00001
00002
00003
00004
00005
00006
00007
00008
00009
00010
00011
00012
00013
00014
00015
00016
00017
00018 #include <stdlib.h>
00019 #include <polylib/polylib.h>
00020
00021 static void RearrangeMatforSolveDio(Matrix *M);
00022
00023
00024
00025
00026
00027
00028
00029
00030
00031
00032
00033
00034
00035
00036
00037
00038
00039
00040
00041
00042
00043
00044
00045
00046
00047
00048
00049
00050
00051
00052
00053
00054
00055
00056
00057
00058
00059
00060
00061
00062
00063
00064
00065
00066
00067
00068
00069
00070
00071
00072
00073
00074
00075
00076
00077
00078
00079
00080
00081 int SolveDiophantine(Matrix *M, Matrix **U, Vector **X) {
00082
00083 int i, j, k1, k2, min, rank;
00084 Matrix *A, *temp, *hermi, *unimod, *unimodinv ;
00085 Value *C;
00086 Value *T;
00087 Value sum, tmp;
00088
00089 #ifdef DOMDEBUG
00090 FILE *fp;
00091 fp = fopen("_debug", "a");
00092 fprintf(fp,"\nEntered SOLVEDIOPHANTINE\n");
00093 fclose(fp);
00094 #endif
00095
00096 value_init(sum); value_init(tmp);
00097
00098
00099 A = Matrix_Copy(M);
00100 RearrangeMatforSolveDio(A);
00101 temp = Matrix_Alloc(A->NbRows-1, A->NbColumns-1);
00102
00103
00104 for (i = 0; i < A->NbRows -1; i++)
00105 for (j = 0; j < A->NbColumns-1; j++)
00106 value_assign(temp->p[i][j],A->p[i][j]);
00107
00108
00109 C = (Value *) malloc (sizeof(Value) * (A->NbRows-1));
00110 k1 = A->NbRows-1;
00111
00112 for (i = 0; i < k1; i++) {
00113 value_init(C[i]);
00114 value_oppose(C[i],A->p[i][A->NbColumns-1]);
00115 }
00116 Matrix_Free (A);
00117
00118
00119 Hermite(temp, &hermi, &unimod);
00120
00121
00122
00123 min=(hermi->NbRows <= hermi->NbColumns ) ? hermi->NbRows : hermi->NbColumns ;
00124 rank = 0;
00125 for (i = 0; i < min ; i++) {
00126 if (value_notzero_p(hermi->p[i][i]))
00127 rank ++;
00128 else
00129 break ;
00130 }
00131
00132
00133
00134 T = (Value *) malloc(sizeof(Value) * temp->NbColumns);
00135 k2 = temp->NbColumns;
00136 for(i=0;i< k2; i++)
00137 value_init(T[i]);
00138
00139 for (i = 0; i < rank ; i++) {
00140 value_set_si(sum,0);
00141 for (j = 0; j < i; j++) {
00142 value_addmul(sum, T[j], hermi->p[i][j]);
00143 }
00144 value_subtract(tmp,C[i],sum);
00145 value_modulus(tmp,tmp,hermi->p[i][i]);
00146 if (value_notzero_p(tmp)) {
00147 *U = Matrix_Alloc(0,0);
00148 *X = Vector_Alloc (0);
00149 value_clear(sum); value_clear(tmp);
00150 for (i = 0; i < k1; i++)
00151 value_clear(C[i]);
00152 for (i = 0; i < k2; i++)
00153 value_clear(T[i]);
00154 free(C);
00155 free(T);
00156 return (-1);
00157 };
00158 value_subtract(tmp,C[i],sum);
00159 value_division(T[i],tmp,hermi->p[i][i]);
00160 }
00161
00162
00163
00164 for (i = rank; i < hermi->NbColumns; i++)
00165 value_set_si(T[i],0);
00166
00167
00168
00169
00170
00171 for (i = rank; i < hermi->NbRows; i++) {
00172 value_set_si(sum,0);
00173 for (j = 0; j < hermi->NbColumns; j++) {
00174 value_addmul(sum, T[j], hermi->p[i][j]);
00175 }
00176 if (value_ne(sum,C[i])) {
00177 *U = Matrix_Alloc(0,0);
00178 *X = Vector_Alloc (0);
