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Poly support for lanczos
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parent
3726fe7481
commit
83afb2e26a
@ -9,23 +9,34 @@ namespace Grid {
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////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
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||||
// Simple general polynomial with user supplied coefficients
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////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
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||||
template<class Field>
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||||
class HermOpOperatorFunction : public OperatorFunction<Field> {
|
||||
void operator() (LinearOperatorBase<Field> &Linop, const Field &in, Field &out) {
|
||||
Linop.HermOp(in,out);
|
||||
};
|
||||
};
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||||
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||||
template<class Field>
|
||||
class Polynomial : public OperatorFunction<Field> {
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private:
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std::vector<double> Coeffs;
|
||||
std::vector<RealD> Coeffs;
|
||||
public:
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||||
Polynomial(std::vector<double> &_Coeffs) : Coeffs(_Coeffs) {};
|
||||
Polynomial(std::vector<RealD> &_Coeffs) : Coeffs(_Coeffs) { };
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||||
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||||
// Implement the required interface
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||||
void operator() (LinearOperatorBase<Field> &Linop, const Field &in, Field &out) {
|
||||
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Field AtoN = in;
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||||
Field AtoN(in._grid);
|
||||
Field Mtmp(in._grid);
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||||
AtoN = in;
|
||||
out = AtoN*Coeffs[0];
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||||
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||||
// std::cout <<"Poly in " <<norm2(in)<<std::endl;
|
||||
// std::cout <<"0 " <<norm2(out)<<std::endl;
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||||
for(int n=1;n<Coeffs.size();n++){
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||||
Field Mtmp=AtoN;
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||||
Linop.Op(Mtmp,AtoN);
|
||||
Mtmp = AtoN;
|
||||
Linop.HermOp(Mtmp,AtoN);
|
||||
out=out+AtoN*Coeffs[n];
|
||||
// std::cout << n<<" " <<norm2(out)<<std::endl;
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
};
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||||
@ -36,15 +47,15 @@ namespace Grid {
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||||
template<class Field>
|
||||
class Chebyshev : public OperatorFunction<Field> {
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||||
private:
|
||||
std::vector<double> Coeffs;
|
||||
std::vector<RealD> Coeffs;
|
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int order;
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double hi;
|
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double lo;
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||||
RealD hi;
|
||||
RealD lo;
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||||
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||||
public:
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||||
void csv(std::ostream &out){
|
||||
for (double x=lo; x<hi; x+=(hi-lo)/1000) {
|
||||
double f = approx(x);
|
||||
for (RealD x=lo; x<hi; x+=(hi-lo)/1000) {
|
||||
RealD f = approx(x);
|
||||
out<< x<<" "<<f<<std::endl;
|
||||
}
|
||||
return;
|
||||
@ -53,15 +64,19 @@ namespace Grid {
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||||
// Convenience for plotting the approximation
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||||
void PlotApprox(std::ostream &out) {
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||||
out<<"Polynomial approx ["<<lo<<","<<hi<<"]"<<std::endl;
|
||||
for(double x=lo;x<hi;x+=(hi-lo)/50.0){
|
||||
for(RealD x=lo;x<hi;x+=(hi-lo)/50.0){
|
||||
out <<x<<"\t"<<approx(x)<<std::endl;
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
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||||
Chebyshev(){};
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||||
Chebyshev(RealD _lo,RealD _hi,int _order, RealD (* func)(RealD) ) {Init(_lo,_hi,_order,func);};
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||||
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||||
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
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||||
// c.f. numerical recipes "chebft"/"chebev". This is sec 5.8 "Chebyshev approximation".
