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[diderot] Annotation of /branches/ein16/synth/d2/test_eval.py
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Annotation of /branches/ein16/synth/d2/test_eval.py

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Revision 3998 - (view) (download) (as text)

1 : cchiw 3915 import sympy
2 :     from sympy import *
3 :     #symbols
4 :     x,y,z =symbols('x y z')
5 : cchiw 3865 import sys
6 :     import re
7 :    
8 : cchiw 3915 from obj_ty import *
9 :     from obj_apply import *
10 :     from obj_operator import *
11 : cchiw 3939 from obj_field import *
12 : cchiw 3865
13 : cchiw 3874
14 : cchiw 3865
15 : cchiw 3915 # *************************** unary operators ***************************
16 : cchiw 3939 # binary operators
17 :     def fn_add(exp1,exp2):
18 :     return exp1+exp2
19 :     def fn_subtract(exp1,exp2):
20 :     return exp1-exp2
21 :     # scaling operator
22 : cchiw 3998 def fn_multiplication(exp_s, t):
23 : cchiw 3939 exp_t = field.get_data(t)
24 :     ityp1 = field.get_ty(t)
25 :     shape1 = fty.get_shape(ityp1)
26 : cchiw 3946 #print "exp_s",exp_s,"exp_t",exp_t
27 : cchiw 3939 if(field.is_Scalar(t)):
28 :     return exp_s* exp_t
29 :     elif(field.is_Vector(t)):
30 :     [n1] = shape1 #vector
31 :     rtn = []
32 :     for i in range(n1):
33 :     rtn.append(exp_s*exp_t[i])
34 :     return rtn
35 :     elif(field.is_Matrix(t)):
36 :     [n1,n2] = shape1
37 :     rtn = []
38 :     for i in range(n1):
39 : cchiw 3946 tmp = []
40 : cchiw 3939 for j in range(n2):
41 : cchiw 3946 tmp.append(exp_s*exp_t[i][j])
42 :     rtn.append(tmp)
43 : cchiw 3939 return rtn
44 :     elif(field.is_Ten3(t)):
45 :     [n1,n2,n3] = shape1
46 :     rtn = []
47 :     for i in range(n1):
48 : cchiw 3946 tmpI = []
49 : cchiw 3939 for j in range(n2):
50 : cchiw 3946 tmpJ = []
51 : cchiw 3939 for k in range(n3):
52 : cchiw 3946 tmpJ.append(exp_s*exp_t[i][j][k])
53 :     tmpI.append(tmpJ)
54 :     rtn.append(tmpI)
55 : cchiw 3939 return rtn
56 :     else:
57 :     raise "unsupported scaling"
58 : cchiw 3865
59 : cchiw 3998 #scaling of a field
60 :     def fn_scaling(fld1, fld2):
61 :     def get_sca():
62 :     if(field.is_Scalar(fld1)):
63 :     return (fld1, fld2)
64 :     else:
65 :     return (fld2, fld1)
66 :     (s, t) = get_sca()
67 :     exp_s = field.get_data(s)
68 :     return fn_multiplication(exp_s, t)
69 :    
70 :     #division of a field
71 :     def fn_division(t, s):
72 :     if(field.is_Scalar(s)):
73 :     exp_s = (1/field.get_data(s))
74 :     return fn_multiplication(exp_s, t)
75 :     else:
76 :     raise Exception ("err second arg in division should be a scalar")
77 :    
78 : cchiw 3946 # negation of field
79 :     def fn_negation(exp):
80 :    
81 :     return -1*exp
82 :    
83 :    
84 : cchiw 3939 #evaluate cross product
85 :     def fn_cross(fld1, fld2):
86 :     exp1 = field.get_data(fld1)
87 :     ityp1 = field.get_ty(fld1)
88 :     exp2 = field.get_data(fld2)
89 :     ityp2 = field.get_ty(fld2)
90 :     #print " exp1: ",exp1," exp2: ",exp2
91 :     # vectors
92 :     n1 = fty.get_vecLength(ityp1) #vector
93 :     n2 = fty.get_vecLength(ityp2)
94 :     if(n1==2):
95 :     return (exp1[0]*exp2[1]) -(exp1[1]*exp2[0])
96 :     elif(n1==3):
97 :     x0= (exp1[1]*exp2[2]) -(exp1[2]*exp2[1])
98 :     x1= (exp1[2]*exp2[0]) -(exp1[0]*exp2[2])
99 :     x2= (exp1[0]*exp2[1]) -(exp1[1]*exp2[0])
100 :     return [x0,x1,x2]
101 :     else:
102 :     raise "unsupported type for cross product"
103 :    
104 : cchiw 3915 #gradient of field
105 :     def fn_grad(exp, dim):
106 :     if (dim==1):
107 :     return [diff(exp,x)]
108 :     elif (dim==2):
109 :     return [diff(exp,x), diff(exp,y)]
110 :     elif (dim==3):
111 :     return [diff(exp,x), diff(exp,y), diff(exp,z)]
112 :     else:
