Gaudi Framework, version v23r2

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NumericalDefiniteIntegral.h

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00001 // $Id: NumericalDefiniteIntegral.h,v 1.3 2008/10/27 19:22:20 marcocle Exp $
00002 // ============================================================================
00003 #ifndef GAUDIMATH_NUMERICALDEFINITEINTEGRAL_H
00004 #define GAUDIMATH_NUMERICALDEFINITEINTEGRAL_H 1
00005 // ============================================================================
00006 // Include files
00007 // ============================================================================
00008 // STD & STL
00009 // ============================================================================
00010 #include <string>
00011 // ============================================================================
00012 // GaudiKernel
00013 // ============================================================================
00014 #include "GaudiKernel/StatusCode.h"
00015 // ============================================================================
00016 // GaudiMath
00017 // ============================================================================
00018 #include "GaudiMath/Integration.h"
00019 // ============================================================================
00020 // CLHEP
00021 // ============================================================================
00022 #include "CLHEP/GenericFunctions/AbsFunction.hh"
00023 // ============================================================================
00024 
00025 namespace Genfun
00026 {
00027   namespace GaudiMathImplementation
00028   {
00072     class GAUDI_API NumericalDefiniteIntegral : public AbsFunction
00073     {
00074     public:
00075       struct _Workspace ;
00076       struct _Function  ;
00077     public:
00078 
00080       typedef std::vector<double>   Points ;
00081 
00082     public:
00083 
00085       FUNCTION_OBJECT_DEF( NumericalDefiniteIntegral )
00086 
00087     public:
00088 
00140       NumericalDefiniteIntegral
00141       ( const AbsFunction&                        function            ,
00142         const size_t                              index               ,
00143         const double                              a                   ,
00144         const double                              b                   ,
00145         const GaudiMath::Integration::Type        type     =
00146         GaudiMath::Integration::Adaptive                              ,
00147         const GaudiMath::Integration::KronrodRule rule     =
00148         GaudiMath::Integration::Default                               ,
00149         const double                              epsabs   = 1.e-10   ,
00150         const double                              epsrel   = 1.e-7    ,
00151         const size_t                              size     = 1000     );
00152 
00153 
00182       NumericalDefiniteIntegral
00183       ( const AbsFunction&                  function           ,
00184         const size_t                        index              ,
00185         const double                        a                  ,
00186         const double                        b                  ,
00187         const Points&                       points             ,
00188         const double                        epsabs    = 1e-9   ,
00189         const double                        epsrel    = 1.e-6  ,
00190         const size_t                        size      = 1000   ) ;
00191 
00192 
00218       NumericalDefiniteIntegral
00219       ( const AbsFunction&                      function           ,
00220         const size_t                            index              ,
00221         const double                            a                  ,
00222         const GaudiMath::Integration::Inf       b         =
00223         GaudiMath::Integration::Infinity                           ,
00224         const double                            epsabs    = 1e-9   ,
00225         const double                            epsrel    = 1.e-6  ,
00226         const size_t                            size      = 1000   ) ;
00227 
00253       NumericalDefiniteIntegral
00254       ( const AbsFunction&                      function           ,
00255         const size_t                            index              ,
00256         const GaudiMath::Integration::Inf       a                  ,
00257         const double                            b                  ,
00258         const double                            epsabs    = 1e-9   ,
00259         const double                            epsrel    = 1.e-6  ,
00260         const size_t                            size      = 1000   ) ;
00261 
00285       NumericalDefiniteIntegral
00286       ( const AbsFunction&                      function           ,
00287         const size_t                            index              ,
00288         // FIXME: The next two arguments should be "double" but are "float" to resolve the
00289         // ambiguity with the first constructor when providing
00290         // '(const Genfun::AbsFunction, const unsigned int, const double, const double)'
