (vector);
86 : : friend nr_complex_t avg (vector);
87 : : friend vector cumsum (vector);
88 : : friend vector cumprod (vector);
89 : : friend vector cumavg (vector);
90 : : friend vector dbm (vector, const nr_complex_t);
91 : : friend nr_complex_t integrate (vector v, const nr_complex_t);
92 : : friend nr_double_t integrate (vector v, const nr_double_t);
93 : :
94 : : // vector manipulations
95 : : friend vector real (vector); // the real part
96 : : friend vector imag (vector); // the imaginary part
97 : : friend vector conj (vector); // the complex conjugate
98 : : friend vector norm (vector); // the square of the magnitude
99 : : friend vector arg (vector); // the angle in the plane
100 : : friend vector dB (vector);
101 : : friend vector log (vector);
102 : : friend vector log2 (vector);
103 : : friend vector pow (vector, const nr_complex_t);
104 : : friend vector pow (vector, const nr_double_t);
105 : : friend vector pow (const nr_complex_t, vector);
106 : : friend vector pow (const nr_double_t, vector);
107 : : friend vector pow (vector, vector);
108 : : friend vector ztor (vector, nr_complex_t);
109 : : friend vector rtoz (vector, nr_complex_t);
110 : : friend vector ytor (vector, nr_complex_t);
111 : : friend vector rtoy (vector, nr_complex_t);
112 : : friend vector diff (vector, vector, int);
113 : : friend vector unwrap (vector, nr_double_t, nr_double_t);
114 : :
115 : : friend vector polar (vector, const nr_complex_t);
116 : : friend vector polar (const nr_complex_t, vector);
117 : : friend vector polar (vector, vector);
118 : : friend vector atan2 (vector, const nr_double_t);
119 : : friend vector atan2 (const nr_double_t, vector);
120 : : friend vector atan2 (vector, vector);
121 : : friend vector dbm2w (vector);
122 : : friend vector w2dbm (vector);
123 : : friend vector xhypot (vector, vector);
124 : : friend vector xhypot (vector, const nr_complex_t);
125 : : friend vector xhypot (vector, const nr_double_t);
126 : : friend vector xhypot (const nr_complex_t, vector);
127 : : friend vector xhypot (const nr_double_t, vector);
128 : :
129 : : // overloaded math functions
130 : : friend vector abs (vector);
131 : : friend vector log10 (vector);
132 : : friend vector exp (vector);
133 : : friend vector limexp (vector);
134 : : friend vector sqrt (vector);
135 : : friend vector sin (vector);
136 : : friend vector asin (vector);
137 : : friend vector cos (vector);
138 : : friend vector acos (vector);
139 : : friend vector tan (vector);
140 : : friend vector atan (vector);
141 : : friend vector cot (vector);
142 : : friend vector acot (vector);
143 : : friend vector sinh (vector);
144 : : friend vector asinh (vector);
145 : : friend vector cosh (vector);
146 : : friend vector sech (vector);
147 : : friend vector cosech (vector);
148 : : friend vector acosh (vector);
149 : : friend vector asech (vector);
150 : : friend vector tanh (vector);
151 : : friend vector atanh (vector);
152 : : friend vector coth (vector);
153 : : friend vector acoth (vector);
154 : : friend vector signum (vector);
155 : : friend vector sign (vector);
156 : : friend vector sinc (vector);
157 : : friend vector ceil (vector);
158 : : friend vector floor (vector);
159 : : friend vector fix (vector);
160 : : friend vector round (vector);
161 : : friend vector sqr (vector);
162 : : friend vector step (vector);
163 : : friend vector jn (const int, vector);
164 : : friend vector yn (const int, vector);
165 : : friend vector i0 (vector);
166 : : friend vector erf (vector);
167 : : friend vector erfc (vector);
168 : : friend vector erfinv (vector);
169 : : friend vector erfcinv (vector);
170 : :
171 : : // operator functions
172 : : friend vector operator + (vector, vector);
173 : : friend vector operator + (vector, const nr_complex_t);
174 : : friend vector operator + (vector, const nr_double_t);
175 : : friend vector operator + (const nr_complex_t, vector);
176 : : friend vector operator + (const nr_double_t, vector);
177 : : friend vector operator - (vector, vector);
178 : : friend vector operator - (vector, const nr_complex_t);
179 : : friend vector operator - (vector, const nr_double_t);
180 : : friend vector operator - (const nr_complex_t, vector);
181 : : friend vector operator - (const nr_double_t, vector);
182 : : friend vector operator * (vector, vector);
183 : : friend vector operator * (vector, const nr_complex_t);
184 : : friend vector operator * (vector, const nr_double_t);
185 : : friend vector operator * (const nr_complex_t, vector);
186 : : friend vector operator * (const nr_double_t, vector);
187 : : friend vector operator / (vector, vector);
188 : : friend vector operator / (vector, const nr_complex_t);
189 : : friend vector operator / (vector, const nr_double_t);
190 : : friend vector operator / (const nr_complex_t, vector);
191 : : friend vector operator / (const nr_double_t, vector);
192 : : friend vector operator % (vector, vector);
193 : : friend vector operator % (vector, const nr_complex_t);