113 :     raise "dimension not supported"
114 : cchiw 3874
115 : cchiw 3939 #evaluate divergence
116 :     def fn_divergence(fld):
117 :     exp = field.get_data(fld)
118 :     ityp = field.get_ty(fld)
119 :     #print " exp1: ",exp1," exp2: ",exp2
120 :     # vectors
121 :     n1 = fty.get_vecLength(ityp) #vector
122 :     if(n1==2):
123 :     return diff(exp[0],x)+diff(exp[1],y)
124 :     elif(n1==3):
125 :    
126 :     return diff(exp[0],x)+diff(exp[1],y)+diff(exp[2],z)
127 :     else:
128 :     raise "unsupported type for divergence"
129 : cchiw 3874
130 : cchiw 3939 #evaluate cross product
131 :     def fn_curl(fld):
132 :     exp = field.get_data(fld)
133 :     ityp = field.get_ty(fld)
134 :     dim = field.get_dim(fld)
135 :     n = fty.get_vecLength(ityp) #vector
136 :     if(n!=dim):
137 :     raise (" type not supported for curl")
138 :     if(n==2):
139 :     return diff(exp[1], x) - diff(exp[0], y)
140 :     elif(n==3):
141 :     x0= diff(exp[2],y) - diff(exp[1],z)
142 :     x1= diff(exp[0],z) - diff(exp[2],x)
143 :     x2= diff(exp[1],x) - diff(exp[0],y)
144 :     return [x0,x1,x2]
145 :     else:
146 :     raise "unsupported type for cross product"
147 : cchiw 3874
148 : cchiw 3939 #evaluate jacob
149 :     def fn_jacob(fld):
150 :     exp = field.get_data(fld)
151 :     ityp = field.get_ty(fld)
152 :     dim = field.get_dim(fld)
153 :     #print " exp1: ",exp1," exp2: ",exp2
154 :     # vectors
155 :     n = fty.get_vecLength(ityp) #vector
156 :     if(n!=dim):
157 :     raise (" type not supported for jacob")
158 :     if(n==2):
159 : cchiw 3946 return [[diff(exp[0],x), diff(exp[0],y)],
160 :     [diff(exp[1],x), diff(exp[1],y)]]
161 : cchiw 3939 elif(n==3):
162 : cchiw 3946 return [[diff(exp[0],x), diff(exp[0],y), diff(exp[0],z)],
163 :     [diff(exp[1],x), diff(exp[1],y), diff(exp[1],z)],
164 :     [diff(exp[2],x), diff(exp[2],y), diff(exp[2],z)]]
165 : cchiw 3939 else:
166 : cchiw 3998 raise "unsupported type for jacob"
167 : cchiw 3939
168 : cchiw 3998 #evaluate norm
169 :     def fn_norm(fld, dim):
170 :     exp = field.get_data(fld)
171 :     ityp = field.get_ty(fld)
172 :     dim = field.get_dim(fld)
173 :     #print " exp1: ",exp1," exp2: ",exp2
174 :     # vectors
175 :     def iter (es):
176 :     sum = 0
177 :     for i in es:
178 :     sum+=i*i
179 :     return sqrt(sum)
180 :     if(field.is_Scalar(fld)):
181 :     [] = fty.get_shape(ityp)
182 :     return exp
183 :     elif(field.is_Vector(fld)):
184 :     [n] = fty.get_shape(ityp)
185 :     rtn = []
186 :     for i in range(n):
187 :     rtn.append(exp[i])
188 :     return iter(rtn)
189 :     elif(field.is_Matrix(fld)):
190 :     [n, m] = fty.get_shape(ityp)
191 :     rtn = []
192 :     for i in range(n):
193 :     for j in range(m):
194 :     rtn.append(exp[i][j])
195 :     return iter(rtn)
196 :     elif(field.is_Ten3(fld)):
197 :     [n, m, p] = fty.get_shape(ityp)
198 :     rtn = []
199 :     for i in range(n):
200 :     for j in range(m):
201 :     for k in range(p):
202 :     rtn.append(exp[i][j][k])
203 :     return iter(rtn)
204 :     else:
205 :     raise "unsupported type for norm"
206 : cchiw 3939
207 : cchiw 3998 #evaluate norm
208 :     def fn_normalize(fld, dim):
209 :     exp = field.get_data(fld)
210 :     ityp = field.get_ty(fld)
211 :     dim = field.get_dim(fld)
212 :     #print " exp1: ",exp1," exp2: ",exp2
213 :     norm = fn_norm(fld, dim)
214 :     if(field.is_Scalar(fld)):
215 :     #print "scal",exp
216 :     return exp
217 :     elif(field.is_Vector(fld)):
218 :     [n] = fty.get_shape(ityp)
219 :     rtn = []
220 :     for i in range(n):
221 :     rtn.append(exp[i]/norm)
222 :     #print "vec",rtn
223 :     return rtn
224 :     elif(field.is_Matrix(fld)):
225 :     [n, m] = fty.get_shape(ityp)
226 :     rtn = []
227 :     for i in range(n):
228 :     rtni = []
229 :     for j in range(m):
230 :     rtni.append(exp[i][j]/norm)
231 :     rtn.append(rtni)
232 :     #print "matrix:",rtn
233 :     return rtn
234 :     elif(field.is_Ten3(fld)):
235 :     [n, m, p] = fty.get_shape(ityp)
236 :     rtn = []
237 :     for i in range(n):
238 :     rtni = []
239 :     for j in range(m):
240 :     rtnj = []
241 :     for k in range(p):
242 :     rtnj.append(exp[i][j][k]/norm)
243 :     rtni.append( rtnj)
244 :     rtn.append( rtni)
245 :     #print "ten3",rtn
246 :     return rtn
247 :     else:
248 :     raise "unsupported type for norm"
249 :    
250 :     #evaluate slice
251 :     def fn_slice(fld1):
252 :     exp1 = field.get_data(fld1)
253 :     ityp1 = field.get_ty(fld1)
254 :     print exp1
255 :     rtn=[]
256 :     if(fty.is_Matrix(ityp1)):
257 :     [n2,n3] = fty.get_shape(ityp1)
258 :     for j in range(n3):
259 :     rtn.append(exp1[j][0])
260 :     print rtn
261 :     return rtn
262 :     else:
263 :     raise "unsupported type for slice"
264 :    
265 :     #evaluate trace
266 :     def fn_trace(fld):
267 :     exp = field.get_data(fld)
268 :     ityp = field.get_ty(fld)
269 :     rtn=[]
270 :     if(field.is_Matrix(fld)):
271 :     [n, m] = fty.get_shape(ityp)
272 :     if (n!=m):
273 :     raise Exception("matrix is not identitical")
274 :     rtn = exp[0][0]+exp[1][1]
275 :     if(n==2):
276 :     return rtn
277 :     elif(n==3):
278 :     return rtn+exp[2][2]
279 :     else:
280 :     raise "unsupported matrix field"
281 :     else:
282 :     raise "unsupported trace"
283 :    
284 :     #evaluate transpose
285 :     def fn_transpose(fld):
286 :     exp = field.get_data(fld)
287 :     ityp = field.get_ty(fld)
288 :     if(field.is_Matrix(fld)):
289 :     [n, m] = fty.get_shape(ityp)
290 :     rtn = []
291 :     for i in range(n):
292 :     rtni = []
293 :     for j in range(m):
294 :     rtni.append(exp[j][i])
295 :     rtn.append(rtni)
296 :     return rtn
297 :     else:
298 :     raise "unsupported transpose"
299 :    
300 :     #evaluate det
301 :     def fn_det(fld):
302 :     exp = field.get_data(fld)
303 :     ityp = field.get_ty(fld)
304 :     rtn=[]
305 :     if(field.is_Matrix(fld)):
306 :     [n, m] = fty.get_shape(ityp)
307 :     if (n!=m):
308 :     raise Exception("matrix is not identitical")
309 :     a = exp[0][0]
310 :     d = exp[1][1]
311 :     c = exp[1][0]
312 :     b = exp[0][1]
313 :     if(n==2):
314 :     return a*d-b*c
315 :     elif(n==3):
316 :     a = exp[0][0]
317 :     b = exp[0][1]
318 :     c = exp[0][2]
319 :     d = exp[1][0]
320 :     e = exp[1][1]
321 :     f = exp[1][2]
322 :     g = exp[2][0]
323 :     h = exp[2][1]
324 :     i = exp[2][2]
325 :     return a*(e*i-f*h)-b*(d*i-f*g)+c*(d*h-e*g)
326 :     else:
327 :     raise "unsupported matrix field"
328 :     else:
329 :     raise "unsupported trace"
330 :    
331 :    
332 : cchiw 3939 #evaluate outer product
333 :     def fn_outer(fld1, fld2):
334 :     exp1 = field.get_data(fld1)
335 :     ityp1 = field.get_ty(fld1)
336 :     exp2 = field.get_data(fld2)
337 :     ityp2 = field.get_ty(fld2)
338 :     rtn=[]
339 : cchiw 3946 #print "exp1",exp1,"ityp1",ityp1.name,"-length",len(exp1)
340 :     #print "exp2",exp2,"ityp2",ityp2.name,"-length",len(exp2)
341 :    
342 : cchiw 3939 if(fty.is_Vector(ityp1)):
343 :     n1= fty.get_vecLength(ityp1)
344 :     if(fty.is_Vector(ityp2)):
345 :     #both vectors
346 :     n2= fty.get_vecLength(ityp2)
347 :     for i in range(n1):
348 : cchiw 3946 tmpI = []
349 : cchiw 3939 for j in range(n2):
350 : cchiw 3946 tmpI.append(exp1[i]*exp2[j])
351 :     rtn.append(tmpI)
352 : cchiw 3939 return rtn
353 :     elif(fty.is_Matrix(ityp2)):
354 :     [n2,n3] = fty.get_shape(ityp2)
355 :     for i in range(n1):
356 : cchiw 3946 tmpI = []
357 : cchiw 3939 for j in range(n2):
358 : cchiw 3946 tmpJ = []
359 : cchiw 3939 for k in range(n3):
360 : cchiw 3946 tmpJ.append(exp1[i]*exp2[j][k])
361 :     tmpI.append(tmpJ)
362 :     rtn.append(tmpI)
363 : cchiw 3939 return rtn
364 :     elif(fty.is_Matrix(ityp1)):
365 :     [n1,n2] = fty.get_shape(ityp1)
366 :     if(fty.is_Vector(ityp2)):
367 :     n3= fty.get_vecLength(ityp2)
368 :     for i in range(n1):
369 : cchiw 3946 tmpI = []
370 : cchiw 3939 for j in range(n2):
371 : cchiw 3946 tmpJ = []
372 : cchiw 3939 for k in range(n3):
373 : cchiw 3946 tmpJ.append(exp1[i][j]*exp2[k])
374 :     tmpI.append(tmpJ)
375 :     rtn.append(tmpI)
376 : cchiw 3939 return rtn
377 :     elif(fty.is_Matrix(ityp2)):
378 :     [n3,n4] = fty.get_shape(ityp2)
379 :     for i in range(n1):
380 : cchiw 3946 tmpI = []
381 : cchiw 3939 for j in range(n2):
382 : cchiw 3946 tmpJ = []
383 : cchiw 3939 for k in range(n3):
384 : cchiw 3946 tmpK = []
385 : cchiw 3939 for l in range(n4):
386 : cchiw 3946 tmpK.append(exp1[i][j]*exp2[k][l])
387 :     tmpJ.append(tmpK)
388 :     tmpI.append(tmpJ)
389 :     rtn.append(tmpI)
390 : cchiw 3939 return rtn
391 :     else:
392 :     raise "outer product is not supported"
393 :     else:
394 :     raise "outer product is not supported"
395 :     #evaluate inner product
396 :     def fn_inner(fld1, fld2):
397 :     exp1 = field.get_data(fld1)
398 :     ityp1 = field.get_ty(fld1)
399 :     exp2 = field.get_data(fld2)
400 :     ityp2 = field.get_ty(fld2)
401 :     #print " exp1: ",exp1," exp2: ",exp2
402 :     # vectors
403 :     if(fty.is_Vector(ityp1)):
404 :     n1 = fty.get_vecLength(ityp1) #vector
405 :     if(fty.is_Vector(ityp2)):
406 :     #length of vetors
407 :     rtn=0
408 :     n2 = fty.get_vecLength(ityp2)
409 :     for s in range(n1):
410 :     curr = exp1[s]*exp2[s]
411 :     #print (" exp1[s]: ",exp1[s]," exp2[s]: ",exp2[s],"cur",curr)
412 :     rtn += curr
413 :     return rtn
414 :     elif(fty.is_Matrix(ityp2)):
415 :     [n2] = fty.drop_last(ityp2) #matrix
416 :     rtn=[]
417 :     for i in range(n2):
418 :     sumrtn=0
419 :     for s in range(n1):
420 :     curr = exp1[s]*exp2[s][i]
421 :     sumrtn += curr
422 :     rtn.append(sumrtn)
423 :     return rtn
424 :     elif(fty.is_Ten3(ityp2)):
425 :     [n2,n3] = fty.drop_last(ityp2)
426 : cchiw 3946 rtn = []
427 : cchiw 3939 for i in range(n2):
428 : cchiw 3946 tmpJ = []
429 : cchiw 3939 for j in range(n3):
430 :     sumrtn=0
431 :     for s in range(n1):
432 :     curr = exp1[s]*exp2[s][i][j]
433 :     sumrtn += curr
434 : cchiw 3946 tmpJ.append(sumrtn)
435 :     rtn.append(tmpJ)
436 :     return rtn
437 : cchiw 3939 else:
438 :     raise "inner product is not supported"
439 :     elif(fty.is_Matrix(ityp1)):
440 :     n2 = fty.get_first_ix(ityp1) #matrix
441 :     if(fty.is_Vector(ityp2)):
442 :     ns = fty.get_vecLength(ityp2) #vector
443 :     rtn=[]
444 :     for i in range(n2):
445 :     sumrtn=0
446 :     for s in range(ns):
447 :     curr = exp1[i][s]*exp2[s]
448 :     sumrtn += curr
449 :     rtn.append(sumrtn)
450 :     return rtn
451 :     else:
452 :     raise "inner product is not supported"
453 :     elif(fty.is_Ten3(ityp1)):
454 :     [n1,n2] = fty.drop_first(ityp1)
455 :     if(fty.is_Vector(ityp2)):
456 :     ns = fty.get_vecLength(ityp2)
457 :     rtn=[]
458 :     for i in range(n1):
459 : cchiw 3946 tmpI=[]
460 : cchiw 3939 for j in range(n2):
461 :     sumrtn=0
462 :     for s in range(ns):
463 :     curr = exp1[i][j][s]*exp2[s]
464 :     sumrtn += curr
465 : cchiw 3946 tmpI.append(sumrtn)
466 :     rtn.append(tmpI)
467 : cchiw 3939 return rtn
468 :     else:
469 :     raise "inner product is not supported"
470 :     else:
471 :     raise "inner product is not supported"
472 :    
473 :    
474 : cchiw 3915 # *************************** generic apply operators ***************************
475 :     #unary operator on a vector
476 : cchiw 3939 def applyToVector(vec, unary):
477 : cchiw 3915 rtn = []
478 :     for v in vec:
479 :     rtn.append(unary(v))
480 :     return rtn
481 :     #binary operator on a vector
482 : cchiw 3939 def applyToVectors(vecA, vecB, binary):
483 : cchiw 3915 rtn = []
484 :     for (a,b) in zip(vecA,vecB):
485 :     x= binary(a,b)
486 :     rtn.append(x)
487 :     return rtn
488 : cchiw 3874
489 : cchiw 3946 def applyToM(vec, unary):
490 :     rtn = []
491 :     for i in vec:
492 :     tmpI = []
493 :     for v in i:
494 :     tmpI.append(unary(v))
495 :     rtn.append(tmpI)
496 :     return rtn
497 :    
498 :     def applyToT3(vec, unary):
499 :     rtn = []
500 :     for i in vec:
501 :     tmpI = []
502 :     for j in i:
503 :     tmpJ = []
504 :     for v in j:
505 :     tmpJ.append(unary(v))
506 :     tmpI.append(tmpJ)
507 :     rtn.append(tmpI)
508 :     return rtn
509 :    
510 : cchiw 3915 # *************************** apply to scalars or vectors ***************************
511 :     #apply operators to expression
512 :     # return output types and expression
513 :     # unary operator
514 :     # exp: scalar types
515 : cchiw 3874
516 : cchiw 3939 def applyToExp_U_S(fn_name, fld):
517 :     exp = field.get_data(fld)
518 :     dim = field.get_dim(fld)
519 :     #print fn_name
520 : cchiw 3915 if(op_probe==fn_name): #probing
521 : cchiw 3939 return exp
522 : cchiw 3915 elif(op_negation==fn_name): #negation
523 : cchiw 3939 return fn_negation(exp)
524 : cchiw 3915 elif(op_gradient==fn_name): #gradient
525 : cchiw 3939 return fn_grad(exp, dim)
526 : cchiw 3915 else:
527 : cchiw 3939 raise Exception("unsupported unary operator on scalar field:"+ fn_name.name)
528 : cchiw 3874
529 : cchiw 3939 # unary operator
530 :     # exp: vector types
531 :     def applyToExp_U_V(fn_name, fld):
532 :     exp = field.get_data(fld)
533 :     if(op_probe==fn_name): #probing
534 :     return exp
535 :     elif(op_negation==fn_name): #negation
536 :     return applyToVector(exp, fn_negation)
537 :     elif(op_divergence==fn_name):
538 :     return fn_divergence(fld)
539 :     elif(op_curl==fn_name):
540 :     return fn_curl(fld)
541 :     elif(op_jacob==fn_name): #jacob
542 :     return fn_jacob(fld)
543 :     else:
544 :     raise Exception("unsupported unary operator:"+ fn_name.name)
545 : cchiw 3874
546 : cchiw 3946 def applyToExp_U_M(fn_name, fld):
547 :     exp = field.get_data(fld)
548 :     if(op_probe==fn_name): #probing
549 :     return exp
550 :     elif(op_negation==fn_name): #negation
551 :     return applyToM(exp, fn_negation)
552 :     elif(op_jacob==fn_name): #jacob
553 :     return fn_jacob(fld)
554 : cchiw 3998 elif(op_slice==fn_name):
555 :     return fn_slice(fld)
556 :     elif(op_trace == fn_name):
557 :     return fn_trace(fld)
558 :     elif(op_transpose==fn_name):
559 :     return fn_transpose(fld)
560 :     elif(op_det==fn_name):
561 :     return fn_det(fld)
562 : cchiw 3946 else:
563 :     raise Exception("unsupported unary operator:"+ fn_name.name)
564 :    
565 : cchiw 3939 def applyToExp_U_T3(fn_name, fld):
566 :     exp = field.get_data(fld)
567 :     if(op_probe==fn_name): #probing
568 :     return exp
569 :     elif(op_negation==fn_name): #negation
570 : cchiw 3946
571 :     return applyToT3(exp, fn_negation)
572 : cchiw 3939 elif(op_jacob==fn_name): #jacob
573 :     return fn_jacob(fld)
574 :     else:
575 :     raise Exception("unsupported unary operator:"+ fn_name.name)
576 :    
577 : cchiw 3915 # binary operator
578 :     # exp: scalar types
579 :     def applyToExp_B_S(e):
580 :     fn_name=e.opr
581 : cchiw 3939 (fld1,fld2) = apply.get_binary(e)
582 :     exp1 = field.get_data(fld1)
583 :     exp2 = field.get_data(fld2)
584 :     #print fn_name
585 : cchiw 3915 if(op_add==fn_name):#addition
586 : cchiw 3939 return fn_add(exp1,exp2)
587 : cchiw 3915 elif(op_subtract==fn_name):#subtract
588 : cchiw 3939 return fn_subtract(exp1,exp2)
589 :     elif(op_scale==fn_name): #scaling
590 :     return fn_scaling(fld1,fld2)
591 : cchiw 3998 elif(op_division==fn_name): #division
592 :     return fn_division(fld1,fld2)
593 : cchiw 3915 else:
594 : cchiw 3939 raise Exception("unsupported binary operator on scalar fields:"+ fn_name.name)
595 : cchiw 3874
596 : cchiw 3939 # binary, args do not need to have the same shape
597 :     def applyToExp_B_uneven(e):
598 : cchiw 3915 fn_name=e.opr
599 : cchiw 3939 (fld1,fld2) = apply.get_binary(e)
600 :     exp1 = field.get_data(fld1)
601 :     exp2 = field.get_data(fld2)
602 :     if(op_outer==fn_name):
603 :     return fn_outer(fld1, fld2)
604 :     elif(op_inner==fn_name):
605 :     return fn_inner(fld1, fld2)
606 :     elif(op_scale==fn_name): #scaling
607 :     return fn_scaling(fld1,fld2)
608 : cchiw 3915 else:
609 :     raise Exception("unsupported unary operator:",op_name)
610 : cchiw 3865
611 : cchiw 3915
612 :     # binary operator
613 : cchiw 3939 # args have the same shape
614 : cchiw 3915 def applyToExp_B_V(e):
615 :     fn_name=e.opr
616 : cchiw 3939 (fld1,fld2) = apply.get_binary(e)
617 :     exp1 = field.get_data(fld1)
618 :     exp2 = field.get_data(fld2)
619 : cchiw 3915 if(op_add==fn_name):#addition
620 : cchiw 3939 return applyToVectors(exp1, exp2, fn_add)
621 : cchiw 3915 elif(op_subtract==fn_name):#subtract
622 : cchiw 3939 return applyToVectors(exp1, exp2, fn_subtract)
623 :     elif(op_cross==fn_name):
624 :     return fn_cross(fld1, fld2)
625 : cchiw 3915 else:
626 : cchiw 3939 return applyToExp_B_uneven(e)
627 : cchiw 3915
628 : cchiw 3939
629 : cchiw 3915 # *************************** unary/binary operators ***************************
630 :     def unary(e):
631 : cchiw 3939 #apply.toStr(e)
632 :     fld =apply.get_unary(e)
633 :     fn_name=e.opr
634 :     exp = field.get_data(fld)
635 :     dim = field.get_dim(fld)
636 : cchiw 3998 if(op_norm==fn_name):#norm
637 :     return fn_norm(fld, dim)
638 :     if(op_normalize==fn_name):#normalize
639 :     x= fn_normalize(fld, dim)
640 :     return x
641 :     elif (field.is_Scalar(fld)): # input is a scalar field
642 : cchiw 3939 return applyToExp_U_S(fn_name, fld)
643 :     elif(field.is_Vector(fld)): # input is a vector field
644 :     return applyToExp_U_V(fn_name, fld)
645 : cchiw 3946 elif(field.is_Matrix(fld)): # input is a vector field
646 :     return applyToExp_U_M(fn_name, fld)
647 : cchiw 3915 else:
648 : cchiw 3939 return applyToExp_U_T3(fn_name, fld)
649 : cchiw 3915
650 :     def binary(e):
651 : cchiw 3939 (f, g) =apply.get_binary(e)
652 : cchiw 3998 fn_name = e.opr
653 :     # type is checked elsewhere or does not matter
654 :     if(op_division==fn_name): #division
655 :     return fn_division(f, g)
656 :     elif (field.is_Scalar(f) and field.is_Scalar(g)): # input is a scalar field
657 : cchiw 3915 return applyToExp_B_S(e)
658 : cchiw 3939 elif (field.is_Vector(f)):# input is a vector field
659 :     if(field.is_Vector(g)):
660 :     return applyToExp_B_V(e)
661 :     else: # input is a vector field, _
662 :     return applyToExp_B_uneven(e)
663 : cchiw 3915 else:
664 : cchiw 3939 return applyToExp_B_uneven(e)
665 : cchiw 3915
666 : cchiw 3939 def applyUnaryOnce(oexp_inner,app_inner,app_outer):
667 : cchiw 3998 #print "applyUnaryOnce"
668 : cchiw 3939 #apply.toStr(app_inner)
669 :     oty_inner = apply.get_oty(app_inner)
670 :     oty_outer = apply.get_oty(app_outer)
671 :     opr_outer = app_outer.opr
672 : cchiw 3946 #print "oexp_inner",oexp_inner,"opr_outer",opr_outer.name
673 : cchiw 3939 lhs_tmp = field(true, "tmp", oty_inner, "", oexp_inner, "")
674 : cchiw 3946 app_tmp = apply("tmp", opr_outer, lhs_tmp, None, oty_outer, true, true)
675 : cchiw 3939 oexp_tmp =unary(app_tmp)
676 : cchiw 3946 #print " oexp_tmp", oexp_tmp
677 : cchiw 3939 return (oty_outer, oexp_tmp)
678 :    
679 : cchiw 3946 def applyBinaryOnce(oexp_inner,app_inner,app_outer,rhs):
680 :     oty_inner = apply.get_oty(app_inner)
681 :     oty_outer = apply.get_oty(app_outer)
682 :     opr_outer = app_outer.opr
683 :    
684 :     lhs_tmp = field(true, "tmp", oty_inner, "", oexp_inner, "")
685 :    
686 :     app_tmp = apply("tmp", opr_outer, lhs_tmp, rhs, oty_outer, true,true)
687 :     oexp_tmp =binary(app_tmp)
688 :     return (oty_outer, oexp_tmp)
689 : cchiw 3939
690 : cchiw 3946
691 : cchiw 3915 # operators with scalar field and vector field
692 :     def sort(e):
693 : cchiw 3939 #apply.toStr(e)
694 :     arity = apply.get_arity(e)
695 : cchiw 3946 if(e.isrootlhs): # is root
696 : cchiw 3939 #print "sort is a root"
697 :     oty = apply.get_oty(e)
698 :     if (arity ==1):
699 :     return (oty, unary(e))
700 :     elif (arity ==2): # binary operator
701 :     return (oty, binary(e))
702 :     else:
703 :     raise Exception ("arity is not supported: "+str(arity_outer))
704 : cchiw 3915 else:
705 : cchiw 3939 app_outer = e
706 :     arity_outer = arity
707 : cchiw 3946 #print "app_outer",app_outer.opr.name
708 : cchiw 3939 if (arity_outer==1): #assuming both arity
709 :     app_inner = apply.get_unary(app_outer)
710 : cchiw 3946 #print "outer(1) app_inner:",app_inner.opr.name
711 : cchiw 3939 arity_inner= app_inner.opr.arity
712 :     if (arity_inner==1):
713 :     oexp_inner = unary(app_inner)
714 : cchiw 3946
715 : cchiw 3939 (oty_outer, oexp_tmp) = applyUnaryOnce(oexp_inner ,app_inner, app_outer)
716 : cchiw 3946
717 : cchiw 3939 return (oty_outer, oexp_tmp)
718 :     elif(arity_inner==2):
719 :     oexp_inner = binary(app_inner)
720 :     (oty_outer, oexp_tmp) = applyUnaryOnce(oexp_inner ,app_inner, app_outer)
721 : cchiw 3946
722 : cchiw 3939 return (oty_outer, oexp_tmp)
723 :     else:
724 :     raise Exception ("arity is not supported: "+str(arity_outer))
725 : cchiw 3946 elif (arity_outer==2):
726 :     (app_inner, G) = apply.get_binary(app_outer)
727 :     arity_inner= app_inner.opr.arity
728 :     #print "outer(2) app_inner",app_inner.opr.name
729 :     if (arity_inner==1):
730 :     oexp_inner = unary(app_inner)
731 :     rhs = G
732 :     (oty_outer, oexp_tmp) = applyBinaryOnce(oexp_inner, app_inner, app_outer, rhs)
733 :     return (oty_outer, oexp_tmp)
734 :     elif(arity_inner==2):
735 :     oexp_inner = binary(app_inner)
736 :     #print "applying binary frst time", oexp_inner
737 :     rhs = G
738 :     (oty_outer, oexp_tmp) = applyBinaryOnce(oexp_inner, app_inner, app_outer, rhs)
739 :     #print "applying binary second time", oexp_tmp
740 :     return (oty_outer, oexp_tmp)
741 :     else:
742 :     raise Exception ("arity is not supported: "+str(arity_outer))
743 : cchiw 3939 else:
744 :     raise Exception ("arity is not supported: "+str(arity_outer))
745 : cchiw 3915
746 :     # *************************** evaluate at positions ***************************
747 :     #evaluate scalar field exp
748 :     def eval_d2(pos0, pos1, exp):
749 : cchiw 3998 #print "exp:",exp
750 : cchiw 3915 #evaluate field defined by coefficients at position
751 :     exp0 = exp.subs(x,pos0)
752 :     exp1 = exp0.subs(y,pos1)
753 :     return exp1
754 :    
755 : cchiw 3939 def eval_d3(pos0, pos1, pos2, exp):
756 :     #evaluate field defined by coefficients at position
757 :     exp0 = exp.subs(x,pos0)
758 :     exp1 = exp0.subs(y,pos1)
759 :     exp2 = exp1.subs(z,pos2)
760 :     return exp2
761 :    
762 : cchiw 3915 #evaluate vector field [exp,exp]
763 :     def eval_vec_d2(pos0, pos1, vec):
764 : cchiw 3939 #print "eval_vec_d2 vec:",vec
765 : cchiw 3915 rtn = []
766 :     for v in vec:
767 :     rtn.append(eval_d2(pos0, pos1, v))
768 :     return rtn
769 :    
770 : cchiw 3939 #evaluate vector field [exp,exp]
771 : cchiw 3946 def eval_mat_d2(pos0, pos1, mat):
772 :     #print "eval_vec_d2 vec:",vec
773 :     rtn = []
774 :     print "eval_mat_d2 mat",mat
775 :     for i in mat:
776 :     for v in i:
777 :     rtn.append(eval_d2(pos0, pos1, v))
778 :     return rtn
779 :    
780 :     def eval_ten3_d2(pos0, pos1, ten3):
781 :     #print "eval_vec_d2 vec:",vec
782 :     rtn = []
783 :     for i in ten3:
784 :     for j in i:
785 :     for v in j:
786 :     rtn.append(eval_d2(pos0, pos1, v))
787 :     return rtn
788 :    
789 :    
790 :    
791 :     #evaluate vector field [exp,exp]
792 : cchiw 3939 def eval_vec_d3(pos0, pos1, pos2, vec):
793 :     rtn = []
794 :     for v in vec:
795 :     rtn.append(eval_d3(pos0, pos1, pos2, v))
796 :     return rtn
797 :    
798 :    
799 : cchiw 3946 #evaluate vector field [exp,exp]
800 :     def eval_mat_d3(pos0, pos1, pos2, mat):
801 :     #print "eval_vec_d2 vec:",vec
802 :     rtn = []
803 :     for i in mat:
804 :     for v in i:
805 :     rtn.append(eval_d3(pos0, pos1, pos2, v))
806 :     return rtn
807 :    
808 :     def eval_ten3_d3(pos0, pos1, pos2,ten3):
809 :     rtn = []
810 :     for i in ten3:
811 :     for j in i:
812 :     for v in j:
813 :     rtn.append(eval_d3(pos0, pos1, pos2, v))
814 :     return rtn
815 :    
816 :    
817 : cchiw 3939 def iter_d2(k, pos, exp):
818 : cchiw 3874 corr = []
819 : cchiw 3939 #print "iter expr:", exp
820 :     #print "pos", pos
821 : cchiw 3874 for p in pos:
822 : cchiw 3939 #print "p", p
823 : cchiw 3874 x=p[0]
824 :     y=p[1]
825 : cchiw 3915 val = k(x,y,exp)
826 : cchiw 3874 corr.append(val)
827 :     return corr
828 : cchiw 3865
829 : cchiw 3939 def iter_d3(k, pos, exp):
830 :     corr = []
831 :     #print "iter exp:", exp
832 :     for p in pos:
833 :     x=p[0]
834 :     y=p[1]
835 :     z=p[2]
836 :     val = k(x,y,z, exp)
837 :     #print "pos: ",x,y,z, " val:", val
838 :     corr.append(val)
839 :     return corr
840 :    
841 : cchiw 3915 def probeField(otyp1,pos, ortn):
842 : cchiw 3939 dim = fty.get_dim(otyp1)
843 : cchiw 3946 #print "output type"+otyp1.name
844 : cchiw 3939 if (dim==2):
845 :     def get_k():
846 :     if (fty.is_ScalarField(otyp1)): # output is a scalar field
847 :     return eval_d2
848 : cchiw 3946 elif (fty.is_VectorField(otyp1)):
849 :     return eval_vec_d2
850 :     elif (fty.is_Matrix(otyp1)):
851 :     return eval_mat_d2
852 :     elif(fty.is_Ten3(otyp1)):
853 :     return eval_ten3_d2
854 : cchiw 3939 else:
855 : cchiw 3946 raise "error"+otyp1.name
856 : cchiw 3939 return iter_d2(get_k(), pos, ortn)
857 :     elif (dim==3):
858 :     def get_k():
859 :     if (fty.is_ScalarField(otyp1)): # output is a scalar field
860 :     return eval_d3
861 : cchiw 3946 elif (fty.is_VectorField(otyp1)):
862 :     return eval_vec_d3
863 :     elif (fty.is_Matrix(otyp1)):
864 :     return eval_mat_d3
865 :     elif(fty.is_Ten3(otyp1)):
866 :     return eval_ten3_d3
867 : cchiw 3939 else:
868 : cchiw 3946 raise "error"+otyp1.name
869 : cchiw 3939 return iter_d3(get_k(), pos, ortn)
870 : cchiw 3865 else:
871 : cchiw 3939 raise "unsupported dimension"
872 : cchiw 3865
873 : cchiw 3915 # *************************** main ***************************
874 :    
875 :     # operators with scalar field and vector field
876 :     def eval(app, pos):
877 : cchiw 3946 #print "evalname",app.name
878 : cchiw 3939 # print "inside eval exp:", field.toStr(app.exp[0])
879 :     #apply.toStr(app)
880 : cchiw 3915 (otyp1, ortn) = sort(app) #apply operations to expressions
881 : cchiw 3939 #print "ortn",ortn
882 : cchiw 3915 return probeField(otyp1, pos, ortn) #evaluate expression at positions
883 :    
884 :    

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