Annotation of rpl/lapack/lapack/zheequb.f, revision 1.16

1.5       bertrand    1: *> \brief \b ZHEEQUB
                      2: *
                      3: *  =========== DOCUMENTATION ===========
                      4: *
1.12      bertrand    5: * Online html documentation available at
                      6: *            http://www.netlib.org/lapack/explore-html/
1.5       bertrand    7: *
                      8: *> \htmlonly
1.12      bertrand    9: *> Download ZHEEQUB + dependencies
                     10: *> <a href="http://www.netlib.org/cgi-bin/netlibfiles.tgz?format=tgz&filename=/lapack/lapack_routine/zheequb.f">
                     11: *> [TGZ]</a>
                     12: *> <a href="http://www.netlib.org/cgi-bin/netlibfiles.zip?format=zip&filename=/lapack/lapack_routine/zheequb.f">
                     13: *> [ZIP]</a>
                     14: *> <a href="http://www.netlib.org/cgi-bin/netlibfiles.txt?format=txt&filename=/lapack/lapack_routine/zheequb.f">
1.5       bertrand   15: *> [TXT]</a>
1.12      bertrand   16: *> \endhtmlonly
1.5       bertrand   17: *
                     18: *  Definition:
                     19: *  ===========
                     20: *
                     21: *       SUBROUTINE ZHEEQUB( UPLO, N, A, LDA, S, SCOND, AMAX, WORK, INFO )
1.12      bertrand   22: *
1.5       bertrand   23: *       .. Scalar Arguments ..
                     24: *       INTEGER            INFO, LDA, N
                     25: *       DOUBLE PRECISION   AMAX, SCOND
                     26: *       CHARACTER          UPLO
                     27: *       ..
                     28: *       .. Array Arguments ..
                     29: *       COMPLEX*16         A( LDA, * ), WORK( * )
                     30: *       DOUBLE PRECISION   S( * )
                     31: *       ..
1.12      bertrand   32: *
1.5       bertrand   33: *
                     34: *> \par Purpose:
                     35: *  =============
                     36: *>
                     37: *> \verbatim
                     38: *>
1.7       bertrand   39: *> ZHEEQUB computes row and column scalings intended to equilibrate a
1.12      bertrand   40: *> Hermitian matrix A (with respect to the Euclidean norm) and reduce
                     41: *> its condition number. The scale factors S are computed by the BIN
                     42: *> algorithm (see references) so that the scaled matrix B with elements
                     43: *> B(i,j) = S(i)*A(i,j)*S(j) has a condition number within a factor N of
                     44: *> the smallest possible condition number over all possible diagonal
1.5       bertrand   45: *> scalings.
                     46: *> \endverbatim
                     47: *
                     48: *  Arguments:
                     49: *  ==========
                     50: *
                     51: *> \param[in] UPLO
                     52: *> \verbatim
                     53: *>          UPLO is CHARACTER*1
1.12      bertrand   54: *>          = 'U':  Upper triangle of A is stored;
                     55: *>          = 'L':  Lower triangle of A is stored.
1.5       bertrand   56: *> \endverbatim
                     57: *>
                     58: *> \param[in] N
                     59: *> \verbatim
                     60: *>          N is INTEGER
1.12      bertrand   61: *>          The order of the matrix A. N >= 0.
1.5       bertrand   62: *> \endverbatim
                     63: *>
                     64: *> \param[in] A
                     65: *> \verbatim
                     66: *>          A is COMPLEX*16 array, dimension (LDA,N)
1.12      bertrand   67: *>          The N-by-N Hermitian matrix whose scaling factors are to be
                     68: *>          computed.
1.5       bertrand   69: *> \endverbatim
                     70: *>
                     71: *> \param[in] LDA
                     72: *> \verbatim
                     73: *>          LDA is INTEGER
1.12      bertrand   74: *>          The leading dimension of the array A. LDA >= max(1,N).
1.5       bertrand   75: *> \endverbatim
                     76: *>
                     77: *> \param[out] S
                     78: *> \verbatim
                     79: *>          S is DOUBLE PRECISION array, dimension (N)
                     80: *>          If INFO = 0, S contains the scale factors for A.
                     81: *> \endverbatim
                     82: *>
                     83: *> \param[out] SCOND
                     84: *> \verbatim
                     85: *>          SCOND is DOUBLE PRECISION
                     86: *>          If INFO = 0, S contains the ratio of the smallest S(i) to
1.12      bertrand   87: *>          the largest S(i). If SCOND >= 0.1 and AMAX is neither too
1.5       bertrand   88: *>          large nor too small, it is not worth scaling by S.
