/**
* @author Elias Lazar
*
*/
public class ComplexMatrix {
private Complex[][] elemente;
/**
* Konstruktor erzeugt n*n Matrix und versichert, dass Zeilenanzahl positiv
* ist.
*
* @param n
*/
public ComplexMatrix(int n) {
assert n > 0 : "Eine quadr. Matrix mit keinen oder weniger Spalten ist unsinng!";
this.elemente = new Complex[n][n];
int i = 0, j;
while (i < n) {
j = 0;
while (j < n) {
this.set(i, j, new Complex(0.0, 0.0));
j++;
}
i++;
}
}
/**
* Konstruktor für eine belieibige n*m Matrix, wobei Zeilenanzahl nicht
* gleich Spaltenanzahl gelten muss.
*
* @param rows
* @param cols
*/
public ComplexMatrix(int rows, int cols) {
int i = 0, j;
this.elemente = new Complex[rows][cols];
while (i < rows) {
j = 0;
while (j < cols) {
this.set(i, j, new Complex(0.0, 0.0));
j++;
}
i++;
}
}
/**
* Konstruktor für eine Matrix mit zufälligen Einträgen.
*
* @param n
* @return fertige Zufallsmatrix
*/
public static ComplexMatrix random(int n) {
ComplexMatrix randommatrix = new ComplexMatrix(n);
int i = 0, j;
while (i < n) {
j = 0;
while (j < n) {
randommatrix.set(
i,
j,
new Complex(Math.floor(Math.random() * 10), Math
.floor(Math.random() * 10)));
j++;
}
i++;
}
return randommatrix;
}
// public int[] size(){
// int[] size = new int[2];
// this.elemente[0] = this.elemente.length;
// this.elemente[1] = this.elemente[0].length;
// return size;
// }
/**
* Methode zum Aufruf der Größe der Matrix. Das Array enthält Anzahl der
* Zeilen und Anzahl der Spalten.
*
* @return die Größe der Matrix
*/
public int[] size() {
int[] size = new int[2];
size[0] = this.elemente.length;
size[1] = this.elemente[0].length;
return size;
}
/**
* Methode zum Aufruf des Eintrags der Matrix an der Stelle (r,c)
*
* @param r
* @param c
* @return das Element an der entsprechenden Stelle in de Matrix
*/
public Complex get(int r, int c) {
return this.elemente[r][c];
}
// setze Element (r,c) auf den Wert d in der this Matrix
/**
* Methode weist der Stelle (r,c) einen konkreten Wert zu.
*
* @param r
* @param c
* @param d
*/
public void set(int r, int c, Complex d) {
this.elemente[r][c] = d;
}
/**
* Zwei komplexe Matrizen werden miteinander addiert.
*
* @param a
* @return fertige Matrix mit den addierten Einträgen.
*/
public ComplexMatrix add(ComplexMatrix a) {
int m = this.size()[0];
int n = this.size()[1];
int ma = a.size()[0];
int mb = a.size()[1];
assert m == ma : "Die Zeilenanzahl der zu addierenden Matrix muss gleich der ursprüng. sein. ";
assert n == mb : "Die Spaltenanzahl der zu addierenden Matrix muss gleich der ursprüng. sein. ";
ComplexMatrix summenmatrix = new ComplexMatrix(m, n);
int i = 0, j;
while (i < m) {
j = 0;
while (j < n) {
summenmatrix.set(i, j, this.get(i, j).add(a.get(i, j)));
j++;
}
i++;
}
return summenmatrix;
}
/**
* Methode multipliziert die Einträge zweier Matrizen
*
* @param a
* @return Multiplikationsmatrix, d.h. Matrix mit entsprechend
* multiplizierten Einträgen
*/
public ComplexMatrix mult(ComplexMatrix a) {
int m = this.size()[0];
int n = this.size()[1];
int r = a.size()[1];
int i = 0;
int j = 0;
int k = 0;
Complex elementprodmatrix = new Complex(0, 0);
ComplexMatrix produktmatrix = new ComplexMatrix(m, r);
elementprodmatrix = elementprodmatrix.add(this.get(i, j).mul(
a.get(j, k)));
while (i < m) {
while (k < r) {
while (j < n) {
elementprodmatrix = elementprodmatrix.add(this.get(i, j)
.mul(a.get(j, k)));
produktmatrix.set(i,j,elementprodmatrix);
j++;
}
j = 0;
k++;
}
k = 0;
i++;
}
return produktmatrix;
}
public ComplexMatrix mult(Complex a) {
int m = this.size()[0];
int n = this.size()[1];
ComplexMatrix prodmatrix = new ComplexMatrix(m, n);
int i = 0, j;
while (i < m) {
j = 0;
while (j < n) {
prodmatrix.set(i, j, a.mul(this.get(i, j)));
j++;
}
i++;
}
return prodmatrix;
}
public ComplexMatrix(Complex[][] ccontent) {
int rows = ccontent.length;
int cols = ccontent[0].length;
this.elemente = new Complex[rows][cols];
int i = 0;
int j;
while (i < rows) {
j = 0;
while (j < cols) {
this.set(i, j, ccontent[i][j]);
j++;
}
i++;
}
}
public String toString() {
int m = this.size()[0];
int n = this.size()[1];
String matrixString = " ";
int i = 0;
int j;
while (i < m) {
matrixString = matrixString + "(";
j = 0;
while (j < n) {
matrixString = matrixString + this.get(i, j) + " ";
j++;
}
i++;
matrixString = matrixString + ")\n";
}
return matrixString;
}
}
