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/*
Copyright (C) 2011 Fredrik Johansson
This file is part of FLINT.
FLINT is free software: you can redistribute it and/or modify it under
the terms of the GNU Lesser General Public License (LGPL) as published
by the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or
(at your option) any later version. See <https://www.gnu.org/licenses/>.
*/
#ifndef NMOD_POLY_MAT_H
#define NMOD_POLY_MAT_H
#ifdef NMOD_POLY_MAT_INLINES_C
#define NMOD_POLY_MAT_INLINE
#else
#define NMOD_POLY_MAT_INLINE static inline
#endif
#include "nmod_types.h"
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
NMOD_POLY_MAT_INLINE
nmod_poly_struct * nmod_poly_mat_entry(const nmod_poly_mat_t mat, slong i, slong j)
{
return mat->entries + i * mat->stride + j;
}
NMOD_POLY_MAT_INLINE slong
nmod_poly_mat_nrows(const nmod_poly_mat_t mat)
{
return mat->r;
}
NMOD_POLY_MAT_INLINE slong
nmod_poly_mat_ncols(const nmod_poly_mat_t mat)
{
return mat->c;
}
/* Memory management *********************************************************/
void nmod_poly_mat_init(nmod_poly_mat_t mat, slong rows, slong cols, ulong n);
void nmod_poly_mat_init_set(nmod_poly_mat_t mat, const nmod_poly_mat_t src);
NMOD_POLY_MAT_INLINE void
nmod_poly_mat_swap(nmod_poly_mat_t mat1, nmod_poly_mat_t mat2)
{
FLINT_SWAP(nmod_poly_mat_struct, *mat1, *mat2);
}
NMOD_POLY_MAT_INLINE void
nmod_poly_mat_swap_entrywise(nmod_poly_mat_t mat1, nmod_poly_mat_t mat2)
{
slong i, j;
for (i = 0; i < nmod_poly_mat_nrows(mat1); i++)
for (j = 0; j < nmod_poly_mat_ncols(mat1); j++)
FLINT_SWAP(nmod_poly_struct, *nmod_poly_mat_entry(mat2, i, j), *nmod_poly_mat_entry(mat1, i, j));
}
void nmod_poly_mat_set(nmod_poly_mat_t mat1, const nmod_poly_mat_t mat2);
void nmod_poly_mat_set_nmod_mat(nmod_poly_mat_t pmat, const nmod_mat_t cmat);
void nmod_poly_mat_clear(nmod_poly_mat_t mat);
void nmod_poly_mat_transpose(nmod_poly_mat_t B, const nmod_poly_mat_t A);
/* Truncate, shift *********************************************************/
void nmod_poly_mat_set_trunc(nmod_poly_mat_t res,
const nmod_poly_mat_t pmat,
long len);
NMOD_POLY_MAT_INLINE
void nmod_poly_mat_truncate(nmod_poly_mat_t pmat, long len)
{
nmod_poly_mat_set_trunc(pmat, pmat, len);
}
void nmod_poly_mat_shift_left(nmod_poly_mat_t res,
const nmod_poly_mat_t pmat,
slong k);
void nmod_poly_mat_shift_right(nmod_poly_mat_t res,
const nmod_poly_mat_t pmat,
slong k);
/* Basic properties **********************************************************/
NMOD_POLY_MAT_INLINE ulong
nmod_poly_mat_modulus(const nmod_poly_mat_t mat)
{
return mat->modulus;
}
void nmod_poly_mat_get_coeff_mat(nmod_mat_t coeff,
const nmod_poly_mat_t pmat,
slong deg);
void nmod_poly_mat_set_coeff_mat(nmod_poly_mat_t pmat,
const nmod_mat_t coeff,
slong deg);
/* Comparison ****************************************************************/
int nmod_poly_mat_equal(const nmod_poly_mat_t mat1,
const nmod_poly_mat_t mat2);
int nmod_poly_mat_equal_nmod_mat(const nmod_poly_mat_t pmat,
const nmod_mat_t cmat);
int nmod_poly_mat_is_zero(const nmod_poly_mat_t mat);
int nmod_poly_mat_is_one(const nmod_poly_mat_t mat);
NMOD_POLY_MAT_INLINE int
nmod_poly_mat_is_empty(const nmod_poly_mat_t mat)
{
return (mat->r == 0) || (mat->c == 0);
}
NMOD_POLY_MAT_INLINE int
nmod_poly_mat_is_square(const nmod_poly_mat_t mat)
{
return (mat->r == mat->c);
}
/* Standard matrices *********************************************************/
void nmod_poly_mat_zero(nmod_poly_mat_t mat);
void nmod_poly_mat_one(nmod_poly_mat_t mat);
/* Random matrices ***********************************************************/
void nmod_poly_mat_rand(nmod_poly_mat_t A, flint_rand_t state, slong len);
void nmod_poly_mat_randtest(nmod_poly_mat_t mat, flint_rand_t state,
slong len);
void nmod_poly_mat_randtest_sparse(nmod_poly_mat_t A, flint_rand_t state,
slong len, float density);
/* Windows and concatenation */
void nmod_poly_mat_window_init(nmod_poly_mat_t window, const nmod_poly_mat_t mat, slong r1,
slong c1, slong r2, slong c2);