                     89: *> \endverbatim
                     90: *>
                     91: *> \param[out] AMAX
                     92: *> \verbatim
                     93: *>          AMAX is DOUBLE PRECISION
1.12      bertrand   94: *>          Largest absolute value of any matrix element. If AMAX is
                     95: *>          very close to overflow or very close to underflow, the
                     96: *>          matrix should be scaled.
1.5       bertrand   97: *> \endverbatim
                     98: *>
                     99: *> \param[out] WORK
                    100: *> \verbatim
1.12      bertrand  101: *>          WORK is COMPLEX*16 array, dimension (2*N)
1.5       bertrand  102: *> \endverbatim
                    103: *>
                    104: *> \param[out] INFO
                    105: *> \verbatim
                    106: *>          INFO is INTEGER
                    107: *>          = 0:  successful exit
                    108: *>          < 0:  if INFO = -i, the i-th argument had an illegal value
                    109: *>          > 0:  if INFO = i, the i-th diagonal element is nonpositive.
                    110: *> \endverbatim
                    111: *
                    112: *  Authors:
                    113: *  ========
                    114: *
1.12      bertrand  115: *> \author Univ. of Tennessee
                    116: *> \author Univ. of California Berkeley
                    117: *> \author Univ. of Colorado Denver
                    118: *> \author NAG Ltd.
1.5       bertrand  119: *
                    120: *> \ingroup complex16HEcomputational
                    121: *
1.12      bertrand  122: *> \par References:
                    123: *  ================
                    124: *>
                    125: *>  Livne, O.E. and Golub, G.H., "Scaling by Binormalization", \n
                    126: *>  Numerical Algorithms, vol. 35, no. 1, pp. 97-120, January 2004. \n
                    127: *>  DOI 10.1023/B:NUMA.0000016606.32820.69 \n
                    128: *>  Tech report version: http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/summary?doi=10.1.1.3.1679
                    129: *>
1.5       bertrand  130: *  =====================================================================
1.1       bertrand  131:       SUBROUTINE ZHEEQUB( UPLO, N, A, LDA, S, SCOND, AMAX, WORK, INFO )
                    132: *
1.16    ! bertrand  133: *  -- LAPACK computational routine --
1.5       bertrand  134: *  -- LAPACK is a software package provided by Univ. of Tennessee,    --
                    135: *  -- Univ. of California Berkeley, Univ. of Colorado Denver and NAG Ltd..--
1.1       bertrand  136: *
                    137: *     .. Scalar Arguments ..
                    138:       INTEGER            INFO, LDA, N
                    139:       DOUBLE PRECISION   AMAX, SCOND
                    140:       CHARACTER          UPLO
                    141: *     ..
                    142: *     .. Array Arguments ..
                    143:       COMPLEX*16         A( LDA, * ), WORK( * )
                    144:       DOUBLE PRECISION   S( * )
                    145: *     ..
                    146: *
                    147: *  =====================================================================
                    148: *
                    149: *     .. Parameters ..
                    150:       DOUBLE PRECISION   ONE, ZERO
1.12      bertrand  151:       PARAMETER          ( ONE = 1.0D0, ZERO = 0.0D0 )
1.1       bertrand  152:       INTEGER            MAX_ITER
                    153:       PARAMETER          ( MAX_ITER = 100 )
                    154: *     ..
                    155: *     .. Local Scalars ..
                    156:       INTEGER            I, J, ITER
1.12      bertrand  157:       DOUBLE PRECISION   AVG, STD, TOL, C0, C1, C2, T, U, SI, D, BASE,
                    158:      $                   SMIN, SMAX, SMLNUM, BIGNUM, SCALE, SUMSQ
1.1       bertrand  159:       LOGICAL            UP
                    160:       COMPLEX*16         ZDUM
                    161: *     ..
                    162: *     .. External Functions ..
                    163:       DOUBLE PRECISION   DLAMCH
                    164:       LOGICAL            LSAME
                    165:       EXTERNAL           DLAMCH, LSAME
                    166: *     ..
                    167: *     .. External Subroutines ..
1.14      bertrand  168:       EXTERNAL           ZLASSQ, XERBLA
1.1       bertrand  169: *     ..