00179 value_clear(sum); value_clear(tmp);
00180 for (i = 0; i < k1; i++)
00181 value_clear(C[i]);
00182 for (i = 0; i < k2; i++)
00183 value_clear(T[i]);
00184 free(C);
00185 free(T);
00186 return (-1);
00187 }
00188 }
00189 unimodinv = Matrix_Alloc(unimod->NbRows, unimod->NbColumns);
00190 Matrix_Inverse(unimod, unimodinv);
00191 Matrix_Free(unimod);
00192 *X = Vector_Alloc(M->NbColumns-1);
00193
00194 if (rank == hermi->NbColumns)
00195 *U = Matrix_Alloc(0,0);
00196 else {
00197
00198 *U = Matrix_Alloc(hermi->NbColumns, hermi->NbColumns-rank);
00199 for (i = 0; i < U[0]->NbRows; i++)
00200 for (j = 0; j < U[0]->NbColumns; j++)
00201 value_assign(U[0]->p[i][j],unimodinv->p[i][j+rank]);
00202 }
00203
00204 for (i = 0; i < unimodinv->NbRows; i++) {
00205
00206
00207 value_set_si(sum,0);
00208 for (j = 0; j < unimodinv->NbColumns; j++) {
00209 value_addmul(sum, unimodinv->p[i][j], T[j]);
00210 }
00211 value_assign(X[0]->p[i],sum);
00212 }
00213
00214
00215
00216
00217
00218 Matrix_Free (unimodinv);
00219 Matrix_Free (hermi);
00220 Matrix_Free (temp);
00221 value_clear(sum); value_clear(tmp);
00222 for (i = 0; i < k1; i++)
00223 value_clear(C[i]);
00224 for (i = 0; i < k2; i++)
00225 value_clear(T[i]);
00226 free(C);
00227 free(T);
00228 return (rank);
00229 }
00230
00231
00232
00233
00234
00235
00236
00237
00238
00239
00240
00241
00242
00243
00244
00245
00246
00247
00248 static void RearrangeMatforSolveDio(Matrix *M) {
00249
00250 int i, j, curend, curRow, min, rank=1;
00251 Bool add = True;
00252 Matrix *A, *L, *H, *U;
00253
00254
00255
00256
00257
00258 L = Matrix_Alloc(M->NbRows-1,M->NbColumns-1);
00259 for (i = 0; i < L->NbRows; i++)
00260 for (j = 0; j < L->NbColumns; j++)
00261 value_assign(L->p[i][j],M->p[i][j]);
00262
00263
00264 curend = L->NbRows-1;
00265 for (i = 0; i < curend; i++) {
00266 for (j = 0; j < L->NbColumns; j++)
00267 if (value_notzero_p(L->p[i][j]))
00268 break;
00269 if (j == L->NbColumns) {
00270 ExchangeRows(M,i,curend);
00271 curend --;
00272 }
00273 }
00274
00275
00276
00277 if (curend > 0) {
00278
00279 Matrix *temp;
00280 A = Matrix_Alloc(1, L->NbColumns);
00281
00282 for (i = 0; i <L->NbColumns; i++)
00283 value_assign(A->p[0][i],L->p[0][i]);
00284 curRow = 1;
00285 while (add == True ) {
00286 temp= AddANullRow(A);
00287 for (i = 0;i <A->NbColumns; i++)
00288 value_assign(temp->p[curRow][i],L->p[curRow][i]);
00289 Hermite(temp, &H, &U);
00290 for (i = 0; i < H->NbRows; i++)
00291 if (value_zero_p(H->p[i][i]))
00292 break;
00293 if (i != H->NbRows) {
00294 ExchangeRows(M, curRow, curend);
00295 curend --;
00296 }
00297 else {
00298 curRow ++;
00299 rank ++;
00300 Matrix_Free (A);
00301 A = Matrix_Copy (temp);
00302 Matrix_Free (temp);
00303 }
00304 Matrix_Free (H);
00305 Matrix_Free (U);
00306 min = (curend >= L->NbColumns) ? L->NbColumns : curend ;
00307 if (rank==min || curRow >= curend)
00308 break;
00309 }
00310 Matrix_Free (A);
00311 }
00312 Matrix_Free (L);
00313 return;
00314 }