feat(matrix_op): add multiplication
matrix_ops: add matrix multiply capability chore(fmt): flatten crate directory tests(ops): add tests for multiplication
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src/error.rs
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18
src/error.rs
Normal file
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@ -0,0 +1,18 @@
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use std::{error::Error, fmt::Display};
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#[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
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pub struct ParseMatrixError;
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impl Display for ParseMatrixError {
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fn fmt(&self, f: &mut std::fmt::Formatter<'_>) -> std::fmt::Result {
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write!(f, "Matrix parsing error")
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}
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}
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impl Error for ParseMatrixError {}
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#[derive(Debug)]
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pub struct MatrixSetValueError;
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impl Error for MatrixSetValueError {}
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impl Display for MatrixSetValueError {
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fn fmt(&self, f: &mut std::fmt::Formatter<'_>) -> std::fmt::Result {
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write!(f, "Matrix set value error")
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}
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}
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11
src/lib.rs
11
src/lib.rs
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@ -9,20 +9,23 @@
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//!
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//!
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//! Examples:
|
//! Examples:
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//! ```
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//! ```
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//! ...
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//! use matrix::Matrix;
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//! use matrix::Matrix;
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//! let m = Matrix::from_str("1,2,3\n4,5,6\n7,8,9");
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//! use std::str::FromStr;
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//! let m = Matrix::from_str("1,2,3\n4,5,6\n7,8,9").expect("Expected this to work");
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//! println!("Matrix string formatting:\n{}", m);
|
//! println!("Matrix string formatting:\n{}", m);
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//! println!("Evaluate determinant of matrix: {}", m.determinant());
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//! println!("Evaluate determinant of matrix: {}", m.determinant());
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//! println!("Transpose of matrix m:\n{}", m.transpose());
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//! println!("Transpose of matrix m:\n{}", m.transpose());
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//! ...
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//!
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//! ```
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//! ```
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pub mod types;
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mod matrix;
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pub mod error;
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#[cfg(test)]
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#[cfg(test)]
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mod tests;
|
mod tests;
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pub use matrix::Matrix;
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pub fn test() {
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pub fn test() {
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println!("Testing code here");
|
println!("Testing code here");
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}
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}
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219
src/matrix.rs
Normal file
219
src/matrix.rs
Normal file
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@ -0,0 +1,219 @@
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|
//! Matrix struct and relevant implementations.
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//!
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//! Example usage - addition of two matrices:
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//! ```
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//! use matrix::Matrix;
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//! use std::str::FromStr;
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//! let m1 = Matrix::from_str("1,2\n3,4").expect("Expect parse correct");
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//! let m2 = Matrix::from_str("1,1\n1,1").expect("Expect parse correct");
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//! let m_add = &m1 + &m2;
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//! println!("m1 + m2 =\n{}", m_add);
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//! ```
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//! TODO:: Create matrix multiplication method
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use std::{fmt::Display, ops::{Add, Mul, Sub}, str::FromStr};
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use crate::error::{MatrixSetValueError, ParseMatrixError};
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#[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
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pub struct Matrix {
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/// Number of rows in matrix.
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pub nrows: usize,
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/// Number of columns in matrix.
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pub ncols: usize,
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/// Data stored in the matrix, you should not access this directly
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data: Vec<Vec<i32>>,
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}
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impl FromStr for Matrix {
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type Err = ParseMatrixError;
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fn from_str(s: &str) -> Result<Self, Self::Err> {
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let mut d: Vec<Vec<i32>> = Vec::new();
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let rows_iter = s.split('\n');
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for txt in rows_iter {
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let mut r: Vec<i32> = Vec::new();
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||||||
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for ch in txt.split(',') {
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||||||
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let parsed = match i32::from_str(ch) {
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Ok(n) => Ok(n),
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Err(_e) => Err(ParseMatrixError),
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};
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r.push(parsed?);
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}
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d.push(r);
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}
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Ok(Matrix::new(d))
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}
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|
}
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impl Display for Matrix {
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fn fmt(&self, f: &mut std::fmt::Formatter<'_>) -> std::fmt::Result {
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let mut builder = String::new();
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for (i, r) in self.data.iter().enumerate() {
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let mut row_str = if i == 0 || i == self.nrows - 1 {
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"+".to_string()
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} else {
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||||||
|
"|".to_string()
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||||||
|
};
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||||||
|
for (j, n) in r.iter().enumerate() {
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row_str += &format!("{}{}", n, if j == self.ncols - 1 { "" } else { "," });
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}
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row_str += if i == 0 || i == self.nrows - 1 {
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"+\n"
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} else {
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"|\n"
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|
};
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builder += &row_str;
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}
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write!(f, "{}", builder)
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}
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|
}
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impl<'a, 'b> Add<&'b Matrix> for &'a Matrix {
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type Output = Matrix;
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fn add(self, rhs: &'b Matrix) -> Self::Output {
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if (self.nrows != rhs.nrows) || (self.ncols != rhs.ncols) {
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panic!("Cannot add two matrices with different dimensions");
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}
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let mut x = Matrix {
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nrows: self.nrows,
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ncols: self.ncols,
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data: self.data.clone(),
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};
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for (i, r) in rhs.data.iter().enumerate() {
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||||||
|
for (j, n) in r.iter().enumerate() {
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x.data[i][j] += n;
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}
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}
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|
x
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}
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|
}
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impl<'a, 'b> Sub<&'b Matrix> for &'a Matrix {
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type Output = Matrix;
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fn sub(self, rhs: &'b Matrix) -> Self::Output {
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todo!()
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}
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}
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impl<'a, 'b> Mul<&'b Matrix> for &'a Matrix {
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type Output = Matrix;
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fn mul(self, rhs: &'b Matrix) -> Self::Output {
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fn reduce(lhs: &Matrix, rhs: &Matrix, at_r: usize, at_c: usize) -> i32 {
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let mut tmp = 0;
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for i in 0..lhs.ncols {
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tmp += lhs.get(at_r, i).unwrap() * rhs.get(i, at_c).unwrap();
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}
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tmp
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}
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|
let mut d: Vec<Vec<i32>> = Vec::new();
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if self.ncols != rhs.nrows {
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println!("LHS: \n{}RHS: \n{}", self, rhs);
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println!("LHS nrows: {} ;; RHS ncols: {}", self.nrows, rhs.ncols);
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panic!()
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}
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for i in 0..self.nrows {
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let mut r: Vec<i32> = Vec::new();
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for j in 0..rhs.ncols {
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r.push(reduce(self, rhs, i, j));
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}
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d.push(r);
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}
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Matrix::new(d)
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}
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}
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impl Matrix {
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/// Matrix initialiser function.
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///
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/// Accepts a new array of data as a list of rows.
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///
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/// TODOs
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/// - Add row length check
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pub fn new(data: Vec<Vec<i32>>) -> Matrix {
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Matrix {
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nrows: data.len(),
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ncols: data[0].len(),
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data,
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}
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}
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/// Query one element at selected position.
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///
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/// Returns `None` if index is out of bounds.
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pub fn get(&self, row_index: usize, column_index: usize) -> Option<i32> {
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let r = self.data.get(row_index)?;
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let n = r.get(column_index)?;
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Some(*n)
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}
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/// Update one element at selected position.
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|
///
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/// Returns `Err()` if index is out of bounds.
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pub fn set(
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&mut self,
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row_index: usize,
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column_index: usize,
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new_data: i32,
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) -> Result<(), MatrixSetValueError> {
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self.data[row_index][column_index] = new_data;
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Ok(())
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}
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|
/// Checks if this is a square matrix.
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pub fn is_square(&self) -> bool {
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self.nrows == self.ncols
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}
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fn splice(&self, at_index: usize) -> Matrix {
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let mut data: Vec<Vec<i32>> = Vec::new();
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for i in 0..self.data.len() {
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if i == 0 {
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continue;
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|
}
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let mut r: Vec<i32> = Vec::new();
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||||||
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for j in 0..self.data[i].len() {
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||||||
|
if j == at_index {
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||||||
|
continue;
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||||||
|
}
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|
r.push(self.data[i][j]);
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|
}
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data.push(r);
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|
}
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Matrix::new(data)
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}
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/// Evaluates any N-by-N matrix.
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|
///
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/// This function panics if the matrix is not square!
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pub fn determinant(&self) -> i32 {
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if !self.is_square() {
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|
panic!()
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};
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|
if self.nrows == 2 && self.ncols == 2 {
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return self.data[0][0] * self.data[1][1] - self.data[0][1] * self.data[1][0];
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|
}
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|
let mut tmp = 0;
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for (i, n) in self.data[0].iter().enumerate() {
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let mult = if i % 2 == 0 { -*n } else { *n };
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let eval = self.splice(i).determinant();
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tmp += mult * eval;
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}
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|
tmp
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|
}
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|
/// Evaluates the tranpose of the matrix.
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|
///
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|
/// Each row becomes a column, each column becomes a row.
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pub fn transpose(&self) -> Matrix {
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let mut new_data = Vec::<Vec<i32>>::new();
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||||||
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for i in 0..self.nrows {
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|
let mut new_row = Vec::<i32>::new();
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||||||
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for j in 0..self.ncols {
|
||||||
|
new_row.push(self.data[j][i]);
|
||||||
|
}
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||||||
|
new_data.push(new_row);
|
||||||
|
}
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|
Matrix {
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nrows: self.ncols,
|
||||||
|
ncols: self.nrows,
|
||||||
|
data: new_data,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
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@ -1,2 +1,3 @@
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#[cfg(test)]
|
#[cfg(test)]
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pub mod matrix_test;
|
mod matrix_test_parse;
|
||||||
|
mod matrix_test_ops;
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||||||
|
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||||||
45
src/tests/matrix_test_ops.rs
Normal file
45
src/tests/matrix_test_ops.rs
Normal file
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|
@ -0,0 +1,45 @@
|
||||||
|
use std::str::FromStr;
|
||||||
|
|
||||||
|
use crate::{matrix::Matrix, error::ParseMatrixError};
|
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#[test]
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|
pub fn test_matrix_add() -> Result<(), ParseMatrixError> {
|
||||||
|
let m1 = Matrix::from_str("1,2,3\n4,5,6\n7,8,9")?;
|
||||||
|
let m2 = Matrix::from_str("1,1,1\n1,1,1\n1,1,1")?;
|
||||||
|
let t = Matrix::from_str("2,3,4\n5,6,7\n8,9,10")?;
|
||||||
|
assert_eq!(&m1 + &m2, t);
|
||||||
|
Ok(())
|
||||||
|
}
|
||||||
|
#[test]
|
||||||
|
pub fn test_matrix_determinate() -> Result<(), ParseMatrixError> {
|
||||||
|
let m = Matrix::from_str("3,4\n5,6")?;
|
||||||
|
let det = 3 * 6 - 4 * 5;
|
||||||
|
assert_eq!(m.determinant(), det);
|
||||||
|
Ok(())
|
||||||
|
}
|
||||||
|
#[test]
|
||||||
|
pub fn test_matrix_transposition() -> Result<(), ParseMatrixError> {
|
||||||
|
let m = Matrix::from_str("1,2,3\n4,5,6\n7,8,9")?;
|
||||||
|
let t = Matrix::from_str("1,4,7\n2,5,8\n3,6,9")?;
|
||||||
|
assert_eq!(m.transpose(), t);
|
||||||
|
Ok(())
|
||||||
|
}
|
||||||
|
#[test]
|
||||||
|
pub fn test_matrix_mul() -> Result<(), ParseMatrixError> {
|
||||||
|
let m1 = Matrix::from_str("1,2\n1,2")?;
|
||||||
|
let m2 = Matrix::from_str("1,3\n2,4")?;
|
||||||
|
let m3 = Matrix::from_str("1,2\n3,4")?;
|
||||||
|
let m4 = Matrix::from_str("1\n2")?;
|
||||||
|
let t1 = Matrix::from_str("5,11\n5,11")?;
|
||||||
|
let t2 = Matrix::from_str("5\n11")?;
|
||||||
|
assert_eq!(&m1 * &m2, t1);
|
||||||
|
assert_eq!(&m3 * &m4, t2);
|
||||||
|
Ok(())
|
||||||
|
}
|
||||||
|
#[test]
|
||||||
|
#[should_panic]
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||||||
|
pub fn test_matrix_add_bad_dimensions() -> () {
|
||||||
|
let bad = Matrix::from_str("1,1,1\n1,1,1").unwrap();
|
||||||
|
let add = Matrix::from_str("1,1\n1,1").unwrap();
|
||||||
|
let _ = &bad + &add;
|
||||||
|
}
|
||||||
22
src/tests/matrix_test_parse.rs
Normal file
22
src/tests/matrix_test_parse.rs
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,22 @@
|
||||||
|
use std::str::FromStr;
|
||||||
|
|
||||||
|
use crate::{matrix::Matrix, error::ParseMatrixError};
|
||||||
|
|
||||||
|
#[test]
|
||||||
|
pub fn test_matrix_init_from_string() -> Result<(), ParseMatrixError> {
|
||||||
|
let data_target = vec![vec![1, 2, 3], vec![4, 5, 6], vec![7, 8, 9]];
|
||||||
|
let target = Matrix::new(data_target);
|
||||||
|
let test = Matrix::from_str("1,2,3\n4,5,6\n7,8,9")?;
|
||||||
|
assert_eq!(target, test);
|
||||||
|
Ok(())
|
||||||
|
}
|
||||||
|
#[test]
|
||||||
|
pub fn test_matrix_parse_malformed() -> () {
|
||||||
|
let malformed = "1,23,\n,567,\n\n5";
|
||||||
|
let m = Matrix::from_str(malformed);
|
||||||
|
match m {
|
||||||
|
Ok(_) => panic!("This malformed matrix string should not have succeeded"),
|
||||||
|
Err(_) => (),
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
@ -1,8 +0,0 @@
|
||||||
//! Matrix-related type definitions
|
|
||||||
//!
|
|
||||||
//! Includes modules:
|
|
||||||
//! - Matrix
|
|
||||||
//! - Matrix parse and arithmetic errors
|
|
||||||
|
|
||||||
pub mod matrix;
|
|
||||||
pub mod matrix_err;
|
|
||||||
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