                    170: *     .. Intrinsic Functions ..
                    171:       INTRINSIC          ABS, DBLE, DIMAG, INT, LOG, MAX, MIN, SQRT
                    172: *     ..
                    173: *     .. Statement Functions ..
                    174:       DOUBLE PRECISION   CABS1
                    175: *     ..
                    176: *     .. Statement Function Definitions ..
                    177:       CABS1( ZDUM ) = ABS( DBLE( ZDUM ) ) + ABS( DIMAG( ZDUM ) )
1.12      bertrand  178: *     ..
                    179: *     .. Executable Statements ..
1.1       bertrand  180: *
1.12      bertrand  181: *     Test the input parameters.
1.1       bertrand  182: *
                    183:       INFO = 0
1.12      bertrand  184:       IF ( .NOT. ( LSAME( UPLO, 'U' ) .OR. LSAME( UPLO, 'L' ) ) ) THEN
                    185:          INFO = -1
1.1       bertrand  186:       ELSE IF ( N .LT. 0 ) THEN
1.12      bertrand  187:          INFO = -2
1.1       bertrand  188:       ELSE IF ( LDA .LT. MAX( 1, N ) ) THEN
1.12      bertrand  189:          INFO = -4
1.1       bertrand  190:       END IF
                    191:       IF ( INFO .NE. 0 ) THEN
1.12      bertrand  192:          CALL XERBLA( 'ZHEEQUB', -INFO )
                    193:          RETURN
1.1       bertrand  194:       END IF
                    195: 
                    196:       UP = LSAME( UPLO, 'U' )
                    197:       AMAX = ZERO
                    198: *
                    199: *     Quick return if possible.
                    200: *
                    201:       IF ( N .EQ. 0 ) THEN
1.12      bertrand  202:          SCOND = ONE
                    203:          RETURN
1.1       bertrand  204:       END IF
                    205: 
                    206:       DO I = 1, N
1.12      bertrand  207:          S( I ) = ZERO
1.1       bertrand  208:       END DO
                    209: 
                    210:       AMAX = ZERO
                    211:       IF ( UP ) THEN
                    212:          DO J = 1, N
                    213:             DO I = 1, J-1
                    214:                S( I ) = MAX( S( I ), CABS1( A( I, J ) ) )
                    215:                S( J ) = MAX( S( J ), CABS1( A( I, J ) ) )
                    216:                AMAX = MAX( AMAX, CABS1( A( I, J ) ) )
                    217:             END DO
                    218:             S( J ) = MAX( S( J ), CABS1( A( J, J ) ) )
                    219:             AMAX = MAX( AMAX, CABS1( A( J, J ) ) )
                    220:          END DO
                    221:       ELSE
                    222:          DO J = 1, N
                    223:             S( J ) = MAX( S( J ), CABS1( A( J, J ) ) )
                    224:             AMAX = MAX( AMAX, CABS1( A( J, J ) ) )
                    225:             DO I = J+1, N
                    226:                S( I ) = MAX( S( I ), CABS1( A( I, J ) ) )
                    227:                S( J ) = MAX( S( J ), CABS1( A( I, J ) ) )
1.12      bertrand  228:                AMAX = MAX( AMAX, CABS1( A( I, J ) ) )
1.1       bertrand  229:             END DO
                    230:          END DO
                    231:       END IF
                    232:       DO J = 1, N
1.12      bertrand  233:          S( J ) = 1.0D0 / S( J )
1.1       bertrand  234:       END DO
                    235: 
                    236:       TOL = ONE / SQRT( 2.0D0 * N )
                    237: 
                    238:       DO ITER = 1, MAX_ITER
1.12      bertrand  239:          SCALE = 0.0D0
                    240:          SUMSQ = 0.0D0
                    241: *        beta = |A|s
                    242:          DO I = 1, N
                    243:             WORK( I ) = ZERO
                    244:          END DO
                    245:          IF ( UP ) THEN
                    246:             DO J = 1, N
                    247:                DO I = 1, J-1
                    248:                   WORK( I ) = WORK( I ) + CABS1( A( I, J ) ) * S( J )
                    249:                   WORK( J ) = WORK( J ) + CABS1( A( I, J ) ) * S( I )
                    250:                END DO
                    251:                WORK( J ) = WORK( J ) + CABS1( A( J, J ) ) * S( J )
1.1       bertrand  252:             END DO
1.12      bertrand  253:          ELSE
                    254:             DO J = 1, N
                    255:                WORK( J ) = WORK( J ) + CABS1( A( J, J ) ) * S( J )
