#include <string.h>
#include "perm.h"
#include "arb.h"
#include "arb_mat.h"
static void
_apply_permutation(arb_mat_t A, const slong * P, slong num_rows)
{
if (num_rows != 0)
{
arb_ptr Atmp;
slong i;
slong row_offset = 0;
slong col_offset = 0;
slong num_cols = A->c;
Atmp = flint_malloc(sizeof(arb_struct) * num_rows * num_cols);
for (i = 0; i < num_rows; i++)
memcpy(Atmp + i * num_cols, arb_mat_entry(A, P[i] + row_offset, col_offset), sizeof(arb_struct) * num_cols);
for (i = 0; i < num_rows; i++)
memcpy(arb_mat_entry(A, i + row_offset, col_offset), Atmp + i * num_cols, sizeof(arb_struct) * num_cols);
flint_free(Atmp);
}
}
static void
arb_mat_det_one_gershgorin(arb_t det, const arb_mat_t A)
{
slong n, i, j;
arb_t t;
mag_t r, e, f;
n = arb_mat_nrows(A);
arb_init(t);
mag_init(r);
mag_init(e);
mag_init(f);
for (i = 0; i < n; i++)
{
mag_zero(e);
for (j = 0; j < n; j++)
{
if (i == j)
{
arb_sub_ui(t, arb_mat_entry(A, i, j), 1, MAG_BITS);
arb_get_mag(f, t);
}
else
{
arb_get_mag(f, arb_mat_entry(A, i, j));
}
mag_add(e, e, f);
}
mag_max(r, r, e);
}
mag_mul_ui(r, r, n);
mag_expm1(r, r);
arf_one(arb_midref(det));
mag_set(arb_radref(det), r);
arb_clear(t);
mag_clear(r);
mag_clear(e);
mag_clear(f);
}
void
arb_mat_det_precond(arb_t det, const arb_mat_t A, slong prec)
{
arb_mat_t LU, Linv, Uinv;
arb_t detU;
slong n;
slong *P;
n = arb_mat_nrows(A);
if (n == 0)
{
arb_one(det);
return;
}
P = _perm_init(n);
arb_mat_init(LU, n, n);
if (!arb_mat_approx_lu(P, LU, A, prec))
{
arb_mat_det_lu(det, A, prec);
}
else
{
arb_mat_init(Linv, n, n);
arb_mat_init(Uinv, n, n);
arb_init(detU);
arb_mat_one(Linv);
arb_mat_approx_solve_tril(Linv, LU, Linv, 1, prec);
arb_mat_one(Uinv);
arb_mat_approx_solve_triu(Uinv, LU, Uinv, 0, prec);
arb_mat_diag_prod(detU, Uinv, prec);
arb_mat_mul(LU, A, Uinv, prec);
_apply_permutation(LU, P, n);
arb_mat_mul(Uinv, Linv, LU, prec);
arb_mat_det_one_gershgorin(det, Uinv);
if (_perm_parity(P, n))
arb_neg(det, det);
arb_div(det, det, detU, prec);
if (arb_contains_zero(det))
{
arb_mat_det_lu(detU, A, prec);
if (mag_cmp(arb_radref(detU), arb_radref(det)) < 0)
arb_set(det, detU);
}
arb_mat_clear(Linv);
arb_mat_clear(Uinv);
arb_clear(detU);
}
_perm_clear(P);
arb_mat_clear(LU);
}