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//
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||||
Chebyshev(double _lo,double _hi,int _order, double (* func)(double) ){
|
||||
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
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||||
void Init(RealD _lo,RealD _hi,int _order, RealD (* func)(RealD))
|
||||
{
|
||||
lo=_lo;
|
||||
hi=_hi;
|
||||
order=_order;
|
||||
@ -69,24 +84,26 @@ namespace Grid {
|
||||
if(order < 2) exit(-1);
|
||||
Coeffs.resize(order);
|
||||
for(int j=0;j<order;j++){
|
||||
double s=0;
|
||||
RealD s=0;
|
||||
for(int k=0;k<order;k++){
|
||||
double y=std::cos(M_PI*(k+0.5)/order);
|
||||
double x=0.5*(y*(hi-lo)+(hi+lo));
|
||||
double f=func(x);
|
||||
RealD y=std::cos(M_PI*(k+0.5)/order);
|
||||
RealD x=0.5*(y*(hi-lo)+(hi+lo));
|
||||
RealD f=func(x);
|
||||
s=s+f*std::cos( j*M_PI*(k+0.5)/order );
|
||||
}
|
||||
Coeffs[j] = s * 2.0/order;
|
||||
}
|
||||
};
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||||
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||||
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||||
void JacksonSmooth(void){
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||||
double M=order;
|
||||
double alpha = M_PI/(M+2);
|
||||
double lmax = std::cos(alpha);
|
||||
double sumUsq =0;
|
||||
std::vector<double> U(M);
|
||||
std::vector<double> a(M);
|
||||
std::vector<double> g(M);
|
||||
RealD M=order;
|
||||
RealD alpha = M_PI/(M+2);
|
||||
RealD lmax = std::cos(alpha);
|
||||
RealD sumUsq =0;
|
||||
std::vector<RealD> U(M);
|
||||
std::vector<RealD> a(M);
|
||||
std::vector<RealD> g(M);
|
||||
for(int n=0;n<=M;n++){
|
||||
U[n] = std::sin((n+1)*std::acos(lmax))/std::sin(std::acos(lmax));
|
||||
sumUsq += U[n]*U[n];
|
||||
@ -107,18 +124,18 @@ namespace Grid {
|
||||
Coeffs[m]*=g[m];
|
||||
}
|
||||
}
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||||
double approx(double x) // Convenience for plotting the approximation
|
||||
RealD approx(RealD x) // Convenience for plotting the approximation
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||||
{
|
||||
double Tn;
|
||||
double Tnm;
|
||||
double Tnp;
|
||||
RealD Tn;
|
||||
RealD Tnm;
|
||||
RealD Tnp;
|
||||
|
||||
double y=( x-0.5*(hi+lo))/(0.5*(hi-lo));
|
||||
RealD y=( x-0.5*(hi+lo))/(0.5*(hi-lo));
|
||||
|
||||
double T0=1;
|
||||
double T1=y;
|
||||
RealD T0=1;
|
||||
RealD T1=y;
|
||||
|
||||
double sum;
|
||||
RealD sum;
|
||||
sum = 0.5*Coeffs[0]*T0;
|
||||
sum+= Coeffs[1]*T1;
|
||||
|
||||
@ -151,8 +168,8 @@ namespace Grid {
|
||||
|
||||
std::cout<<GridLogMessage << "Chebyshev ["<<lo<<","<<hi<<"]"<< " order "<<order <<std::endl;
|
||||
// Tn=T1 = (xscale M + mscale)in
|
||||
double xscale = 2.0/(hi-lo);
|
||||
double mscale = -(hi+lo)/(hi-lo);
|
||||
RealD xscale = 2.0/(hi-lo);
|
||||
RealD mscale = -(hi+lo)/(hi-lo);
|
||||
Linop.HermOp(T0,y);
|
||||
T1=y*xscale+in*mscale;
|
||||
|
||||
@ -179,5 +196,121 @@ namespace Grid {
|
||||
};
|
||||
|
||||
|
||||
template<class Field>