194 : : friend vector operator % (vector, const nr_double_t);
195 : : friend vector operator % (const nr_complex_t, vector);
196 : : friend vector operator % (const nr_double_t, vector);
197 : :
198 : : // comparisons
199 : : // friend int operator == (const vector *, const vector *);
200 : : // friend int operator != (const vector *, const vector *);
201 : :
202 : : // assignment operations
203 : : vector operator - ();
204 : : vector operator = (const nr_complex_t);
205 : : vector operator = (const nr_double_t);
206 : : vector operator += (vector);
207 : : vector operator += (const nr_complex_t);
208 : : vector operator += (const nr_double_t);
209 : : vector operator -= (vector);
210 : : vector operator -= (const nr_complex_t);
211 : : vector operator -= (const nr_double_t);
212 : : vector operator *= (vector);
213 : : vector operator *= (const nr_complex_t);
214 : : vector operator *= (const nr_double_t);
215 : : vector operator /= (vector);
216 : : vector operator /= (const nr_complex_t);
217 : : vector operator /= (const nr_double_t);
218 : :
219 : : // easy accessor operators
220 : : nr_complex_t operator () (int i) const { return data[i]; }
221 : 326490 : nr_complex_t& operator () (int i) { return data[i]; }
222 : :
223 : : private:
224 : : int requested;
225 : : int size;
226 : : int capacity;
227 : : strlist * dependencies;
228 : : nr_complex_t * data;
229 : : char * origin;
230 : : };
231 : :
232 : : /* declarations of friend functions to make them available in the
233 : : qucs namespace without argument-dependent lookup, see
234 : :
235 : : http://stackoverflow.com/questions/7785886/access-friend-function-defined-in-class
236 : :
237 : : for more info
238 : : */
239 : : nr_complex_t sum (vector);
240 : : nr_complex_t prod (vector);
241 : : nr_complex_t avg (vector);
242 : : vector cumsum (vector);
243 : : vector cumprod (vector);
244 : : vector cumavg (vector);
245 : : vector dbm (vector, const nr_complex_t z = 50.0);
246 : : nr_complex_t integrate (vector v, const nr_complex_t);
247 : : nr_double_t integrate (vector v, const nr_double_t);
248 : : vector real (vector); // the real part
249 : : vector imag (vector); // the imaginary part
250 : : vector conj (vector); // the complex conjugate
251 : : vector norm (vector); // the square of the magnitude
252 : : vector arg (vector); // the angle in the plane
253 : : vector dB (vector);
254 : : vector log (vector);
255 : : vector log2 (vector);
256 : : vector pow (vector, const nr_complex_t);
257 : : vector pow (vector, const nr_double_t);
258 : : vector pow (const nr_complex_t, vector);
259 : : vector pow (const nr_double_t, vector);
260 : : vector pow (vector, vector);
261 : : vector ztor (vector, nr_complex_t zref = 50.0);
262 : : vector rtoz (vector, nr_complex_t zref = 50.0);
263 : : vector ytor (vector, nr_complex_t zref = 50.0);
264 : : vector rtoy (vector, nr_complex_t zref = 50.0);
265 : : vector diff (vector, vector, int n = 1);
266 : : vector unwrap (vector, nr_double_t tol = M_PI, nr_double_t step = 2 * M_PI);
267 : : vector polar (vector, const nr_complex_t);
268 : : vector polar (const nr_complex_t, vector);
269 : : vector polar (vector, vector);
270 : : vector atan2 (vector, const nr_double_t);
271 : : vector atan2 (const nr_double_t, vector);
272 : : vector atan2 (vector, vector);
273 : : vector dbm2w (vector);
274 : : vector w2dbm (vector);
275 : : vector xhypot (vector, vector);
276 : : vector xhypot (vector, const nr_complex_t);
277 : : vector xhypot (vector, const nr_double_t);
278 : : vector xhypot (const nr_complex_t, vector);
279 : : vector xhypot (const nr_double_t, vector);
280 : : vector abs (vector);
281 : : vector log10 (vector);
282 : : vector exp (vector);
283 : : vector limexp (vector);
284 : : vector sqrt (vector);
285 : : vector sin (vector);
286 : : vector asin (vector);
287 : : vector cos (vector);
288 : : vector acos (vector);
289 : : vector tan (vector);
290 : : vector atan (vector);
291 : : vector cot (vector);
292 : : vector acot (vector);
293 : : vector sinh (vector);
294 : : vector asinh (vector);
295 : : vector cosh (vector);
296 : : vector sech (vector);
297 : : vector cosech (vector);
298 : : vector acosh (vector);
299 : : vector asech (vector);
300 : : vector tanh (vector);
301 : : vector atanh (vector);
302 : : vector coth (vector);
303 : : vector acoth (vector);
304 : : vector signum (vector);
305 : : vector sign (vector);
306 : : vector sinc (vector);
307 : : vector ceil (vector);
308 : : vector floor (vector);
309 : : vector fix (vector);
310 : : vector round (vector);
311 : : vector sqr (vector);
312 : : vector step (vector);
313 : : vector jn (const int, vector);
314 : : vector yn (const int, vector);
315 : : vector i0 (vector);
316 : : vector erf (vector);
317 : : vector erfc (vector);
318 : : vector erfinv (vector);
319 : : vector erfcinv (vector);
320 : :
321 : : } // namespace qucs
322 : :
323 : : #endif /* __VECTOR_H__ */
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