                    256:                DO I = J+1, N
                    257:                   WORK( I ) = WORK( I ) + CABS1( A( I, J ) ) * S( J )
                    258:                   WORK( J ) = WORK( J ) + CABS1( A( I, J ) ) * S( I )
                    259:                END DO
1.1       bertrand  260:             END DO
1.12      bertrand  261:          END IF
                    262: 
                    263: *        avg = s^T beta / n
                    264:          AVG = 0.0D0
                    265:          DO I = 1, N
1.16    ! bertrand  266:             AVG = AVG + DBLE( S( I )*WORK( I ) )
1.12      bertrand  267:          END DO
                    268:          AVG = AVG / N
                    269: 
                    270:          STD = 0.0D0
1.16    ! bertrand  271:          DO I = N+1, 2*N
1.12      bertrand  272:             WORK( I ) = S( I-N ) * WORK( I-N ) - AVG
                    273:          END DO
                    274:          CALL ZLASSQ( N, WORK( N+1 ), 1, SCALE, SUMSQ )
                    275:          STD = SCALE * SQRT( SUMSQ / N )
                    276: 
                    277:          IF ( STD .LT. TOL * AVG ) GOTO 999
                    278: 
                    279:          DO I = 1, N
                    280:             T = CABS1( A( I, I ) )
                    281:             SI = S( I )
                    282:             C2 = ( N-1 ) * T
1.16    ! bertrand  283:             C1 = ( N-2 ) * ( DBLE( WORK( I ) ) - T*SI )
        !           284:             C0 = -(T*SI)*SI + 2 * DBLE( WORK( I ) ) * SI - N*AVG
1.12      bertrand  285:             D = C1*C1 - 4*C0*C2
                    286: 
                    287:             IF ( D .LE. 0 ) THEN
                    288:                INFO = -1
                    289:                RETURN
                    290:             END IF
                    291:             SI = -2*C0 / ( C1 + SQRT( D ) )
                    292: 
                    293:             D = SI - S( I )
                    294:             U = ZERO
                    295:             IF ( UP ) THEN
                    296:                DO J = 1, I
                    297:                   T = CABS1( A( J, I ) )
                    298:                   U = U + S( J )*T
                    299:                   WORK( J ) = WORK( J ) + D*T
                    300:                END DO
                    301:                DO J = I+1,N
                    302:                   T = CABS1( A( I, J ) )
                    303:                   U = U + S( J )*T
                    304:                   WORK( J ) = WORK( J ) + D*T
                    305:                END DO
                    306:             ELSE
                    307:                DO J = 1, I
                    308:                   T = CABS1( A( I, J ) )
                    309:                   U = U + S( J )*T
                    310:                   WORK( J ) = WORK( J ) + D*T
                    311:                END DO
                    312:                DO J = I+1,N
                    313:                   T = CABS1( A( J, I ) )
                    314:                   U = U + S( J )*T
                    315:                   WORK( J ) = WORK( J ) + D*T
                    316:                END DO
                    317:             END IF
1.1       bertrand  318: 
1.16    ! bertrand  319:             AVG = AVG + ( U + DBLE( WORK( I ) ) ) * D / N
1.12      bertrand  320:             S( I ) = SI
                    321:          END DO
1.1       bertrand  322:       END DO
                    323: 
                    324:  999  CONTINUE
                    325: 
                    326:       SMLNUM = DLAMCH( 'SAFEMIN' )
                    327:       BIGNUM = ONE / SMLNUM
                    328:       SMIN = BIGNUM
                    329:       SMAX = ZERO
                    330:       T = ONE / SQRT( AVG )
                    331:       BASE = DLAMCH( 'B' )
                    332:       U = ONE / LOG( BASE )
                    333:       DO I = 1, N
1.12      bertrand  334:          S( I ) = BASE ** INT( U * LOG( S( I ) * T ) )
                    335:          SMIN = MIN( SMIN, S( I ) )
                    336:          SMAX = MAX( SMAX, S( I ) )
1.1       bertrand  337:       END DO
                    338:       SCOND = MAX( SMIN, SMLNUM ) / MIN( SMAX, BIGNUM )
1.12      bertrand  339: *
1.1       bertrand  340:       END

CVSweb interface <joel.bertrand@systella.fr>