|
||||
class ChebyshevLanczos : public Chebyshev<Field> {
|
||||
private:
|
||||
std::vector<RealD> Coeffs;
|
||||
int order;
|
||||
RealD alpha;
|
||||
RealD beta;
|
||||
RealD mu;
|
||||
|
||||
public:
|
||||
ChebyshevLanczos(RealD _alpha,RealD _beta,RealD _mu,int _order) :
|
||||
alpha(_alpha),
|
||||
beta(_beta),
|
||||
mu(_mu)
|
||||
{
|
||||
order=_order;
|
||||
Coeffs.resize(order);
|
||||
for(int i=0;i<_order;i++){
|
||||
Coeffs[i] = 0.0;
|
||||
}
|
||||
Coeffs[order-1]=1.0;
|
||||
};
|
||||
|
||||
void csv(std::ostream &out){
|
||||
for (RealD x=-1.2*alpha; x<1.2*alpha; x+=(2.0*alpha)/10000) {
|
||||
RealD f = approx(x);
|
||||
out<< x<<" "<<f<<std::endl;
|
||||
}
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
|
||||
RealD approx(RealD xx) // Convenience for plotting the approximation
|
||||
{
|
||||
RealD Tn;
|
||||
RealD Tnm;
|
||||
RealD Tnp;
|
||||
Real aa = alpha * alpha;
|
||||
Real bb = beta * beta;
|
||||
|
||||
RealD x = ( 2.0 * (xx-mu)*(xx-mu) - (aa+bb) ) / (aa-bb);
|
||||
|
||||
RealD y= x;
|
||||
|
||||
RealD T0=1;
|
||||
RealD T1=y;
|
||||
|
||||
RealD sum;
|
||||
sum = 0.5*Coeffs[0]*T0;
|
||||
sum+= Coeffs[1]*T1;
|
||||
|
||||
Tn =T1;
|
||||
Tnm=T0;
|
||||
for(int i=2;i<order;i++){
|
||||
Tnp=2*y*Tn-Tnm;
|
||||
Tnm=Tn;
|
||||
Tn =Tnp;
|
||||
sum+= Tn*Coeffs[i];
|
||||
}
|
||||
return sum;
|
||||
};
|
||||
|
||||
// shift_Multiply in Rudy's code
|
||||
void AminusMuSq(LinearOperatorBase<Field> &Linop, const Field &in, Field &out)
|
||||
{
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||||
GridBase *grid=in._grid;
|
||||
Field tmp(grid);
|
||||
|
||||
RealD aa= alpha*alpha;
|
||||
RealD bb= beta * beta;
|
||||
|
||||
Linop.HermOp(in,out);
|
||||
out = out - mu*in;
|
||||
|
||||
Linop.HermOp(out,tmp);
|
||||
tmp = tmp - mu * out;
|
||||
|
||||
out = (2.0/ (aa-bb) ) * tmp - ((aa+bb)/(aa-bb))*in;
|
||||
};
|
||||
// Implement the required interface
|
||||
void operator() (LinearOperatorBase<Field> &Linop, const Field &in, Field &out) {
|
||||
|
||||
GridBase *grid=in._grid;
|
||||
|
||||
int vol=grid->gSites();
|
||||
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||||
Field T0(grid); T0 = in;
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Field T1(grid);
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||||
Field T2(grid);
|
||||
Field y(grid);
|
||||
|
||||
Field *Tnm = &T0;
|
||||
Field *Tn = &T1;
|
||||
Field *Tnp = &T2;
|
||||
|
||||
// Tn=T1 = (xscale M )*in
|
||||
AminusMuSq(Linop,T0,T1);
|
||||
|
||||
// sum = .5 c[0] T0 + c[1] T1
|
||||
out = (0.5*Coeffs[0])*T0 + Coeffs[1]*T1;
|
||||
for(int n=2;n<order;n++){
|
||||
|
||||
AminusMuSq(Linop,*Tn,y);
|
||||
|
||||
*Tnp=2.0*y-(*Tnm);
|
||||
|
||||
out=out+Coeffs[n]* (*Tnp);
|
||||
|
||||
// Cycle pointers to avoid copies
|
||||
Field *swizzle = Tnm;
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||||
Tnm =Tn;
|
||||
Tn =Tnp;
|
||||
Tnp =swizzle;
|
||||
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
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