00291         const float                             epsabs    = 1e-9   ,
00292         const float                             epsrel    = 1.e-6  ,
00293         const size_t                            size      = 1000   ) ;
00294 
00296       NumericalDefiniteIntegral ( const NumericalDefiniteIntegral& ) ;
00297 
00299       virtual ~NumericalDefiniteIntegral() ;
00300 
00301     public:
00302 
00304       virtual unsigned int dimensionality() const { return m_DIM ; }
00305 
00307       virtual double operator() ( double          argument ) const ;
00309       virtual double operator() ( const Argument& argument ) const ;
00310 
00312       virtual bool hasAnalyticDerivative() const { return true ;}
00313 
00315       virtual Genfun::Derivative partial ( unsigned int index ) const;
00316 
00317     public:
00318 
00320       const AbsFunction& function () const { return *m_function ; }
00322       double             a        () const { return         m_a ; }
00323       double             b        () const { return         m_b ; }
00325       const Points&      points   () const { return    m_points ; }
00327       double             epsabs   () const { return    m_epsabs ; }
00329       double             epsrel   () const { return    m_epsrel ; }
00330 
00332       double             result   () const { return    m_result ; }
00334       double             error    () const { return     m_error ; }
00335 
00336       // maximal number of bisection integvals for adaptive algorithms
00337       size_t             size     () const { return      m_size ; }
00338 
00340       GaudiMath::Integration::Type
00341       type     () const { return      m_type ; }
00343       GaudiMath::Integration::Category
00344       category () const { return  m_category ; }
00346       GaudiMath::Integration::KronrodRule
00347       rule     () const { return      m_rule ; }
00348 
00349     protected:
00350 
00351       // adaptive integration on infinite intervals
00352       double                     QAGI ( _Function* fun ) const ;
00353       // adaptive integration  with known singular points
00354       double                     QAGP ( _Function* fun ) const ;
00355       // non-adaptive integration
00356       double                     QNG  ( _Function* fun ) const ;
00357       // adaptive integration
00358       double                     QAG  ( _Function* fun ) const ;
00359       // adaptive integral with singularities
00360       double                     QAGS ( _Function* fun ) const ;
00361 
00362       // allocate the integration workspace
00363       _Workspace*                allocate                () const ;
00364       // the integration workspace
00365       _Workspace*                ws                      () const
00366       { return m_ws ; };
00367 
00368       // throw the exception
00369       StatusCode Exception
00370       ( const std::string& message ,
00371         const StatusCode&  sc = StatusCode::FAILURE ) const ;
00372 
00373     private:
00374 
00375       // defautl constructor is disabled
00376       NumericalDefiniteIntegral();
00377       // assignement is disabled
00378       NumericalDefiniteIntegral& operator=( const NumericalDefiniteIntegral& );
00379 
00380     private:
00381 
00382       const AbsFunction*                  m_function ;
00383       size_t                              m_DIM      ;
00384       size_t                              m_index    ;
00385 
00386       double                              m_a        ;
00387       double                              m_b        ;
00388       bool                                m_ia       ;
00389       bool                                m_ib       ;
00390 
00391       GaudiMath::Integration::Type        m_type     ;
00392       GaudiMath::Integration::Category    m_category ;
00393       GaudiMath::Integration::KronrodRule m_rule     ;
00394 
00395       Points                              m_points   ;
00396       double*                             m_pdata    ;
00397 
00398       double                              m_epsabs   ;
00399       double                              m_epsrel   ;
00400 
00401       mutable double                      m_result   ;
00402       mutable double                      m_error    ;
00403 
00404       size_t                              m_size     ;
00405       mutable _Workspace*                 m_ws       ;
00406 
00407       mutable  Argument                   m_argument ;
00408       mutable  Argument                   m_argF     ;
00409 
00410     };
00411 
00412   } // end of namespace GaudiMathImplementation
00413 } // end of namespace Genfun
00414 
00415 // ============================================================================
00416 // The END
00417 // ============================================================================
00418 #endif // GAUDIMATH_NUMERICALDEFINITEINTEGRAL_H
00419 // ============================================================================
 All Classes Namespaces Files Functions Variables Typedefs Enumerations Enumerator Properties Friends Defines

Generated at Thu Jun 28 2012 23:27:18 for Gaudi Framework, version v23r2 by Doxygen version 1.7.2 written by Dimitri van Heesch, © 1997-2004