void nmod_poly_mat_window_clear(nmod_poly_mat_t window);
void nmod_poly_mat_concat_horizontal(nmod_poly_mat_t res,
const nmod_poly_mat_t mat1, const nmod_poly_mat_t mat2);
void nmod_poly_mat_concat_vertical(nmod_poly_mat_t res,
const nmod_poly_mat_t mat1, const nmod_poly_mat_t mat2);
/* Input and output **********************************************************/
void nmod_poly_mat_print(const nmod_poly_mat_t mat, const char * x);
/* Norms *********************************************************************/
slong nmod_poly_mat_max_length(const nmod_poly_mat_t A);
NMOD_POLY_MAT_INLINE
slong nmod_poly_mat_degree(const nmod_poly_mat_t pmat)
{
return nmod_poly_mat_max_length(pmat)-1;
}
/* Scalar arithmetic *********************************************************/
void nmod_poly_mat_scalar_mul_nmod_poly(nmod_poly_mat_t B,
const nmod_poly_mat_t A, const nmod_poly_t c);
void nmod_poly_mat_scalar_mul_nmod(nmod_poly_mat_t B,
const nmod_poly_mat_t A, ulong c);
/* Matrix arithmetic *********************************************************/
void nmod_poly_mat_add(nmod_poly_mat_t C, const nmod_poly_mat_t A,
const nmod_poly_mat_t B);
void nmod_poly_mat_sub(nmod_poly_mat_t C, const nmod_poly_mat_t A,
const nmod_poly_mat_t B);
void nmod_poly_mat_neg(nmod_poly_mat_t B, const nmod_poly_mat_t A);
void nmod_poly_mat_mul(nmod_poly_mat_t C, const nmod_poly_mat_t A,
const nmod_poly_mat_t B);
void nmod_poly_mat_mul_interpolate(nmod_poly_mat_t C, const nmod_poly_mat_t A,
const nmod_poly_mat_t B);
void nmod_poly_mat_mul_classical(nmod_poly_mat_t C, const nmod_poly_mat_t A,
const nmod_poly_mat_t B);
void nmod_poly_mat_mul_KS(nmod_poly_mat_t C, const nmod_poly_mat_t A,
const nmod_poly_mat_t B);
void nmod_poly_mat_sqr(nmod_poly_mat_t B, const nmod_poly_mat_t A);
void nmod_poly_mat_sqr_classical(nmod_poly_mat_t B, const nmod_poly_mat_t A);
void nmod_poly_mat_sqr_KS(nmod_poly_mat_t B, const nmod_poly_mat_t A);
void nmod_poly_mat_sqr_interpolate(nmod_poly_mat_t B, const nmod_poly_mat_t A);
void nmod_poly_mat_pow(nmod_poly_mat_t B, const nmod_poly_mat_t A, ulong exp);
/* Evaluation ****************************************************************/
void nmod_poly_mat_evaluate_nmod(nmod_mat_t B, const nmod_poly_mat_t A, ulong x);
/* Row reduction *************************************************************/
slong nmod_poly_mat_find_pivot_any(const nmod_poly_mat_t mat,
slong start_row, slong end_row, slong c);
slong nmod_poly_mat_find_pivot_partial(const nmod_poly_mat_t mat,
slong start_row, slong end_row, slong c);
slong nmod_poly_mat_fflu(nmod_poly_mat_t B, nmod_poly_t den, slong * perm,
const nmod_poly_mat_t A, int rank_check);
slong nmod_poly_mat_rref(nmod_poly_mat_t B, nmod_poly_t den,
const nmod_poly_mat_t A);
/* Trace *********************************************************************/
void nmod_poly_mat_trace(nmod_poly_t trace, const nmod_poly_mat_t mat);
/* Determinant and rank ******************************************************/
void nmod_poly_mat_det(nmod_poly_t det, const nmod_poly_mat_t A);
void nmod_poly_mat_det_fflu(nmod_poly_t det, const nmod_poly_mat_t A);
void nmod_poly_mat_det_interpolate(nmod_poly_t det, const nmod_poly_mat_t A);
slong nmod_poly_mat_rank(const nmod_poly_mat_t A);
/* Inverse *******************************************************************/
int nmod_poly_mat_inv(nmod_poly_mat_t Ainv, nmod_poly_t den,
const nmod_poly_mat_t A);
/* Nullspace *****************************************************************/
slong nmod_poly_mat_nullspace(nmod_poly_mat_t res, const nmod_poly_mat_t mat);
/* Solving *******************************************************************/
int nmod_poly_mat_solve(nmod_poly_mat_t X, nmod_poly_t den,
const nmod_poly_mat_t A, const nmod_poly_mat_t B);
int nmod_poly_mat_solve_fflu(nmod_poly_mat_t X, nmod_poly_t den,
const nmod_poly_mat_t A, const nmod_poly_mat_t B);
void nmod_poly_mat_solve_fflu_precomp(nmod_poly_mat_t X,
const slong * perm,
const nmod_poly_mat_t FFLU, const nmod_poly_mat_t B);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif