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#ifndef _inverse_n_
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#define _inverse_n_
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#include "./utils/vector.h"
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#include "./utils/matrix.h"
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namespace numerics{
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template <typename T>
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void inplace_inverse(utils::Matrix<T>& A, std::string method = "Gauss-Jordan"){
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if (method == "Gauss-Jordan"){
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utils::Matrix<T> B(A.rows(),A.cols(), T{0});
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uint64_t icol{0}, irow{0}, rows{A.rows()}, cols{A.cols()};
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double big, dum, pivinv, temp;
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utils::Vi indxc(rows,0), indxr(rows,0), ipiv(rows,0);
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//for (uint64_t j = 0; j < N; ++j){ ipiv[j] = 0;}
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for (uint64_t i = 0; i < rows; i++){
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big = 0.0;
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for (uint64_t j = 0; j < rows; j++){
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if (ipiv[j] != 1){
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for (uint64_t k = 0; k < rows; k++){
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if (ipiv[k] == 0){
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if (abs(A(j,k)) >= big){
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big = abs(A(j,k));
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irow = j;
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icol = k;
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}
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}
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}
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}
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}
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ipiv[icol]++;
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if (irow != icol){
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for (uint64_t l = 0; l < rows; l++){ // SWAP
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temp = A(irow,l);
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A(irow,l) = A(icol,l);
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A(icol,l) = temp;
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}
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for (uint64_t l = 0; l < cols; l++){ // SWAP temp matrix
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temp = B(irow,l);
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B(irow,l) = B(icol,l);
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B(icol,l) = temp;
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}
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}
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indxr[i] = irow;
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indxc[i] = icol;
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if (A(icol,icol) == 0.0){
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throw std::runtime_error("utill:inplace_inverse('Gauss-Jordan' - Singular Matrix");
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}
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pivinv= 1.0/A(icol,icol);
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A(icol,icol)=1.0;
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for (uint64_t l = 0; l < rows; l++){
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A(icol,l) *= pivinv;
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}
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for (uint64_t l = 0; l < cols; l++){
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B(icol,l) *= pivinv;
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}
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for (uint64_t ll = 0; ll < rows; ll++){
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if (ll != icol){
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dum = A(ll,icol);
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A(ll,icol) = 0;
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for (uint64_t l = 0; l < rows; l++){
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A(ll,l) -= A(icol,l)*dum;
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}
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for (uint64_t l = 0; l < rows; l++){
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B(ll,l) -= B(icol,l)*dum;
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}
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}
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}
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}
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//m = temp_m;
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for (int64_t l = rows-1; l >= 0; l--){
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if (indxr[l] != indxc[l]){
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||||
for (uint64_t k = 0; k < rows; k++){
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temp = A(k,indxr[l]);
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A(k,indxr[l]) = A(k,indxc[l]);
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A(k,indxc[l]) = temp;
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}
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}
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}
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}
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else{
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throw std::runtime_error("numerics::inplace_inverse(" + method + ") - Not implemented yet \r \nImplemented: 'Gauss-Jordan',");
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}
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}
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template <typename T>
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utils::Matrix<T> inverse(utils::Matrix<T>& A, std::string method = "Gauss-Jordan"){
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utils::Matrix<T> B = A;
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inplace_inverse(B, method);
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return B;
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}
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} // namespace numerics
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#endif // _inverse_n_
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@@ -0,0 +1,42 @@
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#ifndef _matmul_n_
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#define _matmul_n_
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#include "./utils/matrix.h"
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namespace numerics{
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template <typename T>
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utils::Matrix<T> matmul(const utils::Matrix<T>& A, const utils::Matrix<T>& B){
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if(A.cols() != B.rows()){
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throw std::runtime_error("matmul: dimension mismatch");
|
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}
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const uint64_t m = A.rows();
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const uint64_t n = A.cols(); // also B.rows()
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const uint64_t p = B.cols();
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T tmp;
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utils::Matrix<T> C(m, n, T{0});
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//#pragma omp parallel for collapse(2) schedule(static)
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#pragma omp parallel for
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for (uint64_t i = 0; i < m; ++i){
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||||
for (uint64_t j = 0; j < n; ++j){
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tmp = A(i,j);
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for (uint64_t k = 0; k < p; ++k){
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C(i,k) += tmp * B(j,k);
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}
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}
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}
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return C;
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}
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} // namespace numerics
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#endif // _matmul_n_
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@@ -0,0 +1,54 @@
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#ifndef _matvec_n_
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#define _matvec_n_
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#include "./utils/matrix.h"
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namespace numerics{
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||||
// y = A * x, where A is (m×n) and x is length n and y is length m
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template <typename T>
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||||
utils::Vector<T> matvec(const utils::Matrix<T>& A, const utils::Vector<T>& x) {
|
||||
if (A.cols() != x.size()) {
|
||||
throw std::runtime_error("matvec: dimension mismatch");
|
||||
}
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||||
const uint64_t m = A.rows();
|
||||
const uint64_t n = A.cols();
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||||
utils::Vector<T> y(m, T{0});
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||||
for (uint64_t i = 0; i < m; ++i) {
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||||
T acc = T{0};
|
||||
for (uint64_t j = 0; j < n; ++j) {
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||||
acc += A(i, j) * x[j];
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}
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||||
y[i] = acc;
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}
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return y;
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}
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// y = x * A, where x is length m and A is (m×n) -> y is length n
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template <typename T>
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||||
utils::Vector<T> vecmat(const utils::Vector<T>& x, const utils::Matrix<T>& A) {
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||||
if (x.size() != A.rows()) {
|
||||
throw std::runtime_error("vecmat: dimension mismatch");
|
||||
}
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||||
const uint64_t m = A.rows();
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||||
const uint64_t n = A.cols();
|
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||||
utils::Vector<T> y(n, T{0});
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||||
for (uint64_t j = 0; j < n; ++j) {
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||||
T acc = T{0};
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||||
for (uint64_t i = 0; i < m; ++i) {
|
||||
acc += x[i] * A(i, j);
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}
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||||
y[j] = acc;
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}
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return y;
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}
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} // namespace numerics
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#endif // _matvec_n_
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@@ -0,0 +1,7 @@
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// "./numerics/numerics.h"
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#pragma once
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#include "./numerics/transpose.h"
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#include "./numerics/inverse.h"
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#include "./numerics/matmul.h"
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#include "./numerics/matvec.h"
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@@ -0,0 +1,70 @@
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#ifndef _transpose_n_
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#define _transpose_n_
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#include "./utils/matrix.h"
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||||
namespace numerics{
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template <typename T>
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||||
void inplace_transpose(utils::Matrix<T>& A){
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const uint64_t rows = A.rows();
|
||||
const uint64_t cols = A.cols();
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if (rows != cols){
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throw std::runtime_error("inplace_transpose only valid for square matrices");
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}
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for (uint64_t i = 0; i < rows; ++i){
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||||
for (uint64_t j = i + 1; j < cols; ++j){
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T tmp = A(j,i);
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||||
A(j,i) = A(i,j);
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||||
A(i,j) = tmp;
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||||
//std::swap(A(j,i), A(i,j));
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}
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}
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}
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template <typename T>
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||||
utils::Matrix<T> transpose(const utils::Matrix<T>& A){
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|
||||
const uint64_t rows = A.rows();
|
||||
const uint64_t cols = A.cols();
|
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|
||||
utils::Matrix<T> B(cols, rows, T{});
|
||||
for (uint64_t i = 0; i < rows; ++i){
|
||||
for (uint64_t j = 0; j < cols; ++j){
|
||||
B(j,i) = A(i,j);
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}
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}
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return B;
|
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}
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} // namespace numerics
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#endif // _transpose_n_
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