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fmpz_poly_mat.h
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fmpz_poly_mat.h
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FLINT is free software; you can redistribute it and/or modify
it under the terms of the GNU General Public License as published by
the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
(at your option) any later version.
FLINT is distributed in the hope that it will be useful,
but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
GNU General Public License for more details.
You should have received a copy of the GNU General Public License
along with FLINT; if not, write to the Free Software
Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
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/******************************************************************************
Copyright (C) 2011 Fredrik Johansson
******************************************************************************/
#ifndef POLY_MAT_H
#define POLY_MAT_H
#include <mpir.h>
#include "flint.h"
#include "fmpz.h"
#include "fmpz_mat.h"
#include "fmpz_poly.h"
/* Types *********************************************************************/
typedef struct
{
fmpz_poly_struct * entries;
long r;
long c;
fmpz_poly_struct ** rows;
} fmpz_poly_mat_struct;
typedef fmpz_poly_mat_struct fmpz_poly_mat_t[1];
#define fmpz_poly_mat_entry(mat,i,j) ((mat)->rows[(i)] + (j))
/* Memory management *********************************************************/
void fmpz_poly_mat_init(fmpz_poly_mat_t mat, long rows, long cols);
void fmpz_poly_mat_init_set(fmpz_poly_mat_t mat, const fmpz_poly_mat_t src);
void fmpz_poly_mat_swap(fmpz_poly_mat_t mat1, fmpz_poly_mat_t mat2);
void fmpz_poly_mat_set(fmpz_poly_mat_t mat1, const fmpz_poly_mat_t mat2);
void fmpz_poly_mat_clear(fmpz_poly_mat_t mat);
/* Basic properties **********************************************************/
static __inline__ long
fmpz_poly_mat_nrows(const fmpz_poly_mat_t mat)
{
return mat->r;
}
static __inline__ long
fmpz_poly_mat_ncols(const fmpz_poly_mat_t mat)
{
return mat->c;
}
/* Comparison ****************************************************************/
int fmpz_poly_mat_equal(const fmpz_poly_mat_t mat1,
const fmpz_poly_mat_t mat2);
int fmpz_poly_mat_is_zero(const fmpz_poly_mat_t mat);
int fmpz_poly_mat_is_one(const fmpz_poly_mat_t mat);
static __inline__ int
fmpz_poly_mat_is_empty(const fmpz_poly_mat_t mat)
{
return (mat->r == 0) || (mat->c == 0);
}
static __inline__ int
fmpz_poly_mat_is_square(const fmpz_poly_mat_t mat)
{
return (mat->r == mat->c);
}
/* Standard matrices *********************************************************/
void fmpz_poly_mat_zero(fmpz_poly_mat_t mat);
void fmpz_poly_mat_one(fmpz_poly_mat_t mat);
/* Random matrices ***********************************************************/
void fmpz_poly_mat_randtest(fmpz_poly_mat_t mat, flint_rand_t state,
long len, mp_bitcnt_t bits);
void fmpz_poly_mat_randtest_sparse(fmpz_poly_mat_t A, flint_rand_t state,
long len, mp_bitcnt_t bits, float density);
/* Input and output **********************************************************/
void fmpz_poly_mat_print(const fmpz_poly_mat_t mat, const char * x);
/* Norms *********************************************************************/
long fmpz_poly_mat_max_bits(const fmpz_poly_mat_t A);
long fmpz_poly_mat_max_length(const fmpz_poly_mat_t A);
/* Scalar arithmetic *********************************************************/
void fmpz_poly_mat_scalar_mul_fmpz_poly(fmpz_poly_mat_t B,
const fmpz_poly_mat_t A, const fmpz_poly_t c);
void fmpz_poly_mat_scalar_mul_fmpz(fmpz_poly_mat_t B,
const fmpz_poly_mat_t A, const fmpz_t c);
/* Matrix arithmetic *********************************************************/
void fmpz_poly_mat_add(fmpz_poly_mat_t C, const fmpz_poly_mat_t A,
const fmpz_poly_mat_t B);
void fmpz_poly_mat_sub(fmpz_poly_mat_t C, const fmpz_poly_mat_t A,
const fmpz_poly_mat_t B);
void fmpz_poly_mat_neg(fmpz_poly_mat_t B, const fmpz_poly_mat_t A);
void fmpz_poly_mat_mul(fmpz_poly_mat_t C, const fmpz_poly_mat_t A,
const fmpz_poly_mat_t B);
void fmpz_poly_mat_mul_classical(fmpz_poly_mat_t C, const fmpz_poly_mat_t A,
const fmpz_poly_mat_t B);
void fmpz_poly_mat_mul_KS(fmpz_poly_mat_t C, const fmpz_poly_mat_t A,
const fmpz_poly_mat_t B);
void fmpz_poly_mat_sqr(fmpz_poly_mat_t B, const fmpz_poly_mat_t A);
void fmpz_poly_mat_sqr_classical(fmpz_poly_mat_t B, const fmpz_poly_mat_t A);
void fmpz_poly_mat_sqr_KS(fmpz_poly_mat_t B, const fmpz_poly_mat_t A);
void fmpz_poly_mat_pow(fmpz_poly_mat_t B, const fmpz_poly_mat_t A, ulong exp);
void fmpz_poly_mat_prod(fmpz_poly_mat_t res,
fmpz_poly_mat_t * const factors, long n);
/* Evaluation ****************************************************************/
void fmpz_poly_mat_evaluate_fmpz(fmpz_mat_t B,
const fmpz_poly_mat_t A, const fmpz_t x);
/* Row reduction *************************************************************/
long fmpz_poly_mat_find_pivot_any(const fmpz_poly_mat_t mat,
long start_row, long end_row, long c);
long fmpz_poly_mat_find_pivot_partial(const fmpz_poly_mat_t mat,
long start_row, long end_row, long c);
long fmpz_poly_mat_fflu(fmpz_poly_mat_t B, fmpz_poly_t den, long * perm,
const fmpz_poly_mat_t A, int rank_check);
long fmpz_poly_mat_rref(fmpz_poly_mat_t B, fmpz_poly_t den, long * perm,
const fmpz_poly_mat_t A);
/* Determinant and rank ******************************************************/
void fmpz_poly_mat_det(fmpz_poly_t det, const fmpz_poly_mat_t A);
void fmpz_poly_mat_det_fflu(fmpz_poly_t det, const fmpz_poly_mat_t A);
void fmpz_poly_mat_det_interpolate(fmpz_poly_t det, const fmpz_poly_mat_t A);
long fmpz_poly_mat_rank(const fmpz_poly_mat_t A);
/* Inverse *******************************************************************/
int fmpz_poly_mat_inv(fmpz_poly_mat_t Ainv, fmpz_poly_t den,
const fmpz_poly_mat_t A);
/* Nullspace *****************************************************************/
long fmpz_poly_mat_nullspace(fmpz_poly_mat_t res, const fmpz_poly_mat_t mat);
/* Solving *******************************************************************/
int fmpz_poly_mat_solve(fmpz_poly_mat_t X, fmpz_poly_t den,
const fmpz_poly_mat_t A, const fmpz_poly_mat_t B);
int fmpz_poly_mat_solve_fflu(fmpz_poly_mat_t X, fmpz_poly_t den,
const fmpz_poly_mat_t A, const fmpz_poly_mat_t B);
void fmpz_poly_mat_solve_fflu_precomp(fmpz_poly_mat_t X,
const long * perm,
const fmpz_poly_mat_t FFLU, const fmpz_poly_mat_t B);
#endif